船閘閘室大型移動模架施工技術在渦河蒙城樞紐建設工程中的應用

宮寶軍 郭學太

（浙江省第一水電建設集團股份有限公司 杭州 310051）

1 引言

隨著經(jīng)濟社會快速發(fā)展，內(nèi)河航運對船閘等級要求越來越高，在船閘施工過程中，閘室墻施工是船閘主體施工的關鍵，根據(jù)施工圖紙等設計文件，閘室墻呈現(xiàn)出軸線長、分塊多、高度大、結構尺寸相對單一等特點。以往閘室墻混凝土施工分多次澆筑，一般采用定型大鋼模，需搭設腳手架，分塊拼裝，或采用桁架模板，需架設操作平臺，分塊拼裝。模板在安裝、拆除過程中，需要汽車吊安裝、裝載機模板轉運等全程配合。存在勞動強度大、工效低、工期較長、模板拼縫多、留有分層施工縫等問題，容易造成平整度差、色澤不一、施工縫滲水等質(zhì)量通病。隨著工程建設行業(yè)對質(zhì)量、安全、進度的要求不斷提高，施工單位都在積極推廣新材料、新技術、新工藝在建設工程中的應用。

船閘閘室大型移動模架施工技術，就是在閘室底板上沿船閘縱向敷設軌道，其上架設可移動龍門架，單節(jié)閘室墻兩側模板采用整塊大型鋼模板，龍門架通過頂部大梁上的手拉葫蘆與大鋼模配合作業(yè)，包括安裝、拆除和移位，完成閘室墻混凝土澆筑作業(yè)。具有結構簡明、移動和施工方便、安全、投入少、工效高等特點。與采用滿堂腳手架、簡易模架等傳統(tǒng)施工相比，大幅度降低工人勞動強度、減少用工量，加快施工進度。通過整體大模板的使用，有效提升閘室墻外觀質(zhì)量。

2 工程概況

渦河蒙城樞紐是渦河上一座集防洪、排澇、蓄水灌溉、交通航運于一體的大型樞紐工程，主要工程內(nèi)容為新建節(jié)制閘、船閘以及新老樞紐之間因河道蓄水位變化引起的影響處理工程。其中渦河航道為Ⅳ級標準，新建1000t 級船閘。

船閘閘室有效尺度為240m×23m×4.20m（長×寬×門檻水深），閘室底板高程12.10m，閘墻內(nèi)底板厚2.80m，底板總寬38.80m。船閘閘室根據(jù)伸縮縫的設置共分為12 節(jié)，每節(jié)長20m，輸水廊道以上部分高10.5m，直立式擋墻，采用移動模架施工。

3 工藝原理

船閘閘室大型移動模架施工工藝核心是移動龍門架配合整體大鋼模施工技術。根據(jù)單節(jié)閘室墻尺寸把數(shù)塊標準及非標準模板拼裝成一塊整體大鋼模，它作為一種工具式模板采用定型化設計及工業(yè)化加工制作而成。龍門架采用鋼結構構件，由專業(yè)起重設備廠家根據(jù)起重荷載設計和生產(chǎn)，現(xiàn)場拼裝而成，在龍門架頂部大梁上安裝一定數(shù)量手拉葫蘆。模板安裝時，采用手拉葫蘆與調(diào)節(jié)螺桿配合，精確定位模板至設計位置，安裝兩側端頭模板、止水，對模板緊固處理。模板拆除時，采用手拉葫蘆均勻起吊鋼模板，待鋼模板完全脫離混凝土表面后，龍門架攜帶大鋼模移位至下一節(jié)閘室施工。重復各步驟完成所有閘室墻段施工。

4 施工工藝流程及操作要點

4.1 施工工藝流程

施工工藝流程見圖1。

圖1 施工工藝流程圖

4.2 操作要點

4.2.1 模板設計

（1）模板設計前應全面熟悉與模板相關的結構設計圖紙，明確結構尺寸及質(zhì)量要求，結合模板施工現(xiàn)場場地及安裝、倒運、堆存等條件初步確定模板最大尺寸和模數(shù)。

（2）模板設計應遵循標準化、通用化的基本要求，同時對如鋼護木、浮式系船柱等部位進行局部優(yōu)化。

（3）根據(jù)構筑物結構形式結合施工荷載對模板及支撐系統(tǒng)進行力學計算。

4.2.2 模板制作

船閘閘室墻高度10.5m，混凝土采用一次澆筑到頂。模板加工制作集中在金結加工場進行，選用6mm 厚Q235B 鋼板，水平次楞采用[10 槽鋼，間距300mm，豎向主楞采用[18 雙拼槽鋼，間距800mm；布置M30 對拉螺桿，間距800×2000mm。標準模板單元高度為5.3m，寬度以2.35m 為主，單塊模板重量約1.8t（平面尺寸2350mm×5300mm），特殊部位配置特殊尺寸。

