鋼模板在壩體縱縫混凝土施工中的應用

景旭

（中國水利水電第一工程局有限公司,吉林長春130062）

鋼模板在壩體縱縫混凝土施工中的應用

景旭

（中國水利水電第一工程局有限公司,吉林長春130062）

豐滿電站重建工程廠房壩段壩體下游縱縫施工過程中，針對縱縫立面設置的鍵槽結(jié)構(gòu)，采用了一體式鍵槽鋼模板，并配合掛式工作平臺進行施工，大大地加快了該部位混凝土的施工速度。此外，通過對每層鋼模板增加鎖腳結(jié)構(gòu)，有效地改善了混凝土的外觀質(zhì)量。文中從一體式鍵槽鋼模板的設計、制作、安裝等方面詳細介紹了其在水工鍵槽面混凝土中的應用，并對其主要優(yōu)勢進行了論述。

鍵槽鋼模板；壩體裂縫；混凝土施工

1 工程概況

豐滿電站重建工程位于第二松花江干流上的豐滿峽谷口，上游建有白山、紅石等梯級水電站，下游建有永慶反調(diào)節(jié)水庫。重建工程是按恢復電站原任務和功能，在原豐滿大壩下游120 m處新建一座大壩，并繼續(xù)利用原豐滿三期工程。工程以發(fā)電為主，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。

電站樞紐建筑物主要由碾壓混凝土重力壩、壩身泄洪系統(tǒng)、左岸泄洪兼導流洞、壩后式引水發(fā)電系統(tǒng)、過魚設施及利用的原三期電站組成。

根據(jù)設計要求，在新壩廠房壩段下游0+ 057.275樁號位置設置縱縫，高程從基巖面177.5 m位置至發(fā)電副廠房底板192.9m平臺，高度15.4 m，總長168 m。該縱縫內(nèi)設置鍵槽以增強壩體上下游之間的傳力效果。鍵槽為三角形結(jié)構(gòu)，高度90 cm，6個壩段鍵槽總長度886.8 m，其投影面積共計798.12 m2。待大壩混凝土施工至192.9 m高程，且壩體溫度穩(wěn)定后對其進行接縫灌漿。根據(jù)縱縫的規(guī)模及鍵槽數(shù)量綜合考慮，該部位全部采用一體式鍵槽鋼模板進行施工。

2 一體式鍵槽鋼模板主要結(jié)構(gòu)介紹

2.1 鋼模板的設計與制作

一體式鋼模板的設計需根據(jù)相應工程鍵槽結(jié)果的實際尺寸進行設計，其主要結(jié)構(gòu)由平面鋼模板、鍵槽鋼模板、縱橫背楞以及其他輔助配件等組成。為了簡化制作過程，節(jié)省材料，平面模板部分可采用P3015或其他小型鋼模板進行拼裝、焊接，鍵槽部分模板采用鋼板及角鋼加工制作。

2.1.1 模板面板

面板是直接和混凝土接觸的部分，要求表面平整、拼縫嚴密，且要有良好的強度和剛度。鍵槽部位面板選用5 mm厚的鋼板制作,以5×5 cm的等邊角鋼做肋，平面模板部位利用現(xiàn)有的P3015小型鋼模板拼裝，但須保證模板表面的平整度及光潔度滿足規(guī)范要求。確保面板具有良好的強度和剛度，能承受較大的混凝土側(cè)壓力及其它施工荷載。對于鋼面板應用，其重復利用率高。另外，由于鋼板面平整光滑，耐磨性好，易于清理，這些均有利于提高混凝土表面的質(zhì)量。

2.1.2 背楞

背楞是面板的支撐骨架，由縱向背楞和橫向背楞組成，直接承受面板傳來的荷載。背楞均選用10號槽鋼制作，其中縱向背楞以單根間距45 cm進行布置，橫向背楞位于最外側(cè)，以兩根槽鋼背向組合為一組，沿模板高度方向上、中、下共布置三組?？v楞和橫楞采用焊接連接，能更好的對面板起到支承的作用。

2.2 掛式工作平臺

針對一體式鍵槽鋼模板高空作業(yè)要求，結(jié)合鋼模板的自身結(jié)構(gòu)形式，配套定制一種可以懸掛于模板背面橫楞上的掛式工作平臺。該平臺借鑒了懸臂模板的設計思路，但是將其背部的懸臂部分變?yōu)榭刹鹦兜目蚣苁浇Y(jié)構(gòu)，平臺采用直徑48 mm的架子管焊接而成，長寬高尺寸規(guī)格為2.8 m×0.8 m×2.74 m，頂部設置三個由直徑22 mm圓鋼制作的掛鉤，其結(jié)構(gòu)簡單、制作容易、重量輕、易于安裝和拆卸，安裝時用吊車將其吊起，掛于鋼模板外側(cè)橫向背楞上即可。

對于普通平面鋼模板，當需要在模板外側(cè)進行施工時，必須搭設腳手架以形成穩(wěn)定的平臺方可進行相關(guān)作業(yè)，這樣是既增加了工作量，又加大了成本投入，而掛式作業(yè)平臺安裝的便捷性較好地克服了上述不足。與此同時，工作平臺和鋼模板各自獨立安裝的設計思路，大大地減輕了模板的重量，有利于加快模板施工速度，在鍵槽混凝土施工過程中發(fā)揮了重要的作用。

