淺析高支模施工技術(shù)在西枝江補(bǔ)水工泵站施工中的應(yīng)用

葉東曉

（惠州市水電建筑工程有限公司,廣東 惠州 516000）

當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展較快,人們對水利工程的關(guān)注也逐漸增多,水利工程項(xiàng)目也在逐年增加,在這種形式下,水利工程施工項(xiàng)目的質(zhì)量及可靠性成為大眾關(guān)注的焦點(diǎn)。其中,高支模施工技術(shù)在水利工程中應(yīng)用較多,能夠提高施工效率和施工質(zhì)量,值得推廣應(yīng)用。高支模施工存在一定危險(xiǎn)系數(shù),在施工過程中容易發(fā)生安全事故,此外,高支模施工工藝較為精確,需要進(jìn)行預(yù)案論證和核算驗(yàn)證,否則將會造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。因此,需要高度規(guī)范高支模施工操作,本文以西枝江補(bǔ)水工泵站工程中的大梁作業(yè)為例,深入分析高模施工技術(shù)要點(diǎn),提高高模板施工質(zhì)量[1]。

1 高支模施工技術(shù)

1.1 高支模概念

高支模是指支模高度大于或等于8 m 的支模作業(yè),建筑行業(yè)有關(guān)規(guī)程可知,當(dāng)施工作業(yè)存在一定危險(xiǎn)性且需要使用模板支撐作業(yè)時(shí),當(dāng)安裝高度大于5 m、跨度不小于10 m、施工總荷載大于10 kN/m2時(shí),需要架設(shè)模板施工作業(yè)時(shí)。在高支模施工主要包括支架和模板施工兩大部分。其中,模板施工是為了更好地為混凝土成型提供有效幫助,而支架施工則能更好地發(fā)揮固定作用,使其能夠承受模板和混凝土的重量,為高層建筑施工提供一定的承載力。高支模作業(yè)具有一定的危險(xiǎn)性,在正式作業(yè)前需要指定一系列的施工計(jì)劃、應(yīng)急預(yù)案以及相關(guān)防范措施,從而保證施工作業(yè)安全,使高支模作業(yè)能夠有效安全的執(zhí)行。

1.2 高支模分類

高模板可分為三種類型：扣件式、碗扣式和門式?？奂礁吣Ｖ饕射摴芎涂奂M成,扣件與鋼管之間有很大的偏心摩擦。此外,它在間距設(shè)置和高度調(diào)整過程中具有很大的靈活性,其安裝簡單、精度低,所以可靠性不如其他兩類高?？奂礁咧Ｔ诎惭b過程中,一般需要一天時(shí)間完成安裝,材料損失較大,一般在4%左右間。碗扣高支模主要由立桿、橫桿及相關(guān)附件組成,其軸線在垂直方向受力。這種高模板主要按模塊設(shè)計(jì),布置在一個(gè)正方形中,具有一定的可靠性,每個(gè)構(gòu)件都有很大的承載力。碗扣高支?？稍诎胩靸?nèi)架設(shè),材料損失相對較小,一般在1%左右。門式高支模主要由門式剛架及相關(guān)附件組成,并承受軸向垂直力,間距也根據(jù)模量確定,并且仍然以正方形排列,可靠性和安全性都很高,可以在0.4 天內(nèi)安裝。材料損耗相對較小,一般只有1%。

2 工程應(yīng)用

2.1 項(xiàng)目概述

惠州市金山新城水環(huán)境綜合整治項(xiàng)目（水利改善和水利部分）項(xiàng)目—西枝江補(bǔ)水工程主要任務(wù)是從西枝江取水,經(jīng)輸水連接管和加壓泵站,將水送至蓮塘布水庫,主要為水資源配置工程。西枝江補(bǔ)水工程由沙澳取水泵站、引水管道和連通工程組成。沙澳取水泵站工程位于金山污水處理廠上游750 m 處沙澳村,西枝江左岸堤防外側(cè),由取水頭部、連接管和泵房組成。設(shè)計(jì)取水流量為2.5 m3/s,泵站裝機(jī)功率為2.24 MW。在泵站的22.00 m 高程,設(shè)有對外連接交通橋,連接泵站與西枝江大堤[2]。

