基于模板工程在巴貢電站的設計與應用

王艷杰，田 雷，劉海友

(中國水電七局有限公司，成都 611730)

基于模板工程在巴貢電站的設計與應用

王艷杰，田 雷，劉海友

(中國水電七局有限公司，成都 611730)

以馬來西亞巴貢工程為實例，介紹了水電工程施工中常用的一些模板形式，其中有懸臂大模板、鋼模臺東、豎井滑模、定型模板及面板滑模系統(tǒng)的設計與應用，并分析了在美化工程和節(jié)省投資的效益。

巴貢工程;懸臂提升大模板;面板無側軌滑模;豎井液壓滑模;彎段定型鋼模板

1 概況

巴貢工程位于馬來西亞東部的 Sarawak(沙撈越)州Belaga鎮(zhèn)上游37 km處。本工程由混凝土面板堆石壩、溢洪道、進水口、廠房和引水隧洞5個部分構成。混凝土施工采用了面板滑模、豎井滑模、底拱臺車、邊頂拱臺車、上下彎管定型鋼模板、漸變段定型模板、懸臂大面模板以及定型木模板等近10種類型的模板。

2 巴貢電站各類模板的應用

2.1 懸臂大模板

懸臂鋼模板由面板支撐柱和預埋連接件組成。面板采用定型組合鋼模板組裝，支撐模板的立柱有型鋼梁和鋼桁架兩種。預埋在下層混凝土的聯(lián)結件有螺栓式和插座式兩種。該類型模板適用于混凝土立面結構平整，結構形式變化較小的混凝土面，同時需要配備必要的吊運設備。

在本工程廠房混凝土施工中，根據(jù)混凝土表面情況的不同，分別采用了散裝鋼模板、懸臂大模板。經(jīng)過實踐證明合理的使用大模板，不僅能加快施工進度，節(jié)約施工成本，還能夠起到減少小模板接縫多提高混凝土外觀質量。

2.2 引水洞鋼模臺車

本工程引水隧洞由上下平段、上下彎段、豎井、漸變段和鋼襯段7部分組成。上下平段采用鋼模臺車襯砌(不含漸變段)，襯砌斷面均為圓形，襯砌后的洞徑均為8.5 m。

本隧洞斷面尺寸較大，不適應采用針梁式鋼模臺車，故襯砌分底拱和邊頂兩部分進行。分段長度均為12 m，臺車長度12.2 m。

2.2.1 底拱鋼模臺車的設計及施工

底拱臺車利用在隧洞兩側邊墻的插筋作為軌道支撐。為了克服混凝土澆筑時產(chǎn)生向上的浮托力，軌道支撐必須要有足夠的剛度，同時在模板上布置適當數(shù)量的拉桿將模板向下拉，保證模板在澆筑過程中不會上浮。模板就位后通過調節(jié)螺旋桿來完成模板的精確就位。在模板的中部及兩側各設置一排窗口，混凝土的入倉和振搗通過該窗口來完成。

2.2.2 邊頂拱臺車設計及施工

該模板系統(tǒng)包括主梁支撐、液壓、面板和行走4個系統(tǒng)組成。面板系統(tǒng)在同一斷面由3塊弧形模板通過鉸接方式連接。模板的轉移通過行走系統(tǒng)的行走電機完成。通過調節(jié)液壓系統(tǒng)的伸縮長度來完成模板的就位和脫模。在臺車拱肩以下的面板上設置有間排距3 m×3 m的窗口，混凝土的入倉及振搗通過該窗口來完成，混凝土澆筑時必須要保證兩側均勻上升，其混凝土面高差不能超過80 cm。拱肩以上的混凝土通過預埋在拱頂中部的進料管進料，其振搗通過布置在面板上的附著式振搗器完成。

圖1 豎井滑模平面示意圖

圖2 豎井滑模剖面圖

2.3 豎井滑模

引水發(fā)電隧洞豎井共8條，襯砌后斷面為圓形，襯砌厚度為0.6 m和0.7 m，襯砌后洞徑均為8.5 m。最高豎井段為55.09 m。豎井滑模平面、剖面見圖1、圖2。

2.3.1 滑模設計

豎井施工采用液壓滑模系統(tǒng)，由模板和液壓兩部分系統(tǒng)組成。其中模板系統(tǒng)高1.2 m包括鋼模、提升架、操作平臺及吊架等。液壓系統(tǒng)包括48個液壓千斤頂、爬升桿、液壓操作控制系統(tǒng)，模板的爬升通過液壓操作控制系統(tǒng)來完成，即可單個千斤頂獨立爬升，也可以同步爬升。

