前言

南水北调中线工程是当今世界规模最大的跨流域调水工程，渠首设计流量350m3/s，加大流量420m3/s，中线工程多年平均调水95亿m3，输水干渠总长1432km，途经河南、河北、北京、天津四省（直辖市）。沿线布置有27座大型输水渡槽工程，这些渡槽的几何尺寸与荷载巨大，以往中小型渡槽工程设计、施工的技术经验难以满足大型渡槽工程需要，南水北调中线大型渡槽的建设对渡槽结构设计理论及施工方案提出了新的要求。作为南水北调中线关键控制性工程，沙河渡槽的设计、施工存在诸多需要研究解决的关键技术难题。

针对特大型沙河渡槽设计与建设中存在的关键技术难题，自20世纪90年代南水北调中线调水规模145亿m3时期，我们就开始展开工程的技术研究工作，2002年12月23日国务院正式批复《南水北调工程总体规划》后，又陆续深入开展了一系列基础研究。先后承担的大型渡槽科技攻关课题包括：河南省南水北调中线工程建设领导小组办公室科技支撑计划“南水北调中线工程预应力混凝土渡槽结构分析与试验研究（南水北调工建字1996-综14号）”；“十一五”国家科技支撑计划项目“南水北调工程若干关键技术研究与应用”课题“南水北调中线大流量预应力渡槽设计和施工技术研究”专题之三“渡槽施工技术及施工工艺研究、施工质量控制指标及控制方法研究（2006BAB04A05-3）”；南水北调中线干线工程建设管理局科技支撑计划项目“大型预应力U形预制槽1∶1原型试验和预应力张拉试验研究（ZXJ/KY/YYL-001）”；河南省水利科技计划项目“南水北调大流量大断面预应力U形薄壳渡槽应用技术研究（GG201017）”。

沙河渡槽设计流量320m3/s，加大流量380m3/s，全长9050m，设计水头1.77m，是南水北调中线最大的渡槽工程，也是目前综合规模指标世界最大的渡槽。渡槽结构型式包括了U形梁式渡槽、矩形箱基渡槽、矩形落地槽三种槽型，其中U形梁式渡槽长2166m，双向预应力简支结构，双线4槽，单跨30m，单槽净宽8m，采用地面预制，架槽机施工方案。

本书以南水北调中线沙河渡槽工程为依托，针对渡槽断面超大、荷载巨大、受力复杂、性能高要求的特点，在大流量输水渡槽结构型式、设计理论和方法、千吨级大型渡槽机械化施工工法、成套施工质量控制工艺措施方面开展了全面系统的理论分析和科学试验研究，解决了大量的技术难题，保证了工程设计、施工质量。主要包括以下几个方面：

（1）沙河大流量预应力渡槽结构选型与跨度分析研究；

（2）大型U形薄壳渡槽结构稳定性研究；

（3）大型渡槽温度边界条件及温度应力分析研究；

（4）大型U形预应力渡槽结构分析研究；

（5）沙河渡槽原型试验分析研究；

（6）大断面U形预制槽止水结构型式及止水材料试验研究；

（7）大型渡槽架槽机、造槽机施工方案研究，沙河U形预制渡槽架槽机施工实践；

（8）大型U形渡槽预制关键技术研究；

（9）大断面U形渡槽温控技术研究与应用；

（10）双向预应力张拉试验及测力系统研究与实践。

沙河渡槽工程于2009年年底开工建设，2013年12月主体工程全部完工，作为南水北调中线工程的重要输水建筑物，2014年12月12日随着整个南水北调中线一期工程正式投入运行。通水至今，渡槽运行状况良好。

南水北调中线沙河渡槽工程的设计与建设实践，首次实现了大流量预应力预制渡槽的应用，首次实现了大型渡槽架槽机机械化施工，完善和丰富了渡槽工程的设计理论，促进了新技术、新材料在渡槽工程中的应用，提高并推动了我国渡槽工程建设技术的发展。

本书的编写工作得到了南水北调中线沙河渡槽工程建管、施工、监理、安全监测等相关参建单位的大力支持，提供了大量一手资料。希望本书的出版能为今后渡槽工程及类似工程的设计、施工提供借鉴和参考，对调水工程的发展有一定的促进作用。

限于编者的水平，书中难免有错漏或不当之处，敬请读者批评指正。

编者

2018年7月