異體弧形鋼模板在豐滿大壩進(jìn)水口混凝土施工中的應(yīng)用

景旭

（中國(guó)水利水電第一工程局有限公司，吉林長(zhǎng)春130062）

異體弧形鋼模板在豐滿大壩進(jìn)水口混凝土施工中的應(yīng)用

景旭

（中國(guó)水利水電第一工程局有限公司，吉林長(zhǎng)春130062）

在豐滿電站重建工程引水壩段施工過程中，針對(duì)進(jìn)水口結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，我單位設(shè)計(jì)了一體式弧形鋼模板，并配合與模板結(jié)合的工作平臺(tái)進(jìn)行施工，加快了該部位混凝土的施工速度。此外，迎水面壩體鋼模板采用翻升方式施工，有效地保證了混凝土的外觀質(zhì)量。本文從異體弧形鋼模板的設(shè)計(jì)、制作、安裝等方面詳細(xì)闡述其在進(jìn)水口混凝土施工中的應(yīng)用，并對(duì)其主要優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了論述。

異體弧形鋼模板；進(jìn)水口；混凝土施工；豐滿大壩重建工程

1 工程概況

吉林豐滿大壩重建工程位于第二松花江干流上的豐滿峽谷口，上游已建成有白山水電站、紅石水電站等，下游距豐滿約10 km建有永慶反調(diào)節(jié)水庫。豐滿大壩重建工程是為徹底消除原壩隱患，恢復(fù)電站原任務(wù)和功能，在原豐滿大壩下游120 m處重建一座大壩，并繼續(xù)使用原豐滿三期工程。該工程以發(fā)電為主，同時(shí)兼有防洪、灌溉、城市及工業(yè)供水、養(yǎng)殖和旅游等綜合功能。

大壩建筑物主要由左、右岸碾壓混凝土擋水壩段、溢流壩段、引水壩段、壩后式發(fā)電廠房等組成。引水壩段共分6個(gè)壩段，總長(zhǎng)168 m，建基面高程169.50 m，壩頂高程269.50 m，壩體由下部碾壓混凝土與上部常態(tài)混凝土構(gòu)成，分界高程為218.00 m。壩體分界處布置6個(gè)進(jìn)水口，進(jìn)水口為喇叭口型，斷面為矩形，凈寬8 m、高13 m，其中底坎弧面R=1 m，兩側(cè)墩弧面R=2 m，頂弧R=4 m，弧面立體相交，根據(jù)弧面相交特性綜合考慮，該部位全部采用一體式弧形鋼模板進(jìn)行施工。

2 模板設(shè)計(jì)與制作

異體弧形鋼模板的設(shè)計(jì)需根據(jù)相應(yīng)工程參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其主要結(jié)構(gòu)由不同半徑弧形鋼模板、支撐結(jié)構(gòu)架、縱橫加勁肋、連接高強(qiáng)螺栓以及其他輔助配件等組成。根據(jù)工程參數(shù)，將選做鋼模板的面板按照設(shè)計(jì)弧面不同半徑進(jìn)行卷板（弧面平順、光滑），進(jìn)行拼接、對(duì)焊，與支撐結(jié)構(gòu)架進(jìn)行焊接固定，對(duì)面板拼接焊縫進(jìn)行打磨、拋光等工序，形成異體弧形鋼模板。

2.1 面板制作

鋼模板面板是最重要的部分之一，其直接與混凝土接觸，面板的平整度、剛度直接影響到澆筑混凝土的體型與外觀質(zhì)量。為保證混凝土外觀質(zhì)量達(dá)標(biāo)，確定該部位鋼模板面板采用高質(zhì)量冷軋鋼板，厚度不小于6 mm，要求表面平整光潔，拼接嚴(yán)絲合縫?；∶嫘纬捎芍谱骱玫牟煌霃降木戆逄ンw進(jìn)行弧面曲率控制，完成弧面定型后，進(jìn)行裁剪下料，拼接對(duì)焊完成異型弧模的面板制作。

