水庫大壩懸臂掛架模板施工技術(shù)分析

許琳林

水庫大壩懸臂掛架模板施工技術(shù)分析

許琳林

（北票市龍?zhí)端畮旃芾硖帲|寧 朝陽 122100）

結(jié)合遼寧二道溝水庫大壩懸臂掛架模板施工實(shí)例，通過對(duì)其施工方案及施工過程進(jìn)行研究，從施工工藝的模板、預(yù)埋件、懸臂掛架、施工平臺(tái)、掛架模板五個(gè)方面開展設(shè)計(jì)分析，最后提出了相應(yīng)的施工質(zhì)量保證措施。實(shí)踐表明：通過懸臂掛架模板施工技術(shù)，二道溝水庫大壩向水面與背水面支模施工得以高質(zhì)、高效完成，工程施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

大壩；模板施工；懸臂掛架模板；施工技術(shù)

1 工程概述

二道溝水庫大壩為典型混凝土碾壓重力壩，大壩高51m，壩頂廊道長330m，壩底厚40m，水平面與背水面夾角52°，自40.2m處變化為垂直面。溢流壩設(shè)置于重力壩中部，共有溢流孔5個(gè)，每孔寬10m，屬于自由敞開式溢流堰。圖1、圖2所示分別為水庫上游全景圖與大壩截面示意圖。

圖1 水庫上游全景圖

圖2 水庫大壩截面示意圖（單位：mm）

1 大壩模板施工方案分析

1.1 普通鋼模板不足分析

（1）施工質(zhì)量：普通鋼模板單位面積較小，整體組合性不足，固定錨桿多，不易調(diào)整，且施工過程中極易導(dǎo)致混凝土漏漿、跑膜現(xiàn)象。此外，普通鋼模板施工后，錨桿頭外漏較多，處理難度大，使得表面平整度無法保證，混凝土表層施工質(zhì)量差。

（2）經(jīng)濟(jì)成本：大壩普通鋼模板施工作業(yè)必須依靠數(shù)量眾多的腳手架與相應(yīng)扣件，不僅搭設(shè)耗時(shí)長，且模板的定位、注漿、拆模均需較長時(shí)間，為確保不耽誤工期，必須大量勞動(dòng)力同時(shí)施工，經(jīng)濟(jì)成本較大。

1.2 懸臂掛架模板特點(diǎn)分析

（1）優(yōu)勢：單位面積大，整體組合性良好；模板固定、注漿、拆模便捷、省時(shí)；模板固定后調(diào)整靈活便利；工藝自帶工作平臺(tái)，工藝簡單，節(jié)約人力，經(jīng)濟(jì)效益好；

（2）不足：懸臂掛架模板施工必須依靠起重機(jī)進(jìn)行提示作業(yè)。

通過比較可知，在施工條件允許的情況下，懸臂掛架模板施工效果更好。而二道溝水電站大壩為混凝土碾壓重力壩，壩頂能夠行駛與停放起重機(jī)，故其示意采用懸臂掛架模板工藝。

2 懸臂掛架模板設(shè)計(jì)分析

2.1 模板設(shè)計(jì)

模板選用組合鋼模板，使用200mm×65mm“L”型鋼板制作框架，4mm鋼板制作面板，預(yù)埋件安裝孔間距1700mm，距離模板邊界285mm，如圖3所示。模板固定于兩根豎梁上，其中背水面模板尺寸為3000mm×2300mm；向水面模板尺寸為3000mm×1850mm.

圖3 模板拼裝結(jié)構(gòu)示意圖（單位：mm）

2.2 預(yù)埋件設(shè)計(jì)

預(yù)埋件埋設(shè)于混凝土內(nèi)，通過承載螺栓與懸掛座相連，如圖4所示。懸掛座自身載荷、施工載荷、風(fēng)載荷均通過懸掛座傳遞至承載螺栓，其安裝中心偏差值為±5mm。進(jìn)行預(yù)埋件埋設(shè)時(shí)應(yīng)先在模板上鉆設(shè)鉆孔后，再用配套的承載螺栓固定。

