倒“T”型預(yù)制混凝土模板在高拱壩大跨度梁施工中的運(yùn)用

盧世祥 師露宇

摘要：高拱壩壩體上面布設(shè)的大跨度梁優(yōu)質(zhì)快速施工一直是拱壩施工的重難點(diǎn)，而就常規(guī)施工方案來說具有施工內(nèi)容多、安全風(fēng)險(xiǎn)大、成本控制難等顯著缺點(diǎn)制約現(xiàn)場施工。金沙江白鶴灘水電站高拱壩表孔大梁采用表孔閘墩跨中分縫的設(shè)計(jì)方案，為跨度在17.258m～18.341m之間的簡支梁結(jié)構(gòu)。為進(jìn)一步優(yōu)化施工方案，減少首層支撐系統(tǒng)施工，加快施工進(jìn)度，降低安全風(fēng)險(xiǎn)及成本控制，白鶴灘水電站表孔大梁采用倒“T”型預(yù)制混凝土模板作為底模進(jìn)行施工，能夠很大程度的規(guī)避常規(guī)方案的缺點(diǎn)。在表孔大梁底模施工過程中采用倒“T”型預(yù)制混凝土模板，充分體現(xiàn)了在高拱壩大跨度梁施工過程中的優(yōu)越性。結(jié)果表明在高拱壩大跨度梁施工中采用倒“T”型預(yù)制混凝土模板作為底模，具有安全系數(shù)高，施工進(jìn)度快，裝配式吊裝作業(yè)的顯著特點(diǎn)，應(yīng)用效果良好，節(jié)省了材料，方便了施工，具有一定的工程價(jià)值。

關(guān)鍵詞：倒“T”型預(yù)制混凝土模板;白鶴灘壩頂表孔大梁;大跨度

1工程概述

白鶴灘大壩采用橢圓型混凝土雙曲拱壩，壩身從下往上有6個(gè)導(dǎo)流底孔、7個(gè)泄洪深孔、6個(gè)泄洪表孔。泄洪孔口按水舌“縱向分層起躍，橫向充分?jǐn)U散，空中碰撞消能，分散入水”的原則進(jìn)行布置。大壩1#～6#表孔分別位于15#～21#壩段，為開敞式溢洪道，對稱于溢流中心線布置。

表孔大梁為置于7個(gè)表孔閘墩上的多跨連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，大梁高程為820.0m～834.0m，順河向長度為15.291m～18.133m，橫河向跨度為17.258m～18.341m的矩形梁結(jié)構(gòu)。表孔大梁施工難度大，受力復(fù)雜，備倉時(shí)間長，制約大壩整體澆筑進(jìn)度。根據(jù)參建四方討論意見，表孔大梁擬從高程820.0m部位與壩體閘墩脫開澆筑。在表孔閘墩垂直水流方向設(shè)置寬度為1.2m的寬縫將上游閘墩與下游閘墩脫開澆筑，同時(shí)在表孔大梁搭接的閘墩部位設(shè)置順?biāo)鞣较驅(qū)捒p將各孔大梁分隔開，即大梁分縫設(shè)置于表孔閘墩部位，使每個(gè)表孔大梁單獨(dú)進(jìn)行施工，待表孔大梁混凝土澆筑完成后，再進(jìn)行寬縫回填施工。大梁首倉采用倒“T”型預(yù)制梁作為底模施工，預(yù)制梁混凝土采用C40混凝土。

2倒“T”型預(yù)制混凝土模板制作

2.1預(yù)制場地規(guī)劃

由于單根倒“T”型預(yù)制混凝土模板的重量均在25t左右，需要通過纜機(jī)吊裝入倉進(jìn)行安裝。本著安全高效的原則優(yōu)先選擇纜機(jī)吊運(yùn)范圍內(nèi)的高

