模板技術(shù)的發(fā)展及在水利工程施工中的作用研究

張成坤

（東阿縣欣源水利工程有限公司，山東東阿 252200）

0.引言

水利工程中，需在混凝土澆筑前準(zhǔn)備一個(gè)相應(yīng)的模板，模板的制作與安裝就是模板工程的重要組成部分。模板和支撐是模板施工的關(guān)鍵，混凝土需要在模板間直接澆筑，圖紙中的混凝土澆筑體積就是模板體積，支護(hù)模板作為工程的支撐部分，必須在正確的位置安裝模板，以此確保模板能夠承受混凝土的澆筑荷載，發(fā)揮模板在水利工程中的實(shí)際作用。

1.水利工程中模板技術(shù)的發(fā)展

1.1 模板技術(shù)的發(fā)展

水利工程施工中，模板材料的使用大致經(jīng)歷以下階段：（1）木模板的發(fā)展。早期水利水電工程中，相應(yīng)設(shè)備還不夠完善，水利工程施工常會(huì)應(yīng)用木模板散支散拆工藝，混凝土模板厚度在5cm左右，鋼筋混凝土模板的厚度為3cm，對于模板的具體厚度會(huì)根據(jù)混凝土的實(shí)際功效來確定。（2）小鋼模與組合鋼模。這類模板材料開始用于水利工程中，伴隨著我國鋼鐵產(chǎn)量的提升，使小鋼模與組合鋼模逐漸取代傳統(tǒng)的木模板材料。（3）大模板與系列化模板。從性能方面來講，大模板的優(yōu)勢十分明顯，對于要求較高的水利工程項(xiàng)目，目前工程施工逐漸開始應(yīng)用大模板材料與系列化模板，這種模板不容易變形，且施工接縫更少，外觀有著較高的平整度，在水利工程施工中有著更強(qiáng)的實(shí)用性[1]。

1.2 模板的要求與設(shè)計(jì)

水利工程中，混凝土施工環(huán)節(jié)，為保障其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與安全性，應(yīng)合理構(gòu)建混凝土結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)對其結(jié)構(gòu)形狀的控制，再將模板技術(shù)用于水利工程中，能夠最大程度上提高施工安全性。全方位保障模板在使用期間的耐磨程度，使其符合工程標(biāo)準(zhǔn)要求。對于模板的設(shè)計(jì)，需結(jié)合水利工程的實(shí)際情況加以分析，編制更加合理的模板設(shè)計(jì)方案。模板設(shè)計(jì)大致包含“模板配置”“繪制分布圖”“模板安裝與拆除”幾部分，要求相關(guān)人員加強(qiáng)對各環(huán)節(jié)的重視，確保模板的安裝與拆卸更加合理。

2.模板技術(shù)在水利工程施工中的作用分析

水利工程中，模板技術(shù)的應(yīng)用至關(guān)重要，其中包含了模板與支撐等形式，技術(shù)的應(yīng)用可以讓模板與混凝土直接接觸，使二者間的大小與尺寸方位相符合。支撐系統(tǒng)需要在模板上進(jìn)行支撐，確定模板所在位置，盡可能地承受來自模板的荷載力。施工中如果模板間的接縫不夠嚴(yán)密，后續(xù)混凝土施工將有可能遇到漏漿的問題，進(jìn)而引發(fā)模板表面空洞，不利于施工質(zhì)量的提升。模板施工期間，如果支撐力度不足，后續(xù)混凝土澆筑將有可能出現(xiàn)變形與錯(cuò)位的問題，導(dǎo)致模板的位置與尺寸存在偏差。所以，加強(qiáng)對模板技術(shù)的應(yīng)用，這是保障水利工程順利開展的關(guān)鍵[2]。

3.水利工程施工中模板技術(shù)應(yīng)用

3.1 模板工程施工技術(shù)類型

3.1.1 爬升模板

與其他類型的模板相比，爬升模板的應(yīng)用優(yōu)勢十分明顯，不僅質(zhì)量輕，且操作十分便捷，可應(yīng)用電動(dòng)裝置進(jìn)行施工處理，提高施工效率。加強(qiáng)對自升式模板的使用，按照水利工程實(shí)際情況，在模板安裝環(huán)節(jié)應(yīng)用電動(dòng)裝置。利用掛式錨鉤，使模板的移動(dòng)與拆卸都更加連接，將爬升模板依附于豎向結(jié)構(gòu)上，隨著工程施工而逐漸上升，這類模板適合用于狹小的區(qū)域。逐層分塊的安裝模板，便于后續(xù)調(diào)整垂直與平整度，謹(jǐn)防施工誤差，防止墻面拉裂，節(jié)省腳手架的使用量，提高施工效率[3]。