沙澳泵房布置于西枝江大堤靠江一側(cè),在平面上采用圓形布置。泵房底高程1.5 m,頂高程22.0 m,內(nèi)徑30.6 m,襯厚1.5 m,采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；頂部設(shè)置控制室,配電室和值班室等,外層一圈為走道。泵站內(nèi)部采用隔墻分成前池、進(jìn)水道、吸水池和環(huán)形泵房。泵站剖面見圖1。

圖1 泵站剖面圖

本工程所有部位均采用扣件式鋼管腳手架搭設(shè)滿堂支撐。內(nèi)外桶墻體施工外排架和梁板支撐體系結(jié)合施工。本工程高支撐構(gòu)件列表見表1。

表1 本工程高支撐構(gòu)件清單

2.2 大梁模板支撐設(shè)計(jì)方案

根據(jù)高大支模梁列表,15.0 m 高程電纜層及22.0 m 高程交通橋至配電房通道大梁模板支撐體系布置設(shè)計(jì)參數(shù)為：

（1）電纜層高程為15.0 m,大梁支模高度為9.1 m,支承主梁L5（500 mm×1100 mm）、L6（500 mm×1100 mm）,主梁跨度分別為8.75 m、9.19 m。

（2）交通橋至配電房通道層高程為22.0 m,大梁支模高度為16.1 m,支承梁L13（500 mm×800 mm）,梁跨度為9.1 m。

（3）22.0 m 高程配電房層（進(jìn)水口兩側(cè)廊道角落部位）,上下對應(yīng)15.0 m 高程電纜層部位,面板厚度25 cm,梁L7/8/9/10,尺寸500 mm×1100 mm,層高7.0 m。

設(shè)計(jì)方案選擇以L5（截面為500 mm×1100 mm）、L13（500 mm×800 mm）的大梁,板厚為250 mm 鋼筋混凝土為驗(yàn)算對象。其中：

15.0 m 高程電纜層梁模板支撐體系擬選用扣件式鋼管腳手架、φ48.3 鋼管及頂托作為支撐,大梁下部鋼管支撐體系采用粱底承重立桿橫向間距或排距Lb=0.6 m,共設(shè)置兩排,立桿沿梁跨度方向間距La=0.6 m；板下立桿@0.6 m×1.2 m 布設(shè)；步距為1200 mm,電纜層設(shè)縱、橫水平桿拉結(jié)、離地200 mm設(shè)置掃地桿,外側(cè)設(shè)置剪刀撐一道。

22.0 m 高程交通橋至配電房通道梁模板支撐體系及對應(yīng)15.0 m 高程的配電房部位均采用扣件式鋼管腳手架。選用扣件式鋼管腳手架,即φ48.3 鋼管及防滑鋼管扣件,滿堂紅式搭設(shè)。梁底順梁軸線立桿間距La=0.60 m；立桿垂直梁跨度方向間距Lb=0.60 m；板下立桿@0.6 m×1.0 m 布設(shè)；橫桿步距為1200 mm,頂層設(shè)縱、橫水平桿拉結(jié)。

底模、側(cè)模厚度18 mm；第一層龍骨38 mm×85 mm 木枋間距250 mm,第二層龍骨（雙鋼管）Φ48.3×3.6,鋼管縱向間距600 mm（梁底）,1200 mm（板底）。

主梁中間的立桿上部采用U 托,支撐第二龍骨,電纜層的立桿支承在C25 混凝土底板上；通道梁層的立桿支承在C25 混凝土底板上。

主梁（L5、L6、L13）設(shè)對拉螺栓2 排φ14,橫向間距600 mm、豎向間距600 mm,采用Φ48.3×3.6 雙鋼管作為橫檁梁,最下一排距梁底250 mm,用蝴蝶扣與對拉螺栓聯(lián)結(jié)。

在每一步距處縱橫向應(yīng)各設(shè)一道水平拉桿。在最頂層步距兩水平拉桿中間應(yīng)加設(shè)一道水平拉桿。所有水平拉桿的端部均應(yīng)與周圍建筑物頂緊頂牢。無處可頂時(shí),應(yīng)在水平拉桿端部和中部沿豎向設(shè)置連續(xù)式剪刀撐。

