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移動式龍門模架工藝特別適用于橫斷面型式變化不大、混凝土澆筑里程較長、澆筑量較大的構筑物的施工;相較于傳統常規組合式模板工藝,具有施工功效高、成本低等諸多優點。在投標階段如能充分考慮該工藝的應用,將對投標價、工期能產生一定的正面影響,提高投標項目中標率。
引江濟淮工程(安徽段)江淮溝通段施工J005-1標蜀山泵站樞紐工程主要包括泵站土建工程、各類安裝工程(金屬結構、水力機械、電氣設備)、及蜀山船閘工程等。船閘閘位布置在泵站南側,船閘軸線與泵站軸線平行布置。雙線船閘分期建成,近期建設一線船閘,一線船閘中心距泵站中心261.1m,船閘上閘首擋水前沿與泵站機組軸線平齊,船閘上閘首、閘室及下閘首順水流向長度分別為34m、280m及35.6m。
船閘閘室結構為整體式鋼筋砼塢式結構,順水流向長度為280m,閘墻高27.7m。
閘室施工模板傳統上通常選擇組合式鋼模板,施工時通過拉桿對拉工藝固定;模板安拆需塔吊或吊車配合人工進行,模板安拆耗時長,資源投入較大。為提高項目中標率,亟需采用一種更加先進的閘室模板系統。
2.1.1 移動式龍門模架
移動式龍門模架是一種利用桁架結構組成門架,在門架上附設模板系統的結構。門架及附設其上的模板移動時,一般通過電動卷揚機提供動力。門架每移動一次,可帶動附著在其上的兩側閘室模板移位,完成模板的架立或拆除,實現了快速支模、拆模的目的;具有施工功效高、成本低等諸多優點。
2.1.2 施工技術要點
(1)施工準備。澆筑完成底板混凝土后,由測量人員根據閘室墻位置放點彈線確定移動式龍門模架位置及模架軌道位置;現場做好通水、通電;安排人員進場并做好技術交底工作。

圖1 船閘閘室墻移動龍門及整體大鋼模斷面示意圖
(2)移動模架組裝。主要包括軌道鋪設、桁架及門架系統的拼裝等。軌道鋪設是將鐵路鋼軌鋪設到底板上,軌道兩側事先在底板上預埋鋼軌固定專用螺栓,軌道通過壓條和專用螺栓進行固定;門式桁架一般在專業廠家工廠內拼好后,再運至現場,現場主要對桁架尺寸進行校核,并進一步將桁架和鋼管拼裝成門架的形式(門架主要用來提高勞動生產率和改善勞動條件,并被廣泛應用于工業生產)。鋼管與門架間再安裝若干支撐桿,確保門架的穩定性。鋼管下方焊接有安裝有輪對、輪箱等附屬構件;
(3)大模板拼裝。大模板拼裝一般通過吊車配合人工安裝到門架上,大模板拼裝好后,要仔細校對模板的安裝尺寸,確保其與閘室墻各部位尺寸吻合。
(4)大模板定位安裝。大模板拼裝到門架上后,可通過手拉葫蘆將其調整到閘室墻的位置。首先對模板位置進行粗調,待其接近閘室墻內外面位置線后,再通過手拉葫蘆對其進行精調;大模板調整到位后,可在閘室底板上搭設定位鋼筋輔助固定大模板,確保閘室墻混凝土澆筑時大模板更加穩定可靠。
(5)澆筑閘室墻混凝土。閘室墻混凝土澆筑前,需進一步校核大模板位置和尺寸,位置和尺寸確認無誤后,方可澆筑混凝土;混凝土澆筑分層厚度一般為25cm-35cm。兩側閘室墻混凝土應對稱澆筑、大體上能均勻上升,確保整套模架體系受力均衡,防止發生安全事故。一般兩側閘室墻混凝土澆筑層差控制在3層以內;混凝土澆筑完成后,應至少帶模養護3天。