2.3.2 豎井滑模施工

2.3.2.1 滑模安裝及拆除平臺

豎井澆筑時，分別在豎井底部設置滑模安裝平臺和豎井頂部設置滑模拆除平臺。平臺采用分別在下彎段和豎井頂部預埋工字鋼形成鋼牛腿，再在鋼牛腿上搭設操作平臺。

進行豎井混凝土澆筑時，主要利用豎井頂部卷揚機吊裝系統(tǒng)、施工平臺及鋼棧橋，負責滑模安裝、拆除、施工工程中材料設備的吊運等。

2.3.2.2 模板滑升

1)初始滑升。第一次澆筑30 cm厚小級配混凝土或砂漿，第二層后正常澆筑，澆筑厚度達到90 cm時，開始試滑升3～5 cm。試滑升期間觀察混凝土的實際凝結情況，確定底部混凝土是否達到出模強度。

圖3 尾水擴散段模板剖面圖

圖4 尾水擴散段模板橫斷面圖

2)正常滑升。滑模經(jīng)上述初始滑升并檢查調整后，澆筑第四層混凝土后滑升30 cm，如無異常情況即可進行正常澆筑和滑升。正常滑升時控制速度為10～20 cm/h，每次滑升20～30 cm，控制日滑升高度為3～5 m。滑升時，若脫模混凝土有流淌、坍塌或表面呈波紋狀，說明混凝土脫模強度低，應放慢滑升速度;若脫模混凝土表面不濕潤，手按有硬感或伴有混凝土表面被拉裂現(xiàn)象，則說明脫模強度高，宜加快滑升速度。滑模澆筑至接近豎井頂時，放慢滑升速度，準確找平混凝土。澆筑結束后，模板繼續(xù)上滑，直至混凝土與模板完全脫開為止。

3)滑模控制。中心線控制：為了保證豎井的中心線不發(fā)生偏移，采用在豎井中心懸掛一根垂線進行中心測量控制，保證模板邊緣的測量要求。

水平控制：①利用液壓千斤頂?shù)耐狡鬟M行控制;②利用水準管進行測量和水平檢查。

4)表面處理。滑模上升2.0 m時，將滑模下部掛架安裝好并按照設計和安全要求鋪設走道板和安全網(wǎng)，隨滑模上升及時采用人工抹面處理混凝土表面的缺陷，將表面壓面達到設計要求，一般用抹子在混凝土表面作原漿壓平或者修補。

2.3.2.3 滑模糾偏措施

在滑升過程中，應根據(jù)測量提供的控制點及時糾偏，糾偏采用漸變恢復方式或通過關閉部分千斤頂糾偏，偏移較大時，應通過多次糾偏校正。

2.3.2.4 滑模停滑處理

滑模停滑包括正常停滑和特殊情況下的停滑。混凝土停止?jié)仓螅扛?.5～1 h，滑升1～2個行程，直到混凝土與模板不再黏結;若需要停盤時，停滑后，在混凝土達到脫模強度時，將模板全部脫離混凝土面，防止模體與混凝土黏在一起，并清理模板上的混凝土、涂刷脫模劑。混凝土面按施工縫進行處理。

2.4 廠房尾水管擴散段定型模板設計及施工

2.4.1 模板設計

廠房尾水管擴散段總長為21.2 m，其中鋼襯段為10.5 m，無鋼襯段為10.7 m。無鋼襯段垂直軸線的斷面呈圓形，直徑由6.67 m漸變到7.973 m，豎直方向的斷面呈橢圓形。詳見圖3、圖4。

由于尾水擴散段為一漸變結構，無法采用標準模板施工，只能采用定型木模板。整個模板系統(tǒng)由16榀桁架組成，桁架間距為70.7 cm，面板采用2 cm厚10 cm寬的木條，在面板表面鋪設3 mm厚的層板，以保證混凝土表面光滑。同一垂直于軸線的斷面由四榀桁架組成，其中桁架一的面板在廠加工成型，運至現(xiàn)場拼裝。桁架二、三、四則先在加工廠將木桁架按設計加工好，運至現(xiàn)場以底部桁架一為基礎進行拼裝，然后再在木桁架上鋪設木面板。

2.4.2 模板安裝施工

下半部定型模板的鋪設在下半部結構鋼筋安裝結束以后進行。在結構鋼筋上焊接模板架立筋，然后用吊車將加工好的底部模板吊運安裝就位，在模板下部設置一定數(shù)量的拉桿防止模板在澆筑過程中上浮。底部模板安裝加固完成后，以底模為基礎，搭設中部的承重支撐架，同時進行桁架二、三、四的安裝，桁架安裝就位經(jīng)測量檢查無誤后再在桁架外側鋪設面板木板和層板。然后進行上半部的鋼筋安裝。為了預防在混凝土澆筑過程中，模板兩側受力不均勻而造成模板發(fā)生偏移，木板安裝完成后，在模板兩側設置一定數(shù)量的拉桿，從而保證模板不會左右移位，同時，在混凝土澆筑過程中保證左右側的混凝土高差≤80 cm。