2.2 加勁肋

加勁肋是面板的支撐系統(tǒng)，分為縱向與橫向兩種，加勁肋布置在面板拼接完成后在異型相交曲面后統(tǒng)一設(shè)計(jì)。加勁肋在與面板焊接過程需要按程序操作，避免造成局部高溫，引起面板變形。第一步進(jìn)行點(diǎn)焊定位，全部點(diǎn)焊完成后，進(jìn)行滿縫焊接，保證弧形面板曲率保持設(shè)計(jì)數(shù)值。

2.3 支撐結(jié)構(gòu)架

異體弧形鋼模板依據(jù)進(jìn)水口尺寸而定，豐滿大壩重建工程進(jìn)水口頂弧高4 m，寬12 m（含兩側(cè)邊墩弧面），順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)4.5 m，模板設(shè)計(jì)完成后尺寸與混凝土體形吻合，邊墩弧形曲面與頂弧曲面立體相交，該部分異形結(jié)構(gòu)利用本異體弧形鋼模板短時(shí)一次完成支模工作。

由于模板高4 m，該部位在澆筑過程中將承受混凝土的側(cè)向壓力，設(shè)計(jì)澆筑層高為3 m一循環(huán)，按混凝土產(chǎn)生的最大側(cè)壓力進(jìn)行校核，模板背部設(shè)計(jì)有槽鋼與角鋼結(jié)合構(gòu)成的小型桁架結(jié)構(gòu)，抵抗?jié)仓^程產(chǎn)生的側(cè)壓力，模板要有足夠的剛度以保證在混凝土澆筑過程不發(fā)生變形，混凝土成型符合標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 模板組裝

模板面板與加勁肋及與支撐結(jié)構(gòu)架之間均采用焊接方式，連接牢固、整體性強(qiáng)，模板邊緣采用銑邊工藝，保證邊緣光滑、平整，與相鄰模板間拼接嚴(yán)密，澆筑過程不發(fā)生漏漿現(xiàn)象

3 模板施工方法

3.1 安裝工序

異體弧形鋼模板的安裝程序：倉面準(zhǔn)備→承重碗扣式腳手架安裝驗(yàn)收完成→門機(jī)吊裝異體弧形鋼模板就位→異體弧形鋼模板與底部、側(cè)邊平面鋼模板螺栓連接→內(nèi)側(cè)拉筋焊接→測(cè)量精確校核模板→緊固所有連接螺栓→安裝完成待混凝土澆筑。

3.2 主要工序施工方法

3.2.1 安裝

異體弧形鋼模板在進(jìn)行吊裝模板前，設(shè)立安全工作區(qū)，吊裝設(shè)備采用門機(jī)完成，安全工作區(qū)內(nèi)非工作人員不得入內(nèi)。起吊前，檢查吊鉤、索具、吊點(diǎn)的情況，符合相關(guān)安全規(guī)范后方可進(jìn)行吊裝操作。共選取4個(gè)吊點(diǎn)，其中同側(cè)兩個(gè)吊點(diǎn)的吊繩采用噸位合適的導(dǎo)鏈進(jìn)行起吊，其目的是可以對(duì)起吊后的模體進(jìn)行微調(diào)，保證模板四角水平，就位時(shí)，基本同時(shí)落下，避免對(duì)下部鋼模板與碗口式腳手架體造成局部受壓變形破壞。

吊裝作業(yè)專人指揮，起吊、回轉(zhuǎn)下落、微調(diào)平衡、就位等過程必須控制速度、平順完成，避免出現(xiàn)動(dòng)作過快致使模板發(fā)生晃動(dòng)，對(duì)附近物體造成碰撞破壞。

模板就位后將模體與下部、側(cè)邊鋼模板進(jìn)行螺栓連接，制作過程中設(shè)計(jì)預(yù)留螺栓孔。此時(shí)螺栓不易擰緊，為測(cè)量校模留有余地，僅使異體弧形鋼模板穩(wěn)定。下一步進(jìn)行拉筋焊接，測(cè)量進(jìn)行精確校模，微調(diào)模板后緊固所有螺栓，使模體完全固定，并再次調(diào)緊拉筋，模板內(nèi)側(cè)均勻涂刷模板漆，具備混凝土澆筑條件。