程834m平臺作為預(yù)制、養(yǎng)護(hù)及堆放場地。結(jié)合進(jìn)度計(jì)劃要求，選擇高程834m平臺上面的兩個(gè)區(qū)域作為場地同步展開施工，單個(gè)預(yù)制場地計(jì)劃預(yù)制7根大梁模板，尺寸分別為13.2m×15m、13.9m×15m，其余均為養(yǎng)護(hù)堆放場地，兩塊預(yù)制場地均采用大面板找平拼接作為底模，底部垂直預(yù)制梁方向間隔75cm布設(shè)雙肢][16a槽鋼。為保證養(yǎng)護(hù)水不污染壩頂平臺，整個(gè)場地需采用磚砌體圍設(shè)作為養(yǎng)護(hù)池，場地尺寸為72.9m×20.5m，磚砌體內(nèi)側(cè)及底部15cm范圍內(nèi)采用M15水泥砂漿抹面，抹面厚度為2cm。

2.2施工流程

倒“T”型預(yù)制混凝土模板施工流程為：

2.3施工方法

2.3.1選定混凝土配合比

在試驗(yàn)室進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)，配置的混凝土拌合物應(yīng)滿足和易性、凝結(jié)速度等施工條件，混凝土試件應(yīng)符合強(qiáng)度、耐久性等質(zhì)量要求。配合比試驗(yàn)完成后將試驗(yàn)結(jié)果報(bào)予監(jiān)理單位審批，按監(jiān)理單位批準(zhǔn)的配合比進(jìn)行加工。

2.3.2模板施工

倒“T”形預(yù)制梁混凝土模板采用定型模具。定型模具具有以下特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐用，在振動和立模過程中疲勞強(qiáng)度大;通過成熟施工工藝手段，有效控制混凝土預(yù)制構(gòu)件的體型，且使用壽命更長。

根據(jù)預(yù)制場地規(guī)劃布置及相關(guān)要求安裝固定專用定型模具，模具上部采用鋼管進(jìn)行加固，中部采用對拉絲桿進(jìn)行加固、底部采用限位角鋼進(jìn)行加固。模板運(yùn)至現(xiàn)場前需在加工廠進(jìn)行試拼裝，確保用于混凝土預(yù)制構(gòu)件的模板各部尺寸準(zhǔn)確，邊緣順直，滿足實(shí)際施工需要。立模施工前檢查模板底模是否平整、光潔、有無凹凸變形或油污等，并清洗模板，確保模板表面整潔。

2.3.3鋼筋制安

表孔大梁預(yù)制梁結(jié)構(gòu)鋼筋主要為：腰筋、箍筋及構(gòu)造鋼筋為φ12鋼筋;倒“T”形預(yù)制梁底部翼緣縱向受拉區(qū)域鋼筋為φ32鋼筋;頂部受壓區(qū)域鋼筋為φ25，保護(hù)層厚度為35mm。

鋼筋安裝前根據(jù)間距要求在架立筋上劃好線，將加工好的鋼筋按所劃線位進(jìn)行人工綁扎或焊接。鋼筋及埋件焊接前應(yīng)根據(jù)施工條件進(jìn)行試焊，合格后方可進(jìn)行正式施焊。鋼筋焊接的接頭形式、焊接方法、焊接材料的性能、適應(yīng)范圍應(yīng)符合《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》的規(guī)定。鋼筋綁扎完后對鋼筋規(guī)格、數(shù)量、排距、尺寸、標(biāo)高、綁扎方式、安裝位置、保護(hù)層厚度進(jìn)行檢查，確保符合設(shè)計(jì)要求。

為滿足保護(hù)層的厚度要求，鋼筋和模板之間可設(shè)置強(qiáng)度不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的混凝土墊塊，墊塊分散布置，相互錯(cuò)開，鋼筋安裝完成后在混凝土澆筑前拆除底層鋼筋墊塊，確?；炷镣庥^質(zhì)量。

安裝后的鋼筋加固牢靠，且在混凝土澆筑過程中安排專人看護(hù)經(jīng)常檢查，防止鋼筋移位和變形。

2.3.4混凝土施工

⑴澆筑前準(zhǔn)備

澆筑前，要對所有操作人員進(jìn)行詳細(xì)的安全技術(shù)交底，并對模板、鋼筋的穩(wěn)固性以及混凝土的拌和、運(yùn)輸、澆筑所需的機(jī)具設(shè)備是否齊全完好進(jìn)行一次全面檢查。