圖4 預(yù)埋件結(jié)布設(shè)構(gòu)示意圖（單位：mm）

2.3 懸臂掛架設(shè)計(jì)

懸臂掛架依據(jù)懸臂梁原理制作而成，為三角形結(jié)構(gòu)，使用75mm×75mm方管與H125mm×125mm鋼制成，橫梁淺部設(shè)置倒U型卡扣一個(gè)，用于將模板固定懸掛于懸掛座。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。

圖5 懸臂掛架結(jié)構(gòu)示意圖（單位：mm）

2.4 施工平臺(tái)設(shè)計(jì)

施工平臺(tái)共分為兩層，上層為模板鋪設(shè)作業(yè)平臺(tái)，用于模板的安裝、調(diào)整、定位、拆卸等；下層為施工輔助平臺(tái)，用于懸掛座安裝與拆卸、混凝土表面修補(bǔ)等輔助作業(yè)。上下層平臺(tái)間設(shè)置有爬梯，可用于作業(yè)人員的移動(dòng)。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示。

圖6 懸臂掛架模板結(jié)構(gòu)示意圖

2.5 懸臂掛架模板設(shè)計(jì)

懸臂掛架模板可分為向水面模板與背水面模板兩類，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示。模板整體依靠兩個(gè)支撐點(diǎn)懸掛于澆筑完成的混凝土上，通過斜撐調(diào)控模板垂直度；拆模作業(yè)時(shí)通過拉動(dòng)脫模裝置拉動(dòng)模板脫離混凝土面。

3 懸臂掛架模板施工分析

3.1 首層模板施工

首層澆筑只需使用模板進(jìn)行，在地面設(shè)計(jì)位置預(yù)先埋設(shè)45°拉桿用于模板架固定，使用螺栓固定支撐座；待模板固定后，通過螺栓將預(yù)埋件固定于模板上并使其同模板面相互垂直；混凝土澆筑完成后，待強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，先拆除預(yù)埋件螺栓，然后拆模。施工示意圖如圖7所示。

圖7 首層模板施工示意圖

3.2 第二層模板施工

第二層模板施工前先安裝懸臂掛架模板上層部分，并使用螺栓將懸掛架固定于首層混凝土預(yù)埋件上，隨后通過起重機(jī)將模板整體吊起，通過橫梁前部倒U型卡口固定于懸掛座上，最后對(duì)模板進(jìn)行逐步調(diào)節(jié)，待其達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)后使用螺栓將各模板連接為整體，并布設(shè)預(yù)埋件后進(jìn)行混凝土澆筑。其施工示意圖如圖8所示。

圖8 第二層模板施工示意圖

3.3 第三層模板施工

第二層澆筑混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，拆卸下預(yù)埋件螺栓與模板連接螺栓，操控斜撐與脫模裝置，使模板脫離混凝土面，然后通過起重機(jī)吊起模板移至第三層澆筑位置并固定于相應(yīng)懸掛座上，最后對(duì)模板進(jìn)行逐步調(diào)節(jié)，待其達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)后使用螺栓將各模板連接為整體，并布設(shè)預(yù)埋件后進(jìn)行混凝土澆筑。其施工示意圖如圖9所示。

圖9 第三層模板施工示意圖

3.4 其他層模板施工

后續(xù)各層模板施工同第三層模板施工，其施工標(biāo)準(zhǔn)流程為：模板后移→模板提升→懸掛座安設(shè)→模板安裝→預(yù)埋件固定→鋼筋捆扎→模板清理→混凝土澆筑。

3.5 背水面垂直面模板施工

背水面垂直面模板施工時(shí)，需倒置模板進(jìn)行作業(yè)，同時(shí)對(duì)預(yù)埋件埋設(shè)進(jìn)行相應(yīng)位置調(diào)整。其施工示意圖如圖10所示。

