淺談預制混凝土模板技術在白鶴灘大壩 施工中的應用

高俊鋒

（中國水電四局白鶴灘施工局， 四川 寧南 615400）

1 工程概況

白鶴灘樞紐工程為Ⅰ等大（1）型工程，攔河大壩壩后設置四層永久交通橋，壩身設置6個導流底孔、7個泄洪深孔和6個泄洪表孔等泄洪設施。大壩混凝土方量810萬m3，結構復雜、交通條件差，工期緊、施工強度高，若采用傳統現澆混凝土方式形成壩體設置的牛腿，受倒懸結構影響，模板安拆、質量安全風險等因素制約，很難滿足白鶴灘大壩高強度的施工需求，且大壩壩后永久交通橋和孔口進出口均為永久外露面。綜合以上因素，采用了較為科學合理的預制混凝土模板技術，使預制模板本身作為承重結構，且不再拆除。預制模板加工過程中，通過工藝創新，使面板外觀質量達到鏡面混凝土的高標準要求。

2 設計原理

2.1 預制模板特點

（1）較傳統現澆混凝土施工方法可縮短工期，預制模板安裝直接采用設備整體吊裝，提高施工效率，減少現場模板支撐結構安拆量，降低質量安全風險。

（2）預制模板在后方廠內制作、養護，采用流水式作業，成型質量好、利于成品保護。

2.2 預制模板設計

（1）根據大壩設計圖紙繪制三維模型，結合各壩段結構尺寸按2m長度以內進行均分繪制剖面圖。

（2）根據剖面圖尺寸確定面板具體規格，采用直角梯形的以直代曲結構形式，預制模板采用內拉式鋼桁架進行模板固定，桁架整體采用結構計算軟件進行受力驗算，確定材料型號及規格滿足要求。

3 施工工藝

3.1 工藝流程

（1）預制模板加工流程：預制面板模板選型、鋼筋埋件制安→面板澆筑、養護→內支撐桁架加工→桁架與面板焊接、出廠驗收。

（2）預制模板吊裝流程：預埋錨固件安裝、調節、測量復核→錨固件層混凝土澆筑→預制模板吊裝對位→支座板焊接、精調→測量校核→驗收、首層混凝土澆筑。

3.2 預制模板加工

3.2.1 預制面板施工方法

（1）配合比選定

根據對預制模板鏡面混凝土的特殊要求，進行配合比設計試驗，配置的混凝土滿足和易性、凝結速度、強度耐久性和表面色澤等質量要求。

（2）面板模板選型

① 面板模板采用定型胎模模具，根據結構形式，模具在長度方向為可調節結構，側板采用平移式開啟，端板一端固定，另一端采用鉸鏈式開啟，一端可以在三個尺寸上活動。

② 立模前檢查模板底模是否平整、光潔、變形，并清洗模板，涂刷建筑模板長效脫模劑，確保模板表面整潔。

（3）面板混凝土施工

① 澆筑前，對模板、鋼筋及埋件的穩固性及混凝土的拌和、運輸、澆筑所需的機具設備是否齊全進行一次檢查，并對作業人員進行交底。

② 面板一次性澆筑完成，下料均勻連續、不間斷，先平倉、后振搗，避免過欠漏振，保證混凝土密實性。

③ 混凝土澆筑完成后，人工收面抹面，表面應平順、平整，初凝后及時進行旋噴養護，并在表面覆蓋土工布輔助進行保濕養護。

④ 面板強度滿足拆模要求后，由人工配合吊車將面板吊運至養護池進行養護。

⑤ 由于預制件類型、尺寸較多，拆模后及時對面板進行編號，編號信息包括澆筑時間、所用部位等。

3.2.2 內支撐桁架施工方法

鑒于預制模板尺寸較大，為更好保證其安裝精度并降低現場安裝定位難度，將預制模板面板內側采用桁架內支撐結構進行焊接連接，現場安裝時僅需進行微調。

（1）按設圖紙體型要求制定下料展開圖，采用半自動切割機下料；在鋼平臺上按照設計尺寸進行放樣，控制尺寸、平整度偏差；對焊接設備進行焊接操作性能試驗，并在放樣模具內進行焊接。