3.2.2 澆筑過程控制

異體弧形鋼模板整體性好，模體內(nèi)部面板所有拼接縫均采用焊接、打磨處理，無漏漿、錯(cuò)臺(tái)隱患，澆筑過程專人進(jìn)行模板看護(hù)，重點(diǎn)為：監(jiān)測(cè)模體是否出現(xiàn)變形；底部承重碗扣式腳手架是否出現(xiàn)異常，如桿件出現(xiàn)彎曲，碗扣松散、脫落，架體出現(xiàn)傾斜等；異體弧形鋼模板與相鄰平面鋼模板連接縫是否出現(xiàn)異常，如縫面微脹、漏漿等。出現(xiàn)異常情況，立即采取措施，必要時(shí)暫停混凝土澆筑，進(jìn)行異常情況的處理，妥善處理后恢復(fù)澆筑。

3.2.3 拆除

混凝土澆筑完成后進(jìn)行等強(qiáng)，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)允許值后進(jìn)行拆模作業(yè)，該模板拆除作業(yè)需嚴(yán)格按程序進(jìn)行，模板自身重量較大，拆除過程需要充分考慮安全性。

首先將異體弧形鋼模板吊點(diǎn)與門機(jī)鋼絲繩進(jìn)行牢固連接，鋼絲繩處于松弛狀態(tài)；接著模板與周邊模板連接的螺栓松解、拆除；然后將碗扣架頂部支撐異體弧形鋼模板底架的油托組逐步下降，此時(shí)，整個(gè)異體弧形鋼模板將依靠自身重力與混凝土面脫離，鋼絲繩隨著模板的緩緩下降而慢慢繃緊，進(jìn)而轉(zhuǎn)由門機(jī)將模板吊移工作面，完成拆除作業(yè)。拆除模板注意事項(xiàng)：

1）確定工作區(qū)，進(jìn)行封閉，與施工無關(guān)人員禁止進(jìn)入工作區(qū)內(nèi)。

2）專人進(jìn)行起重指揮，保證吊裝設(shè)備指令唯一，嚴(yán)禁多人同時(shí)指揮，杜絕出現(xiàn)吊裝安全事故。

3）模板拆除前將固定拉筋端頭的套筒螺栓全部解下，并逐個(gè)檢查，確認(rèn)模板與混凝土之間無硬連接。

4）油托下降時(shí)，若模體與混凝土粘接過于牢靠，沒有自動(dòng)脫離混凝土面，此時(shí)不可利用門機(jī)側(cè)向拉動(dòng)模體，會(huì)造成模體突然脫離、下落、壓迫并拖拽碗扣式腳手架體，造成架體受損、甚至垮塌危險(xiǎn)，應(yīng)安排施工人員站在兩側(cè)平面鋼模板工作平臺(tái)上，敲擊異體弧形鋼模板加勁肋，依靠震動(dòng)使模體與混凝土體脫開，較平穩(wěn)的下落至架體上。

5）模板拆除后，及時(shí)清理面板，檢查模體是否存在變形、受損情況，如有此類情況、及時(shí)校正，面板清理打磨后，涂刷模板漆，等待下次循環(huán)使用。

4 結(jié)語

進(jìn)水口弧形曲面交角施工的傳統(tǒng)做法是使用木?；蚪M合鋼模板進(jìn)行逐步拼接，由于該部位對(duì)精度要求較高，異型曲面相交后的交線較難控制，測(cè)量放樣與模板裁剪、拼接都存在較大難度，工作效率較低，且澆筑后效果較差，混凝土面存在較清晰的模板拼接縫。施工過程同樣需要投入大量人工，材料等施工資源，木模拆模過程基本采用破壞性拆除，材料重復(fù)利用率較低，同時(shí)施工工期較長(zhǎng)。異體弧形鋼模板鋼解決了曲面相交部位的支模問題，豐滿大壩重建工程采用異體弧形鋼模板，側(cè)墩、頂弧曲面相交部分作為整體進(jìn)行制作、焊接、打磨，一次成型，現(xiàn)場(chǎng)吊裝就位、解決了施工材料、人工、工期投入大的問題，安裝簡(jiǎn)易、快速，混凝土曲面交角自然，表面光潔平整、成型美觀，可循環(huán)使用，達(dá)到了節(jié)約投入、提高質(zhì)量的目的、有較強(qiáng)的使用性與較高的推廣價(jià)值。

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2017-08-30