2.3 模板鎖腳結(jié)構(gòu)設計

廠房壩段壩體下游縱橫高度為15.4 m，施工時需分層進行澆筑，層高為3 m。按照常規(guī)的施工方法，在模板支立過程中，上層模板需和下部已澆筑混凝土設置2～3 cm的搭接，以保證上下層混凝土接縫位置表面的平整、順直。但是采用這種方法進行混凝土施工，其搭接位置易出現(xiàn)漏漿、掛簾、錯臺等問題，影響混凝土的外觀質(zhì)量。與之相比，翻模施工可有效避免上述問題的出現(xiàn)，但是采用翻模至少備有兩層混凝土所需的模板，其模板用量大，成本較高。針對上述情況，在進行鍵槽混凝土施工過程中，對鍵槽鋼模板尺寸及結(jié)構(gòu)進行了調(diào)整，在每層模板下部均增加了一條可拆卸的平面鋼模板鎖腳結(jié)構(gòu)，并對模板的裝拆工藝提出新的思路，有效地保證了混凝土的施工質(zhì)量。

鍵槽鋼模板鎖腳結(jié)構(gòu)的主要施工方法及工作原理為：每個層高為3 m的混凝土澆筑倉，在支模過程中，選用高度為3.3 m的鋼模板，而該種模板又由上、中、下3部分組成。中間部分為高2.7 m的鍵槽鋼模板，上、下各增加一層30 cm高的小型平面鋼模板，各層模板之間采用螺栓及模板卡進行連接，且上下層模板背部均以槽鋼作為背肋并布置拉筋孔。支模時，模板下部30 cm與底層混凝土進行搭接，在本層混凝土澆筑完成后，保留上部30 cm的小型鋼模板不拆，將中間層及下層模板整體拆除后翻轉(zhuǎn)，支立在先澆層保留的小鋼模上。這樣，底部鎖腳部分為先澆層混凝土的成型模板，與混凝土面貼合嚴密，可有效避免兩層混凝土接縫處漏漿問題的產(chǎn)生，保證混凝土成型效果及外觀質(zhì)量。

3 一體式鍵槽鋼模板施工方法

3.1 鋼模板的安裝工序

一體式鍵槽鋼模板的施工程序如下：

施工準備→吊裝模板→模板就位、調(diào)垂直→穿插螺栓、拉筋→焊接拉筋→測量校核→調(diào)節(jié)垂直度→面板清理→涂刷脫模劑→處理節(jié)點（加強背楞）。

3.2 主要工序施工方法

3.2.1 一體式鍵槽鋼模板安裝

一體式鍵槽鋼模板在進行吊裝模板前，必須檢查吊鉤、螺栓是否緊固。起吊前，應注意檢查模板是否有兜掛現(xiàn)象，并及時進行清理。吊裝作業(yè)時要建立統(tǒng)一的指揮信號，并設專人指揮，模板起吊時要垂直起吊，穩(wěn)起穩(wěn)落，嚴禁大幅度擺動，當模板吊裝就位后，先由汽車吊吊住模板，施工人員將本層模板與現(xiàn)澆層混凝土頂部的鎖腳模板進行連接固定，同時在位于主要受力點位置的拉筋孔中穿插拉筋，并將其與錨筋焊接，對模板起到臨時穩(wěn)固的作用。此時汽車吊進行摘勾，鋼模板依靠底部焊接的拉筋固定在相應位置。汽車吊摘勾后，吊臂必須超過模板高度及其他障礙后方可轉(zhuǎn)臂，地面操作人員在模板起吊時，必須離開模板兩米以外。

吊裝模板完成后，對其余避開鍵槽區(qū)域預留的拉筋孔進行拉筋的穿插并與混凝土面上的錨筋

進行焊接，進一步對鋼模板起到定位緊固的作用，防止在混凝土澆筑過程中發(fā)生滑模等情況的發(fā)生。模板安裝完成后，應進行嚴格的檢查驗收，確保模板位置準確、板面拼縫平整、接縫嚴密、加固牢靠。

在混凝土澆筑前應認真清理鋼模板板面，清除模板板面的污垢和銹蝕，然后才能涂刷脫模劑，脫模劑要薄而均勻，不得漏刷，涂刷脫模劑后的模板，不得長時間放置，以防雨淋或落上灰塵，影響拆模。

在保證鋼模板加工質(zhì)量的前提下，同時也要保證支模的施工質(zhì)量，相鄰兩塊模板間除螺栓以外，還要使用背楞進行微調(diào)和整平。

3.2.2 一體式鍵槽鋼模板拆除

混凝土達到一定強度后方可拆模，鋼模板拆除時，應先拆除背楞外側(cè)的螺母及墊片，使模板完全脫離混凝土表面。由于鍵槽通常為三角形或梯形結(jié)構(gòu)，而鍵槽模板則呈現(xiàn)內(nèi)窄外寬的形式，其脫模過程較為容易。當局部有吸附或粘結(jié)時，可在模板下口用撬棍輕輕撬動，不得在上表面晃動或用大錘砸模板。脫模后，用汽車吊配合進行模板的調(diào)轉(zhuǎn)。模板拆除后對面板表面要及時進行清理，堆放在現(xiàn)場材料存放區(qū)，待進行二次循環(huán)使用。

4 結(jié)語

一體式鍵槽鋼模板是根據(jù)已知的鍵槽面結(jié)構(gòu)尺寸制作的特定形式的模板，雖然其使用部位相對局限，但是對于規(guī)模較大的鍵槽面混凝土施工，由于其周轉(zhuǎn)次數(shù)多，從而可有效地降低施工成本。此外，一體式鍵槽模板支模過程簡便，人員用量少，機械化程度高，大大地縮短了支模時間，對于工期要求緊張的工程可大幅度提高工程進度，加之掛式工作平臺和鎖腳結(jié)構(gòu)的應用，使其在保證施工安全的同時，又進一步改善了混凝土的外觀質(zhì)量，具有較高的實用價值和推廣價值。

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