溢流堰曲線堰面模板施工技術在工程中的應用

楊鋒平， 魯?shù)驴。?陸 毅， 萬吉祥

(1.南京振高建設有限公司， 江蘇 南京 211300； 2.宿遷市水務工程建設管理中心， 江蘇 宿遷 223800)

水利工程河道分洪、截流及農(nóng)田水利灌溉渠道中大都采用閘、涵、壩、站等水工建筑物對水位進行有效控制。為保證水流順暢，溢流堰面由曲線段+直線段+弧線段組成。堰面為高速過水面，對混凝土面層的施工質量要求高，施工難度大，施工方法選擇稍有不當，極易造成堰面混凝土層面曲面不平順，平面不平整，混凝土不密實，混凝土表面不光滑，幾何尺寸偏差大，直接影響使用功能和外觀質量。在宿遷市黃河故道后續(xù)工程施工4標工程施工中利用堰體結構面層鋼筋馬凳筋，將馬凳筋改制成既能固定面層鋼筋又能代替模板支撐體系或型鋼桁架懸臂式模板支撐體系的溢流堰曲線堰面模板施工方法，確保了溢流堰壩曲線堰面的混凝土外觀質量。

1 工程概況

宿遷市黃河故道后續(xù)工程施工4標位于宿遷市境內，黃河故道起于徐洪河，止于新袁閘，長114 km，流域面積296.9 km2。本標段為黃河故道后續(xù)工程五河分洪道跌水工程，以黃河故道10年一遇分洪，設計流量112 m3/s，以黃河故道20年一遇分洪，設計流量113 m3/s，五河跌水段工程主要建設工程內容為：新建跌水控制段及上下游連接段鋪蓋、消力池、防沖槽、海漫、擋土墻、護坡、護底，閘門啟閉機制作及安裝等，其中跌水控制段為溢流堰，堰面由曲線段+直線段+弧線段組成。

2 溢流堰曲線堰面模板工藝原理

溢流堰曲線堰面模板工藝原理為通過在堰體規(guī)定的位置測設模板承托裝置位置，預埋錨栓，作為堰體面層鋼筋支架的定位點，同時采用三點固定法，在模板承托裝置處安裝鋼筋支架，結合模板縫位置布置，與事先預埋的錨栓焊接，最后根據(jù)設計圖紙堰面制作、安裝、混凝土澆筑、養(yǎng)護、拆模等操作的施工方法。即：河流或水庫鋼筋混凝土壩體，堰體坡面鋼筋安裝時，在面層鋼筋下規(guī)定的定位點上設置鋼筋鋼管支撐架，支撐架可為二點、三點固定法。并將支撐架底與下層鋼筋或鋼錨栓焊接牢固，支撐架上部設M16拉桿螺栓用于固定模板，M16拉桿螺栓以下設螺帽墊片等組成的模板承托裝置，承托裝置的上表面為設計混凝土外表面，模板安放在承托裝置上后，在模板外側表面安放φ48 mm×3.5 mm鋼管圍楞，山形卡和2個上螺帽將模板定位緊固，調節(jié)模板安裝位置至設計要求的標高，再在模板中間安裝M12帶鉤拉桿螺栓并緊固其螺帽，使模板安裝質量達到設計要求和規(guī)范規(guī)定。

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 工藝流程

工藝流程見圖1。

3.2 操作要點

3.2.1模板支撐架及其承托裝置安裝

(1)鋼筋安裝的模板支撐架及其定位緊固裝置主要材料采用φ48 mm×3.5 mm鋼管、φ20 mm以上短鋼筋錨栓，M12～M16拉桿螺栓、螺帽、山形卡。

(2)鋼筋支架安裝。①堰(壩)體底部結構混凝土澆筑時在規(guī)定的位置測設模板承托裝置位置，并預埋短鋼筋錨栓，作為堰(壩)體面層鋼筋支架(馬凳)的定位點；②堰(壩)體面層鋼筋安裝時，在模板承托裝置位置安裝鋼筋支架(馬凳),鋼筋支架采用三點固定法，其定位位置結合模板縫的位置設定，按縱橫間距1 220 mm布置，鋼筋支架下部3點與事先預埋的短鋼筋錨栓焊接。

(3)模板承托裝置安裝。①模板承托裝置及其M16拉桿螺栓焊接在鋼筋支架上，螺栓中心坐標、螺帽、墊片標高均需精準定位，M16拉桿螺栓與其下的堰面面層鋼筋及鋼筋支架焊接牢固；②模板安裝時初步與M16拉桿螺栓A緊固裝置時中就位后，安裝M12拉桿螺栓B緊固裝置。