在所有鋼筋已綁扎，安裝準(zhǔn)確、模板已安裝牢固后，班組先自檢、后質(zhì)檢人員終檢，填寫鋼筋、模板質(zhì)量檢驗(yàn)評定表，并報(bào)請監(jiān)理驗(yàn)收;獲得監(jiān)理的批準(zhǔn)、簽發(fā)開倉證后，按《水工混凝土施工規(guī)范》（DL/T5144-2015）及國家頒發(fā)的其他混凝土施工規(guī)范中有關(guān)規(guī)定進(jìn)行澆筑。

⑵混凝土生產(chǎn)及運(yùn)輸

混凝土主要由大壩高線混凝土拌和系統(tǒng)供料，生產(chǎn)過程中需嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)室提供的配合比及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行控制，避免不合格混凝土入倉影響預(yù)制梁的相關(guān)性能。

混凝土采用自卸汽車配合纜機(jī)運(yùn)輸至預(yù)制場地，配合受料斗+泵車入倉澆筑。

⑶預(yù)制梁混凝土

單塊預(yù)制梁混凝土方量約8.0m3單批次預(yù)制7塊，為滿足混凝土澆筑需要，需采用“9m3罐車+泵車”的方式入倉。為保證每塊預(yù)制梁一次性澆筑完成，需增設(shè)一臺泵車及套泵管作為備用，避免意外發(fā)生。

⑶混凝土振搗及收倉。

預(yù)制梁混凝土采用人工平倉，其鋼筋密集，主要采用插入式φ50軟軸棒進(jìn)行振搗，振搗時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)工藝要求進(jìn)行，振搗時(shí)間適中，以混凝土表面呈水平不再顯著下沉、不再出現(xiàn)氣泡、表面泛出灰漿為準(zhǔn)，避免過振、漏振或欠振，保證混凝土密實(shí)性。

澆筑過程中隨時(shí)檢查混凝土的坍落度，嚴(yán)禁混凝土澆筑過程中加水，以保證混凝土的質(zhì)量。混凝土澆筑過程中，質(zhì)檢員現(xiàn)場盯倉，并做好混凝土澆筑質(zhì)量檢查記錄。

混凝土收倉后，由人工持鐵抹子收面，抹面應(yīng)平順、平整、直順，不得有裂縫、空鼓現(xiàn)象，混凝土表面無蜂窩、麻面和其它缺陷。預(yù)制件混凝土澆筑完后，保證混凝土表面平整，無收縮裂紋及凸、凹起伏面。

2.3.5堆放及保護(hù)

混凝土預(yù)制構(gòu)件堆放場地做到平整堅(jiān)實(shí)，場地堆放周邊設(shè)計(jì)不得引起混凝土構(gòu)件的損壞。注意預(yù)制梁養(yǎng)護(hù)時(shí)枕木擺放位置與預(yù)制梁永久受力狀態(tài)擺放相同。

由于壩體預(yù)制構(gòu)件規(guī)格多，不利于標(biāo)準(zhǔn)化施工，安裝時(shí)容易出錯(cuò)，所以預(yù)制構(gòu)件經(jīng)監(jiān)理人檢查合格后，在預(yù)制件上噴涂構(gòu)件的編號，標(biāo)明構(gòu)件

型號、制作日期、安裝方向、安裝時(shí)間，經(jīng)出廠驗(yàn)收合格后，方可運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場安裝。

3倒“T”型預(yù)制混凝土模板吊裝

⑴安裝前驗(yàn)收

所有預(yù)制構(gòu)件均在預(yù)制場地內(nèi)進(jìn)行加工生產(chǎn)，按照預(yù)制構(gòu)件的需求計(jì)劃安排分批分類向“終檢”提交預(yù)制構(gòu)件的合格證書、質(zhì)量檢查和檢測記錄及混凝土抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn)報(bào)告等質(zhì)保資料，“終檢”及時(shí)對預(yù)制構(gòu)件檢查驗(yàn)收并及時(shí)報(bào)請監(jiān)理工程師驗(yàn)收。預(yù)制件安裝前須對預(yù)制件新老混凝土接觸面進(jìn)行沖毛處理。