圖10 背水面垂直面模板施工示意圖

4 施工質(zhì)量保證措施

（1）模板安裝前，全面清理模板表面，刷涂脫模劑；清潔安裝位置地面，并在水平面彈設(shè)模板就位線，待全部完成再進(jìn)行模板安裝作業(yè)。

（2）模板安裝校驗(yàn)合格后，對(duì)相鄰模板間縫隙進(jìn)行補(bǔ)襯?？p處理，以防止漏漿。進(jìn)行模板安裝、拆除、吊升作業(yè)時(shí)不可開展交叉作業(yè)，且任意單元施工時(shí)不可中斷作業(yè)。

（3）模板與支撐架進(jìn)行吊升與拆除作業(yè)時(shí)，施工位置下方必須設(shè)置安全警戒線，避免有人進(jìn)入施工范圍；作業(yè)時(shí)應(yīng)避免支撐架與模板同周邊鋼筋的勾掛，一旦發(fā)現(xiàn)障礙應(yīng)及時(shí)查明原因并予以排除。懸掛模板支撐架支設(shè)時(shí)應(yīng)在下層混凝土強(qiáng)度超過12MPa后方可進(jìn)行。

（4）混凝土澆筑作業(yè)前，先于底部接槎處澆筑5cm同墻體混凝土成分相同的混凝土；混凝土入模時(shí)不宜使用吊斗直接灌注，而應(yīng)通過鐵鍬進(jìn)行均勻入模；混凝土首層澆筑高度應(yīng)控制于500mm，后續(xù)每層澆筑作業(yè)高度不宜超過1000mm；混凝土下料點(diǎn)分散布設(shè)，進(jìn)行連續(xù)澆筑作業(yè)，中間間隔不得超過2h。

（5）振搗作業(yè)時(shí)，振搗棒移動(dòng)范圍不宜超出其半徑1.5倍，每次振搗作業(yè)時(shí)間以混凝土表面出現(xiàn)浮漿且不再沉落為準(zhǔn)。

（6）新澆筑漿液強(qiáng)度超過12MPa后方可進(jìn)行拆模作業(yè)，拆模時(shí)必須做到不掉角、不粘模、無縫隙。每層混凝土澆筑完成后養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得小于7天。

5 結(jié)語

通過使用懸臂掛架模板施工工藝，二道溝水庫大壩向水面與背水面支模施工得以高質(zhì)、高效完工。實(shí)際應(yīng)用表明；懸臂掛架模板施工工藝能夠運(yùn)用于水庫大壩施工中，詳實(shí)的方案設(shè)計(jì)與現(xiàn)場施工控制，有效保障了施工質(zhì)量，經(jīng)驗(yàn)收工程各項(xiàng)指標(biāo)均符合施工規(guī)范要求。

［1］周松鳴，韋彬彬，韋垚垚.富陽市巖石嶺水庫大壩橋梁模板支架設(shè)計(jì)［J］.水利建設(shè)與管理，2016（05）：37-40+60.

［2］房小波.自流平自密實(shí)混凝土在五岳水庫輸水洞加固薄壁襯砌中的應(yīng)用［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2013（11）：68-70.

［3］薛秀清.懸臂大模板在龍華口水電站混凝土大壩施工中的應(yīng)用［J］.山西水利科技，2013（04）：6-8.

［4］關(guān)樂樂，趙方毅，羅鋼.重力壩懸臂大型鋼模板錨具設(shè)計(jì)與應(yīng)用［J］.水利水電施工，2010（06）：34-37.

［5］羅繼忠，周政國.導(dǎo)流底孔外支撐裝配式懸臂模板的設(shè)計(jì)與施工［J］.水利水電施工，2013（02）：40-42.

［6］莫大源.多卡懸臂模板在龍灘水電站右岸導(dǎo)流洞混凝土澆筑中的應(yīng)用［J］.水利水電技術(shù)，2003（10）：31-33.

［7］吳金華，裴利民，于忠金.水工混凝土懸臂模板施工工法［J］.水利建設(shè)與管理，2011（09）：15-20.

［8］李愛華，王瑞.基于對(duì)某水利工程懸臂大模板施工及注意事項(xiàng)的分析［J］.黑龍江水利科技，2011（06）：70-71.

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1008-1305（2017）05-0151-04

10.3969/j.issn.1008-1305.2017.05.046

2016-10-25

許琳林（1979年—），女，工程師。