3.2.2模板制作

(1)堰面模板選用定型鋼?；?2 mm厚高強度覆膜建筑模板，模板長2 440 mm，寬1 220 mm，模板的背楞木選用50 mm×100 mm方木，橫楞采用φ48 mm×3.5 mm鋼管。

(2)堰面模板制作。① 曲線、直線、弧線等各段模板均需要根據(jù)設計施工圖堰面幾何尺寸提前繪制模板拼裝大樣圖，分層制作并編號，保證各段各層模板拼縫布置規(guī)整統(tǒng)一，橫平豎直，每條水平拼縫必須水平一致，水平縫誤差不大于3 mm；② 曲線、弧線段模板的背楞木制作應事先按各段不同的曲率統(tǒng)一制作放樣樣板尺，每根背楞木制作前均用樣板尺統(tǒng)一劃線、統(tǒng)一加工成規(guī)定的形狀。模板的背楞木中距按間距200 mm設定，并在整塊模板與模板之間拼縫處的背面設置騎縫背楞木；③ 模板制作應在規(guī)定的緊固點位預先鉆孔，供模板安裝就位及拉桿緊固；④ 模板的拼接縫必須平直嚴密，縫內嵌先用嵌縫條，確保接縫表面平齊光滑；⑤ 模板的表面要求直線段必須平整光滑、無翹曲，曲線段必須曲面平順光滑、無翹曲，板面清除干凈并刷脫模劑。

3.2.3堰面模板安裝

(1) 堰面模板安裝自下而上進行分層安裝，逐層安裝，每塊模板對號入座安裝，先將整塊模板邊孔對中預先設定的模板承托裝置上，基本就位后，再逐孔插入緊固裝置設定定位控制線，爾后就位緊固模板，各緊固點的坐標標高必須嚴格控制，經(jīng)檢查符合設計要求時，安裝上一塊(層)模板。

(2) 拉桿螺栓與模板垂直，緊固時應擰緊力矩一致。

3.2.4堰體混凝土澆筑

(1) 混凝土澆筑。

混凝土澆筑按每一單體件安排連續(xù)施工，倉面布料遵照事先設計的澆筑順序，逐層布料，逐層振搗。定厚度、均勻平整分層布料向上澆筑。

底部混凝土澆筑采用水平分層的施工方法進行，以水平層次不間斷的逐層澆筑達到規(guī)定的澆筑層面標高為止。每層混凝土的澆筑厚度0.2～0.35 m，層與層混凝土澆筑時間間隔嚴格根據(jù)氣溫及混凝土初凝時間設定，混凝土澆筑從底層端部開始，底層第一塊(段)第一層澆筑到規(guī)范的范圍時，回頭澆筑第二層，再同樣依次澆筑以上各層，如此依次規(guī)定的速率、規(guī)定的厚度、規(guī)定的順序漸進，薄層連續(xù)澆筑。段域之間、上下層之間的混凝土澆筑間歇不得超過混凝土實際初凝時間，保證下層混凝土未初凝就澆筑上層混凝土。當發(fā)現(xiàn)混凝土有初凝前兆，及時調整混凝土澆筑方案，加速供料或適當減薄混凝土澆筑層厚度。

混凝土由一側澆筑接近另一側模板3 m時，改變混凝土澆筑方向，即由另一側端模板往回澆筑，與已澆筑的混凝土匯合，使兩側混凝土接合處形成的“漿坑”，及時用改制的液下真空吸水泵將混凝土沁水吸除，保證浮漿液、沁水不集中，要確保混凝土澆筑均勻性和振搗密實性。

混凝土入倉前檢查驗收前道工序合格，嚴格檢測混凝土塌落度，以保證混凝土拌合物質量，對塌落度指標不符合要求的混凝土不得入泵用于主體結構工程，并必須確?；炷涟韬衔镞B續(xù)、均衡供料入倉。

混凝土施工縫留設的構造擬采用凹凸企口式，在混凝土強度尚未達到2.5 Mpa前不得進行上一層混凝土澆筑的準備工作。混凝土結合面應鑿毛處理，清洗干凈，澆水濕潤至飽和面干狀態(tài)方可澆筑新混凝土，新混凝土澆筑時，為使新、老混凝土結合更良好，必要時，可在澆第一層新混凝土前，先鋪一層2～3 cm厚與混凝土同級強度的水泥砂漿，隨鋪隨澆新混凝土。一般情況下，泵送混凝土澆筑新老混凝土接觸面無需鋪同級水泥砂漿。