⑵安裝方法

①準(zhǔn)備工作

根據(jù)預(yù)制梁特性表可知預(yù)制梁最大重量為26.04t，最大長度14.6m，可用單臺纜機(jī)起吊，選取直徑36mm的鋼絲繩。為保證吊運(yùn)的安全性，根據(jù)預(yù)制件的重量及結(jié)構(gòu)仔細(xì)檢查吊耳、鋼絲繩、繩卡、卸扣等是否滿足吊裝要求等。

為確保吊裝精度，預(yù)制梁吊裝前須由測量人員在現(xiàn)場提前放樣并做標(biāo)記。

②起吊

纜機(jī)吊起時(shí)，先吊起20～50cm，檢查吊耳穩(wěn)定性、鋼絲繩、繩卡、卸扣的可靠性和綁扎的牢固性等，確認(rèn)可靠后，才能繼續(xù)起吊。

首先將倒“T”形預(yù)制梁清理干凈，然后利用纜機(jī)先將倒“T”形預(yù)制梁吊運(yùn)至表孔閘墩下游安裝部位上方5m高左右，然后微速降至指定位置。吊件下降過程中，嚴(yán)禁非吊裝操作人員進(jìn)入吊裝區(qū)域，下降至一定高程后，操作人員牽引預(yù)先固定在倒“T”形預(yù)制梁吊耳的牽引繩對預(yù)制件進(jìn)行牽引定位。倒“T”形預(yù)制梁初步就位后，利用10t手動葫蘆按照測量要求再對倒“T”形預(yù)制梁安裝位置進(jìn)行細(xì)部微調(diào)，確保倒“T”形預(yù)制梁安裝精度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。施工局“終檢”按照測量放樣點(diǎn)對安裝的倒“T”形預(yù)制梁進(jìn)行復(fù)核，合格后填寫倒“T”形預(yù)制梁安裝檢查記錄，并報(bào)請監(jiān)理工程師驗(yàn)收。

預(yù)制梁吊裝應(yīng)首先完成靠上游第一塊預(yù)制梁安裝，就位后精調(diào)位置，然后往下游側(cè)依次安裝，每次遇方案中的控制點(diǎn)時(shí)，均需進(jìn)行復(fù)測，保證預(yù)制梁拼裝體型滿足設(shè)計(jì)要求。

預(yù)制梁吊裝完成后，采用預(yù)縮砂漿對預(yù)制梁底部拼接部分進(jìn)行封閉，需注意拼接部位回填的砂漿填充密實(shí)。

4應(yīng)用前景分析

倒“T”型梁在白鶴灘表孔大梁施工中的成功運(yùn)用，與傳統(tǒng)方案比較進(jìn)行了極大改觀，充分在進(jìn)度計(jì)劃、安全風(fēng)險(xiǎn)、質(zhì)量管控及成本管理等方面體現(xiàn)出明顯優(yōu)勢，同時(shí)也能夠迎合裝配式施工的這一趨勢。對高拱壩大跨度梁的施工積累寶貴的經(jīng)驗(yàn)，從大跨度梁施工的總體規(guī)劃、施工安排、預(yù)制構(gòu)件制作及安裝等全過程提供指導(dǎo)。與此同時(shí)，還可以在水電、鐵路、航運(yùn)、橋梁等工程大跨度梁施工中也進(jìn)行推廣使用，為各類工程大跨度梁安全施工增磚添瓦。

參考文獻(xiàn)：

[1]《水工混凝土施工規(guī)范》（DL/T5144-2015）;[2]《水利水電工程模板施工規(guī)范》（DL/T5110-2013）;[3]《組合鋼模板技術(shù)規(guī)范》（GB/T50214-2013）;[4]《水工混凝土鋼筋施工規(guī)范》（DL/T5169-2013）。

作者簡介：盧世祥，男，1992年出生，助理工程師，青海西寧，水利工程施工;

師露宇，男，1990年出生，助理工程師，甘肅定西，水利工程施工。