在外側(cè)周圈應(yīng)設(shè)由下至上的豎向連續(xù)剪刀撐；在架體外側(cè)周邊及內(nèi)部縱、橫向每5 m～8 m,應(yīng)由底至頂設(shè)置連續(xù)豎向剪刀撐,剪刀撐寬度應(yīng)為5 m～8 m。在豎向剪刀撐頂部交點(diǎn)平面應(yīng)設(shè)置連續(xù)水平剪刀撐,首層全高設(shè)置一道水平剪刀撐,頂層共設(shè)置兩道水平剪刀撐,水平剪刀撐間距不宜超過8 m[3]。

2.3 主要構(gòu)造措施

2.3.1基礎(chǔ)處理

高支模范圍的鋼管立柱支承在已澆筑完成的C25 混凝土底板上,上層梁板高支模范圍的鋼管立柱支承在已澆筑完成的樓板上（泵房梁板澆筑時(shí),下部支架不拆除或采取回頂措施）,承受立桿的壓力和沖切力。

泵房22.0 m 高程外飄板需要在基坑回填完成后進(jìn)行搭設(shè)腳手架,施工準(zhǔn)備澆筑15 mm 厚C25 墊層。

圖2 基坑回填支架基礎(chǔ)處理示意圖

2.3.2立桿設(shè)置

1）立桿接長嚴(yán)禁搭接,必須采用對接扣件連接,相鄰兩立桿的對接接頭不得在同步內(nèi),且對接接頭沿豎向錯(cuò)開的距離不宜小于500 mm,各接頭中心距主節(jié)點(diǎn)不宜大于步距的1/3。

2）嚴(yán)禁將上段的鋼管立桿與下段鋼管立桿錯(cuò)開固定在水平拉桿上。

3）可調(diào)支托的螺桿伸出鋼管頂部的距離不得大于30 cm。

2.3.3縱橫水平拉桿設(shè)置

在鋼管支頂?shù)撞可?.20 m 處縱橫設(shè)置水平拉桿,用Φ48.3 鋼管拉結(jié),以后縱橫水平拉桿每1200/900 mm 高設(shè)置一道；水平拉桿端頭伸出扣件邊緣長度不少于100 mm,水平拉桿端頭有混凝土墻的應(yīng)與其頂緊。

圖3 縱橫水平拉桿設(shè)置示意圖

由于泵房內(nèi)為弧形,會出現(xiàn)分區(qū)獨(dú)立的滿堂架,無法完全在一個(gè)縱橫線上,構(gòu)成一個(gè)整體。施工時(shí)必須仔細(xì)小心進(jìn)行各部位的連接,盡可能地增加各部位主節(jié)點(diǎn)間的連接。

2.4 主梁驗(yàn)算

主梁驗(yàn)算參數(shù)見表2。

表2 主梁參數(shù)表

主梁自重忽略不計(jì),主梁2 根合并,其主梁受力不均勻系數(shù)為0.6,則單根主梁所受集中力為Ks×Rn,Rn為各小梁所受最大支座反力。

圖4 受力示意圖

（1）抗彎驗(yàn)算

圖5 主梁彎矩圖（單位：kN·m）

σ=Mmax/W=0.21×106/4490=46.689N/mm2≤[f]=205 N/mm2

（2）抗剪驗(yàn)算

圖6 主梁剪力圖（單位：kN）

圖7 主梁變形圖（單位：mm）

（4）支座反力計(jì)算

承載能力極限狀態(tài)

支座反力依次為R1=2.217 kN,R2=6.384 kN,R3=2.217 kN

立桿所受主梁支座反力依次為P1=2.217/0.6=3.695 kN,P2=6.384/0.6=10.64 kN,P3=2.217/0.6=3.695 kN。

綜上所述,滿足要求。

3 結(jié)語

高支模施工技術(shù)在水利工程中具有重要的應(yīng)用價(jià)值,能夠提高建筑物的穩(wěn)定性和安全性,保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此,施工企業(yè)需要提高高支模施工技術(shù)的重視度,嚴(yán)格按照各施工環(huán)節(jié)的施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行施工作業(yè),確保高支模施工高效規(guī)范進(jìn)行,提高高支模施工的整體質(zhì)量。本文以西枝江補(bǔ)水工泵站工程為例,以大梁的施工作業(yè)及面板核算為典型,分析了大梁高支模施工中的要點(diǎn)及注意事項(xiàng),除此之外,要提高技術(shù)應(yīng)用效果,還需結(jié)合項(xiàng)目需求,從施工實(shí)況入手,做好施工人員培訓(xùn)等工作,為高支模工程的順利開展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。