預制拼裝模板在高拱壩深孔懸臂結構施工中的應用

賀華雄

(中國水利水電第四工程局有限公司，西寧，810007)

1 工程簡況

白鶴灘水電站為Ⅰ等大(1)型工程，樞紐工程由攔河壩、泄洪消能建筑物和引水發(fā)電系統(tǒng)等主要建筑物組成，攔河壩為混凝土雙曲拱壩，最大壩高289.00m[1]，壩下設水墊塘和二道壩。壩身布置7個深孔，上、下游均布置有大型懸臂牛腿結構，上游懸臂牛腿坡比1∶1，下游懸臂牛腿坡比1∶0.75。

2 模板方案對比分析

方案一為鋼模板加外支方案，需提前安裝模板加固、支撐平臺，平臺型鋼一般與壩內預埋的鋼板埋件焊接形成，然后在支撐平臺上進行模板安裝等工序施工[2]。該方案平臺安裝、模板安裝、模板拆除、平臺拆除均在壩外，工序繁多，材料、人力投入成本高，安全風險大。

方案二為鋼模板內拉方案，模板加固系統(tǒng)位于壩內，采用蛇形柱或型鋼立柱與模板拉桿連接固定。與方案一相比，減少了壩外鋼結構的安裝、拆除工序，但模板拆除工序仍需在壩外進行，依然存在安全風險，成本高。

方案三為預制模板內拉方案，采用預制模板，壩內采用蛇形柱或型鋼立柱與預制模板拉桿連接固定[3]。與方案二相比，減少了壩外模板拆除工序，但壩內拉結材料耗量較大，成本依然較高。

為系統(tǒng)解決上述方案的不足，采用預制混凝土面板+內埋式鋼桁架方案，倉內直接安裝，降低了施工安全風險，應用金結標準預制胎模、優(yōu)化配合比等措施，提高了預制混凝土外觀質量。

3 預制模板結構

內拉式預制桁架模板主要由3部分組成，分別為預制鋼筋混凝土模體、模體內拉桁架、預埋連接件[4]。預制鋼筋混凝土面板厚度16cm，可結合反坡牛腿結構及澆筑高度確定預制模板尺寸，長度5000mm～1948mm之間，寬度均為2000mm。

4 模板制作

4.1 預制鋼筋混凝土面板胎膜

內拉式鋼桁架預制模板采用專用定型胎模，胎模規(guī)格可分為首層定型模具標準塊(5000mm×2000mm×160mm)，頂層定型模具標準塊分別為(2160mm×2000mm×160mm)、(1948mm×2000mm×160mm)、(2075mm×2000mm×160mm)、(3461mm×2000mm×160mm)，共五種規(guī)格。在實際施工過程中，針對不同的結構尺寸和要求，設計為可調胎膜，在長度方向，可根據(jù)具體的尺寸具體調整；側板平移式開啟；端板一端固定，另一端采用鉚釘鉸接連接，可以在三個尺寸上活動，由側板上的定位孔進行定位[5]。為滿足現(xiàn)場預制施工需求，加工1套振動平臺，2套定型模具，每套模具含有端板2塊、底座1塊、側板2塊。側板與底座、端板與底座、側板與端板之間的接合面均裝橡膠密封條，保證不漏漿。胎膜參數(shù)及制造精度見表1。

表1 胎膜規(guī)格及精度要求

4.2 預制模板施工

首先安裝胎膜，再涂刷脫模劑，將預制模板鋼筋整體吊裝至胎膜內，安裝預埋件?；炷令A制模板埋設Ⅰ22b工字鋼、∠56×5角鋼桁架連接件和□20圓鋼吊耳，其中Ⅰ22b需要按照分布筋間距采用開孔鉆機在其腹板上面進行開孔，避免二者之間的相互沖突。角鋼與工字鋼滿焊連接。鋼筋安裝、埋件安裝完成后，校核尺寸，澆筑混凝土。混凝土面板齡期達7d后，通過拆除上方定板移動相鄰兩塊固定連接板來拆除胎膜。胎膜拆除時避免混凝土表面損壞，在模板與混凝土有粘接的部位，利用木質楔塊等工具施加外力，達到拆模的效果，切勿使用鋼筋撬棍等工具拆模，造成模體邊角、棱角破壞。拆除的胎膜、支架等及時清理、維修，利用吊車搬運、妥善保管。

4.3 鋼桁架內支撐設計及制作

鋼桁架由∠75×10角鋼焊接形成，加勁板采用16mm厚鋼板，單套模板鋼結構用量最大模板4.5t，最小模板1.3t，鋼桁架內支撐提前整體制作完成后與面板上工字鋼拼裝焊接。鋼桁架內支撐材料在綜合加工廠按設計圖紙及規(guī)范要求制定下料展開圖，在鋼平臺上按照設計尺寸進行放樣，控制尺寸偏差、平整度偏差、誤差按照±1mm進行控制，在放樣模具內進行焊接。焊接前將所有焊縫表面和距離焊縫邊緣至少15mm以內的氧化皮、鐵銹、油污和其他雜質清理干凈。焊接時，對每一層焊接的金屬飛濺和焊渣都認真清除。當焊接根部縫隙時焊件邊緣固定，以便使間隙保持在允許公差內，主要縱向焊縫上不準有定位焊[6]。

4.4 預制模板安裝

4.4.1 安裝前的驗收

預制模板在混凝土預制模板加工廠進行加工生產(chǎn)，預制區(qū)按照預制模板的進度安排分批分類向“終檢”提交預制模板的合格證書、質量檢查和檢測記錄及混凝土抗壓強度檢驗報告等質保資料，“終檢”對上述資料及預制模板檢查驗收并及時報請監(jiān)理工程師驗收，合格后，預制模板出廠上壩進行安裝。

4.4.2 預制模板安裝施工流程

大壩混凝土施工至懸臂牛腿部位時，安裝首層預制模板加固預埋件，在澆筑后混凝土強度滿足要求，復核埋件尺寸無誤后吊裝預制模板，澆筑混凝土，具體流程見圖1。

圖1 預制模板安裝流程

4.4.3 預制模板安裝方法

在澆筑預制模板安裝起始高程混凝土時，嚴格控制收倉面的結構尺寸，其偏差控制在±5mm以內。預制模板采用8t載重汽車后方加工廠運輸至吊裝平臺，用塔機吊入倉內，在倉內，安裝人員將預制模板以每一塊為一個單元安裝在設計的位置上，與預埋件進行焊接。

預制模板單榀桁架制作過程中作好施工期桁架定型，桁架制作好后與面板上工字鋼拼裝焊接[7]，預埋件按照控制精度埋設在先澆混凝土中，預制件達到吊裝強度后，模板整體吊裝就位，然后調整模板偏差，焊接首層支座板。倉面混凝土澆筑前內支撐桁架表面需除銹至表面無銹蝕。施工時，禁止混凝土料直接傾倒在模板面上及沖擊桁架，施工時倒懸部分采用趕漿法施工，該部位指派專人認真負責施工。由于支座板與預埋板、支座板與桁架節(jié)點板連接為現(xiàn)場焊接，該節(jié)點受力較大，嚴格控制現(xiàn)場焊接質量。

5 結語

白鶴灘水電站泄洪深孔上游懸臂牛腿采用預制混凝土面板+內埋式鋼桁架方案，在懸臂牛腿傳統(tǒng)施工方案的基礎上做了優(yōu)化、改進，倉外提前制作，機械化吊裝，融合現(xiàn)代施工需求。在減少施工干擾，降低安全風險，確保施工質量，節(jié)省施工成本方面效益顯著，應用良好，可推廣應用。