混凝土澆筑時如表面沁水較多應及時采取減少沁水的措施，及時將倉內沁水排除。嚴禁在模板上開孔趕水，以防帶走灰漿[1]。

夏季高溫施工，應在混凝土輸送設備上采取遮陽降溫等措施，降低混凝土的溫度。

混凝土入倉時，注意防止混凝土發(fā)生分層離析，當其自由傾落高度超過2 m時，采取溜管、串筒下料措施，串筒的最下兩節(jié)與混凝土澆筑垂直。

(2)混凝土振搗

混凝土澆筑至頂部時適當停歇，使混凝土初步沉實后，再繼續(xù)澆筑，并采取混凝土二次復振技術。

每層混凝土嚴格按規(guī)定的分層厚度標識進行鋪料后振搗，不可一次投料過多，且不允許采用振搗器平倉。

使用插入式振搗器應快插慢拔，插點要均勻排列，逐點移動，順序進行，不得遺漏，以混凝土表面呈現(xiàn)水平不再顯著沉落，不再出現(xiàn)氣泡，表面泛出灰漿時，徐徐拔出移動到下一點面振搗，不得遺漏，做到均勻振實。振搗器插點移動間距不大于振搗作用半徑的1.5倍。上層混凝土澆筑在下層混凝土的初凝之前進行，振搗上一層混凝土時應插入下層混凝土5 cm左右，以增加層間混凝土密實性和均勻性。振搗時振搗棒不得觸及鋼筋和模板。表面振動器的移動間距，應保證振動器的平板覆蓋已振實部分的邊緣，以混凝土表面出現(xiàn)浮漿為宜。

混凝土初凝前進行二次復振，二次復振可排除混凝土內部多余的水和氣泡，并及時用改進型液下吸水泵將混凝土沁水排除，從而降低水灰比，提高混凝土的強度和抗裂性。

在頂面混凝土靜止至終凝前進行2～3次抹面搓平壓光并及時覆蓋，防止混凝土表面產(chǎn)生塑性收縮裂縫。

3.2.5模板拆除

(1)堰面模板在混凝土強度大于2.5 Mpa時，方可拆除。

(2)拆除作業(yè)時，因無腳手架利用，可披掛軟梯和系安全帶進行。

(3)拆除時首先將緊固安裝螺帽、山形卡及鋼管圍楞拆除，然后依次拆除模板，嚴禁用大錘猛烈敲打，用鋼撬棍強扭的方法武拆模板。拆下的模板及支撐架緊固裝置配件分類推放，及時清理，維護保養(yǎng)，重復使用。

4 施工注意事項

4.1 施工質量保證措施

(1)模板、支架需通過計算，具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性[2]。

(2)原材料及半成品進場都需進行嚴格的質量檢驗，滿足要求方可使用。

(3) 模板支撐架及其定位緊固裝置，每道工序必須經(jīng)過復查確認緊固可靠，方可進行下道工序施工。

(4) 控制堰面模板安裝應做到表面光潔平順，接縫嚴密不漏漿。

(5)對曲線、弧線節(jié)點處各控制點量化，采用全站儀結合極坐標法進行施工過程監(jiān)控測量，控制堰面混凝土表面平順、平整。

4.2 施工安全保證措施

(1)加強各項規(guī)章制度的落實到位，嚴格按照組織機構將施工安全責任制落實到人，專崗專人，并加強安全巡查，確保施工安全。

(2)施工現(xiàn)場臨時用電應符合《水電水利工程施工通用安全技術規(guī)程》的相關規(guī)定[3]。

(3)鋼筋支架兼模板支架應嚴格控制施工安全質量，重點檢查錨栓、螺栓與支撐架的連接質量和位置符合設計要求，并應保證在設計規(guī)定的使用工況下保持整體穩(wěn)定性[4]。

(4) 做好危險源辨識與風險評價，針對評價中需要控制的風險，制定風險控制措施。

5 結 語

溢流堰曲線堰面模板施工利用堰體結構面層鋼筋馬凳筋，附加鋼管，錨栓、拉桿螺栓形成鋼筋支架兼模板支撐架及緊固裝置固定模板，既能固定堰體結構面層鋼筋，又能固定堰面模板，其工藝操作簡便，施工過程安全可控，模板支撐架及緊固裝置強度、剛度、穩(wěn)定性好，施工質量易控制，適用于水庫、河流鋼筋混凝土壩、溢流堰堰體側面坡角在20°～60°之間的平緩坡和陡坡的曲線段、直線段、弧線段側面模板制作、安裝。溢流堰曲線堰面模板施工技術在水庫溢洪道和河道溢流堰等多個工程中應用，取得了良好的社會效益和環(huán)境效益。