4.2.3 移動模架設計及構件制作

根據(jù)閘室結構尺寸及模板、施工荷載進行移動模架設計，移動模架由專業(yè)起重設備廠家加工制造，構件加工完成涂刷防銹漆后運至現(xiàn)場準備組裝。

4.2.4 移動模架組裝

移動模架組裝包括移動軌道敷設、車架焊裝、支腿拼裝、支座安裝、主梁安裝、吊點梁安裝、手拉葫蘆安裝、機電設備安裝、連接桿件安裝和調(diào)節(jié)螺桿安裝等。

安裝前在已澆筑底板上測量放線，用墨線標記出軌道中心線，并標記出閘室墻根部邊線，方便現(xiàn)場校核軌道和以后模板安裝，并復測閘室墻根部位置的標高。鋼軌鋪設前在鋼軌鋪設位置兩側用沖擊鉆打孔，鋼軌安裝就位后安裝膨脹螺栓，間距1.6m，兩側錯開。壓板采用的鋼板或槽鋼等，通過上緊螺帽壓緊壓板來固定鋼軌。鋼軌安裝固定后將火車輪對放上鋼軌，輪對和兩端軸承固定，用厚2cm 的鋼板焊接成型的車架底座盒焊接在兩端軸承上。檢查各輪對的位置無誤后在底座盒上焊接通長雙拼30#工字鋼下橫梁，將各輪對連成整體，在下橫梁上對應輪對位置焊接帶有陽頭鋼板的橫向雙拼[25 槽鋼支承梁。支腿拼裝好后整體吊裝與支承梁上的陽頭連接，用風纜加以固定。一側支腿全部安裝好后立即安裝橫向連接系。支腿全部安裝好后將拼裝好的主梁整體吊裝，與支腿頂部采用法蘭連接。在支腿兩側連接雙拼[10 槽鋼作為角撐和拉桿。主梁全部安裝后好立即安裝橫向連接系和吊點支承梁，并安裝鋼絲繩和手拉葫蘆。

4.2.5 大模板拼裝

閘室墻大型鋼模板利用移動模架的鋼絲繩和手拉葫蘆將標準模板單元吊起固定并進行拼裝，還包括模板背部安裝圍檁和拉條螺栓以保證其穩(wěn)定和強度，用豎向加勁肋和橫向加勁肋進行固定。

4.2.6 大模板定位安裝

用移動模架把大模板拉住，用手拉葫蘆對其進行調(diào)節(jié)，使其傾斜到位，后續(xù)細節(jié)調(diào)整；用同樣的步驟完成閘室墻迎水側模板和閘室墻背水側模板的安裝，在整個過程中保持大模板的穩(wěn)定，緩慢移動以防止其因受力不均發(fā)生彎曲變形。

4.2.7 閘室墻混凝土澆筑

為便于混凝土澆筑作業(yè)，在模架上搭設操作平臺，澆筑前檢查拉桿、壓腳螺栓有無遺漏或未上緊，檢查模板尺寸和安裝位置是否正確。澆筑過程中對現(xiàn)場混凝土的坍落度和澆筑時間進行控制，避免對模板產(chǎn)生不利影響?；炷翝仓凑?0cm 分層控制，注意兩側閘室墻混凝土澆筑對稱平衡上升，同時檢查模板有無上浮、螺旋撐桿有無松脫、手拉葫蘆鏈條有無張緊等。澆筑完成對閘室墻混凝土進行保溫保濕養(yǎng)護。

4.2.8 大模板拆除

混凝土強度達到拆模強度后開始拆模，先抽出拉桿，松開螺旋撐桿，割除迎水面模板臨時拉桿，拆除頂部頂撐和底部壓腳，收緊懸臂梁上的手拉葫蘆，利用手拉葫蘆將迎水面模板拉向移動龍門架支腿上，臨土面模板用懸臂梁上的手拉葫蘆向上、向外整體移出。