(6)移動模架行走。上一節段閘室墻施工完成后,將模板與閘室墻分離5-10cm(通過手拉葫蘆),并通過卷揚機將整個模架牽引至下一節段,重復步驟④~⑥,直至閘室墻全部澆筑完成;
(7)大模板拆解:閘室墻全部施工完畢后,通過吊車配合人工將大模板拆除吊放至地面。
(8)移動模架拆解:大模板拆解完后,通過吊車配合人工將門架系統拆除;一般先拆除頂部桁架,再依次拆除鋼管支腿、輪對、軌道;并將底板恢復至設計要求的狀態。
傳統組合式鋼模板體系分成兩大部分,分別為外側大塊桁架式鋼模板和行人掛架(作為施工人員拆裝模板的操作平臺);外側大塊桁架式鋼模板和行人掛架一般分開設計制作,以便于施工。
傳統組合式鋼模板一般先安裝行人架(工作平臺),再安裝大塊桁架式鋼模板(大塊桁架式鋼模板采用逐層立模工藝施工)。相鄰的模板用螺栓連接,內外側模板采用對拉桿或埋設于混凝土內的拉桿固定。模板安拆一般從倉位的一側往另一側安裝,形成流水施工。澆筑砼完成后且達到拆模條件時,按“先支后拆,后支先拆”的原則拆除模板和工作平臺。傳統組合式鋼模板安拆一般采用塔吊或吊車等設備配合人工進行吊裝拆除。

表1 移動式龍門模架法與傳統組合式鋼模板法成本對照表
移動式龍門模架施工方法一般采用整塊大綱模板,傳統組合式鋼模板拼縫多,澆筑過程中易產生錯臺。由于采用采用整塊大綱模板,移動式龍門模架法澆筑出的混凝土外觀平整光滑,不存在錯臺、麻面等現象,明顯優于組合式鋼模板。
本投標項目閘室順水流向長度為280m,閘墻高27.7m。移動式龍門模架法與傳統組合式鋼模板法成本分析如表1所示。
投標的目的是為了中標,同時投標報價應能符合公司利潤要求,盡可能做到利潤最大化,因此投標報價的確定,是整改投標過程的關鍵之一。而投標價除與原材料、管理等費用有關外,還與采用的施工工藝有極大關系。施工工藝的選取不但影響設備和人力資源的投入,還影響施工工期,因此投標人提出的報價,應當是在充分考慮工藝的選擇對成本、工期的影響的基礎上編制出來的。
本項目閘室施工通過引進移動式龍門模架工藝,工程成本直接縮減了379萬,工期節約了150天(如表1),對工程造價、工期產生了較大的正面作用。
本項目在報價方案中,充分考慮了移動式龍門模架工藝對項目施工工期和成本的影響,相對傳統工藝,調低了工程報價,并縮短了施工工期,項目最終以技術標、商務標綜合第一名的成績中標。
在船閘閘室墻施工中,對于重力式混凝土閘室墻澆筑,采用移動式龍門模架工藝與采用傳統組合式模板工藝等傳統施工工藝相比,避免了模板的重復搭設,模板的一次性拼裝,為降本增效奠定了堅實的基礎,創造了良好的經濟效益。移動式龍門模架施工操作簡便易學,操作人員稍作培訓即可上崗,且安全系數高,基本不會發生安全事故。通過整體大模板的使用,船閘閘室線形順暢,平整度高,外觀質量大幅提升。移動式龍門模架工藝的諸多優良性能,保證了工程能按照節點工期保質保量完工。
本投標項目由于船閘施工采用了移動式龍門模架工藝,較其它單位采用的傳統工藝在工藝先進性、經濟性等方面均具有較大優勢;為項目順利中標奠定了基礎。因此,條件許可時,在船閘閘室墻施工中使用移動式龍門模架施工方法,是大勢所趨。