（2）單榀桁架制作過程中作好桁架定型控制，桁架制作好后與面板上預埋工字鋼拼裝焊接；預制面板養護完成后，在養護池內進行預制模板內支撐桁架焊接安裝工作。

3.3 預制模板安裝

（1）為保證預制模板與壩體混凝土能夠有效連接，預制模板安裝前需在前一倉混凝土內預埋錨固件，錨固件預埋安裝時必須嚴格按照圖紙要求進行測量定位、精確安裝，預制模板與錨固件通過鋼板焊接連接。

（2）預制模板根據編號信息，結合現場施工需求計劃分批分類利用塔機或纜機調入大壩倉內，倉內采用汽車吊將相應倒懸部位的預制模板吊至特定部位進行安裝。

（3）預制模板安裝過程中，采用測量跟蹤技術，即預制模板在吊裝就位至焊接加固的過程中測量棱鏡始終在檢測模板體型，使預制模板安裝后體型偏差滿足要求。

3.4 工藝創新

預制模板作為白鶴灘大壩壩體永久外露面，且面積大，其外觀質量直接影響大壩的整體美觀。

（1）前期存在問題

① 為保證鋼筋保護層，使用了混凝土墊塊，由于墊塊的澆筑時間與混凝土面板的澆筑時間不一致，導致存在色差。

② 混凝土面板拼縫處未進行倒角處理，安裝拼接過程中容易損傷混凝土棱角。

③ 由于鋼模表面光潔度有限且使用植物油作為脫模劑，導致混凝土面不光潔且混凝土面板之間存在色差。

（2）采取對策

針對前期預制模板外觀質量問題，多方面分析原因，主要存在模板工施工經驗不足、脫模劑選用不當、混凝土墊塊使用不妥、面板棱角未進行倒角處理等原因，并針對性地制定了詳細的實施措施。

① 編制并嚴格落實《混凝土預制模板施工工藝標準手冊》。

② 使用建筑模板長效脫模劑代替植物油脫模劑；使鋼筋網片和工字鋼架成為一個整體，讓鋼筋網片成為懸空狀態，取消墊塊使用；混凝土澆筑前預裝pvc倒角條。

（3）通過一系列的工藝控制和創新，預制面板光潔細膩，平整度在±0.5mm內，達到了“鏡面混凝土”的質量要求。

4 取得效益

按照傳統現澆混凝土施工方法，大壩上下游牛腿均采用現澆方式施工，其中牛腿倒懸面采用定型組合散鋼模板和陰陽角模進行混凝土澆筑，加固形式為型鋼內拉，澆筑完成等強后再對模板進行拆除和外觀處理、擠塑板粘貼等，整體施工安全質量風險大，人員設備投入多且不均衡，致使施工進度受多方面制約，容易造成較大經濟損失。為提高倒懸牛腿部位的備倉效率，加快施工進度，降低安全風險，在保證混凝土施工質量的前提下，大壩倒懸牛腿部位均采用內拉式鋼桁架預制混凝土模板進行施工。

白鶴灘大壩倒懸牛腿結構主要包括大壩導流底孔、泄洪深孔及泄洪表孔的進、出口倒懸牛腿（閘墩）部位，壩后永久交通橋倒懸牛腿部位以及深孔啟閉機檢修橋機倒懸牛腿部位。其中左岸大壩導流底孔牛腿施工面積833.96m2、泄洪深孔3468.99m2、泄洪表孔2018.22m2、壩后永久橋3334.42m2、深孔檢修橋機134.67m2，采用預制混凝土模板技術施工后，可節約大量勞動力和設備，其中節約工作日約946天，鋼結構制安部分增加，質量安全風險顯著降低，施工進度和效率明顯提升。

5 結束語

傳統現澆混凝土施工倒懸牛腿方法資源投入大，施工進度緩慢，存在各種風險。白鶴灘大壩上下游倒懸牛腿結構采用預制混凝土模板技術施工后，避免后續倒懸部位大量模板的拆除作業，有效降低施工難度和質量安全風險，且預制模板在后方廠內加工，施工相對靈活，采用流水式批量作業，成型質量好，保證大壩上下游永久外露面體型達標、整體美觀。