4.2.9 移動模架攜帶大模板移位至下一節(jié)閘室墻

模板拆除后，移動模架攜帶大模板緩慢移位至下一節(jié)閘室墻，重復以上步驟，直至12 節(jié)閘室墻全部澆筑完成。

5 材料

（1）模板用材料：6mm 厚Q235B 鋼板作面板，背肋采用10[25 槽鋼和18#槽鋼，相鄰模板拼接用法蘭采用12mm 厚鋼板。

（2）移動模架構件組成：車架、支腿、支座、主梁、吊點梁、手拉葫蘆、機電設備、連接桿件、調(diào)節(jié)螺桿、軌道等。

（3）混凝土用原材料：水泥采用42.5 等級普通硅酸鹽水泥，砂采用河砂，碎石采用二級配，粉煤灰選用二級灰。

6 質(zhì)量控制

6.1 模板制作及安裝質(zhì)量控制

6.1.1 模板制作模板制作嚴格按設計尺寸加工，背肋、螺栓孔嚴格按模板設計成果設置。

6.1.2 模板安裝

模板安裝前應檢查模板面是否潔凈，模板間的拼縫應平整、嚴密，模板支撐應穩(wěn)固，拉條螺桿不得彎曲，螺帽應擰緊并確保受力均勻。

6.2 鋼筋制安質(zhì)量控制

（1）鋼筋制安應嚴格執(zhí)行《水工混凝土施工規(guī)范》的質(zhì)量要求。

（2）所有進場鋼筋均應有產(chǎn)品合格證和試驗報告單，并按規(guī)定進行抽復檢，除常規(guī)力學試驗外，鋼筋的焊接性能、機械連接性能必須滿足要求。

（3）鋼筋表面應潔凈，使用前將表面油漬、銹皮等清除，嚴格按設計尺寸加工，鋼筋安裝完成后應妥加保護，防止銹蝕后污染模板。

（4）鋼筋安裝完成經(jīng)自檢合格后報請監(jiān)理驗收，驗收合格后進行下道工序施工。

6.3 混凝土澆筑質(zhì)量控制

（1）混凝土所用原材料應有產(chǎn)品合格證、質(zhì)量證明書，并嚴格按規(guī)范頻率復檢，不合格原材料堅決不用。

（2）混凝土必須嚴格按照配合比拌制，無特殊情況不得調(diào)整。

（3）混凝土各組份材料應計量準確，自動配料裝置定期校驗。

（4）混凝土拌合物要求性能穩(wěn)定，無泌水、離析現(xiàn)象，坍落度滿足設計及規(guī)范要求?；炷吝\輸采用混凝土攪拌運輸車，并采取保溫遮陽措施。

（5）混凝土澆筑嚴格控制分層厚度及分層澆筑的間隔時間，分層厚度控制在30cm 左右?；炷琳駬v均勻，嚴禁漏振、過振。

（6）混凝土振搗過程中嚴禁振搗器直接接觸止水片、預埋件、對拉螺桿等部件。

（7）混凝土澆筑完成后及時進行養(yǎng)護。

（8）拆模后，混凝土外觀質(zhì)量要求表面顏色基本一致，接縫嚴密，無麻面、掛簾、錯臺等缺陷。

6.4 成品保護

（1）混凝土澆筑完成后，后續(xù)工序施工時，要注意對混凝土面的保護。

（2）拆模過程中模板不得碰撞混凝土面，對易碰撞部位特別是預留洞口、陽角等易受損部位采取粘貼木條等保護措施。

（3）混凝土養(yǎng)護過程中應注意防止養(yǎng)護用水污染混凝土表面。

7 結果

7.1 閘室墻外觀質(zhì)量顯著提高

單節(jié)閘室墻采用整塊大鋼模，混凝土表面無接縫，提高了混凝土表面平整度，減少了裂縫發(fā)生，澆筑完成后混凝土表面色澤均勻，提高了閘墻混凝土外觀質(zhì)量。

7.2 經(jīng)濟效益明顯

（1）通過移動模架實現(xiàn)大鋼模安拆作業(yè)，與采用滿堂腳手架、簡易模架等傳統(tǒng)施工工藝相比，大幅度降低了工人勞動強度，降低了用工成本。

（2）與傳統(tǒng)搭設滿堂腳手架施工相比，大幅度降低了鋼管材料購置費、安拆人工費及配合機械費等費用。

8 結語

移動模架施工技術是對閘室擋墻傳統(tǒng)施工方法的改進和提升，本文著重介紹了該施工技術工藝原理和施工操作要點。整體移動模架穩(wěn)定性好，對模板支撐均勻，受力均勻，減小了模板支設誤差。單節(jié)閘室墻采用整塊大鋼模，混凝土表面無接縫，提高了混凝土表面平整度，減少了裂縫發(fā)生，澆筑完成后混凝土表面色澤均勻，提高了閘墻混凝土外觀質(zhì)量。

移動模架通過手拉葫蘆實現(xiàn)與大模板密切配合，與采用滿堂腳手架、簡易模架等傳統(tǒng)施工工藝相比，大幅度降低了用工成本及鋼管材料購置費、安拆人工費及配合機械費等費用。移動模架操作簡便快捷，加快了施工進度，提高了施工效率。

該施工技術適用于水工構筑物直立式、自重式閘墻、閘墩、擋墻等大尺寸對外露面有較高質(zhì)量要求的混凝土工程，值得在類似工程中推廣■