2.5 面板滑模系統(tǒng)設計

巴貢電站混凝土面板堆石壩總寬730 m，由50塊7～15 m寬的單塊面板組成。面板從EL34.40～EL 230.40 m共196 m高，最大長度為353.57 m。分兩期施工，一期施工至EL121.00，二期由EL121.00至EL 230.40 m。本面板采用無側軌滑模施工。

2.5.1 面板滑模技術參數(shù)

1)坡比∶高寬比為1∶1.4(壩面傾角α=36°)

2)面板厚度：880～300 mm

3)初凝時間：1.5～2 h

4)坍落度：5～7 cm

5)氣溫：白天30℃ ～40℃，晚上20℃ ～30℃

2.5.2 面板滑模系統(tǒng)組成

滑模系統(tǒng)由頂模、側模、抹面平臺及防雨篷、卷揚機牽引系統(tǒng)、混凝土入倉系統(tǒng)5部分組成。

2.5.3 頂模尺寸的選定

1)長度：面板寬15 m，頂模長16 m，頂模由兩節(jié)拼接而成，兩節(jié)的長度均為8 m。

2)寬度：初凝時間1.5～2 h，30 min澆筑一層，每層澆筑厚度為25～30 cm，澆筑3層即可以開始脫模，因此，頂模的寬度為1.2 m。

3)厚度：滑膜面板采用8 mm厚鋼板，使用組合桁架式結構，模板自身高度508 mm，其上組合桁架高度 500～1 000 mm。

單節(jié)頂模板的規(guī)格為8 m×1.2 m×1.5 m(長×寬×高)。

2.6 彎段定型模板設計

2.6.1 結構簡介

巴貢電站引水洞共有8條，豎井與平段之間以上、下彎段相連接，上、下彎段的轉彎半徑均為25 m，圓心角為85°25'34″，單洞軸線設計長度均為37.274 m。襯砌形式為鋼筋混凝土結構，襯后洞徑為8.5 m。彎管模板分塊見圖5。

圖5 彎管模板分塊圖

2.6.2 模板設計

模板設計為雙向弧面。型鋼模板沿洞軸線方向共均勻分成30組(圈)，每組(圈)模板洞徑向共分為50塊。分塊方法：取85°25’34”的1/30的兩個截面，從兩個截面圓心畫徑向線(起點水平)，將8.5 m的圓等分50份，直線連接對應徑向線與圓周的交點作為模板的分界線。模板板面近似為梯形，模板邊框高度與組合鋼模板一致為55 mm，邊框孔眼直徑Ф13，孔眼中心到板面距離22 mm，能夠用組合鋼模板的U型扣連接。

3 結語

在工程施工過程中，選用合適的模板尤為重要，適宜的模板不僅能節(jié)約成本、加快施工進度還能保證施工質量增加混凝土外形美觀，既能取得較好的經(jīng)濟效益，也能取得較好的社會效益。

［1］鄭皆義.淺談模板工程中的一些新技術應用［J］.廣東土木與建筑，2003(02)：54-55.

［2］丁世友，鄧斌.淺析高層剪力墻結構模板工程的質量控制［J］.人民長江，2004(06)：31-32.

［3］朱曉磊.西泉水庫存在的問題及除險加固措施［J］.水利科技與經(jīng)濟，2011(10)：96-97.

［4］楊坤華.費縣小型水庫除險加固工程措施淺析［J］.地下水，2009(3)：134-137.

Design and Application of Modulus Engineering in Bagong Power Station

WANG Yan-jie;TIAN Lei and LIU Hai-you
(Chinese Hydroelectric Power No.7 Bureau Limited Company，Chengdu 611730，China)

The Bagong project in Malaysia was taken as a case to introduce some template types often used in hydraulic project construction，including the design and application of cantilever arm lifting template，slab template without side sliding orbit，shaft hydraulic sliding template，shaped template and slab sliding template system，and to analyze the benefits of beatifying project and saving investment.

Bagong project;cantilever arm lifting template;slab template without side sliding orbit;shaft hydraulic sliding template;bending and shaped steel template

TU755.2

B

1007-7596(2011)06-0040-03

2011-04-24

王艷杰(1976-)，女，黑龍江富錦人，工程師，經(jīng)濟師，從事水利水電工程管理工作;田雷(1983-)，男，四川資陽人，工程師，從事水利水電工程施工技術及管理工作;劉海友(1973-)，男，黑龍江綏化人，工程師，從事水利水電工程施工技術及管理工作。