3.1.2 拆移式模板

拆移式模板主要包含大型與小型兩種，需按照水利施工的實(shí)際規(guī)模與技術(shù)要求，再根據(jù)混凝土澆筑塊的大小，科學(xué)選擇模塊尺寸。吊裝施工環(huán)節(jié)，科學(xué)應(yīng)用各類小型設(shè)備。如果混凝土澆筑施工屬于薄層澆筑，需應(yīng)用小型模塊加以處理，這種模塊體型較小，搬運(yùn)起來比較方便，人工即可移動(dòng)模板，從而降低施工成本。

3.1.3 滑動(dòng)式模板

模板工程技術(shù)中，滑動(dòng)式模板主要有牽引滑動(dòng)與液壓滑動(dòng)兩種類型。液壓滑動(dòng)式模板能夠控制滑動(dòng)距離與滑動(dòng)時(shí)間，謹(jǐn)防偏差出現(xiàn)，模板上升時(shí)，速度需保持在25m/h左右，溫度達(dá)到23℃即可。與此同時(shí)，滑動(dòng)式模板的應(yīng)用還需明確以下技術(shù)要點(diǎn)：（1）加強(qiáng)對滑動(dòng)平臺(tái)的管理，提升其整體高度，保持平臺(tái)穩(wěn)定。逐步加強(qiáng)柔性平臺(tái)拉筋直徑，依據(jù)筒倉直徑進(jìn)行控制。（2）進(jìn)一步減小平臺(tái)自重以及施工荷載，提升平臺(tái)剛度，防止自重帶來不良影響，依據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行運(yùn)輸工具的合理配置。（3）做好混凝土澆筑強(qiáng)度與鋼筋綁扎質(zhì)量的控制，模板滑動(dòng)期間，要求加強(qiáng)對鋼筋綁扎速度的有效控制，發(fā)揮模板對混凝土澆筑的作用，做好模板的固定處理，采取分層澆筑措施，每層澆筑厚度保持在70cm左右即可。初次澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)將高度控制在90cm～120cm左右，分三層澆筑，用時(shí)大約4h，隨后模板可以升高大約5cm，查看混凝土強(qiáng)度，檢查模板結(jié)構(gòu)與液壓系統(tǒng)。混凝土出模強(qiáng)度應(yīng)保持在0.14MPa左右。堅(jiān)持隨澆隨升的原則，模板的滑升速度為35cm/h，隨后綁扎鋼筋，澆筑混凝土，使用千斤頂完成模板的提升。

3.2 模板工程施工技術(shù)要點(diǎn)

3.2.1 模板的安裝與拆除

水利工程施工通常要用到大規(guī)模懸臂模板，該模板包含面板、支撐、錨固連接件幾部分構(gòu)成，鋼模板面板包含平面模板、角模、調(diào)節(jié)縫板幾部分，常見的平面模板尺寸為500mm×800mm、300mm×1200mm等；支撐系統(tǒng)以尺寸為100mm×50mm×3.5mm的鋼管為主，長度在2.8m左右。安裝模板之前，需掌握設(shè)計(jì)圖與建筑物結(jié)構(gòu)尺寸，結(jié)合施工條件進(jìn)行立模與支撐程序的優(yōu)化，確保鋼筋綁扎、混凝土澆筑與振搗等工藝之間的有序銜接，提前預(yù)防其中的干擾問題，完成模板放樣、立模、支撐加固、找平等操作。關(guān)于水利工程中模板的安裝技術(shù)要點(diǎn)如下：（1）立模之后校正模板尺寸，調(diào)節(jié)位置，垂直方向上需要用到垂球進(jìn)行校正，水平方向需使用水平尺進(jìn)行校正，測量次數(shù)必須達(dá)到2次以上，以此保證模板尺寸符合設(shè)計(jì)要求，確保模板結(jié)合點(diǎn)和支撐點(diǎn)之間保持牢固。振搗施工時(shí)關(guān)注結(jié)構(gòu)部位，謹(jǐn)防裂縫問題發(fā)生。（2）跨度在4m以上的承重性梁板，受地基沉降的作用影響，后續(xù)模板可能會(huì)遇到支撐結(jié)構(gòu)壓縮變形的問題，所以有必要在跨中位置預(yù)留拱高，使其增高達(dá)到3mm。（3）降低拆模環(huán)節(jié)造成的沖擊，需在安裝時(shí)使用硬木墊塊，將其放置在撐柱的下部位置，支撐安裝在樁基，防止沉陷或變形問題出現(xiàn)。表1為混凝土模板安裝環(huán)節(jié)的允許偏差數(shù)值[4]。

表1 混凝土模板安裝允許偏差

使用模板隔離劑，這是避免模板和混凝土粘結(jié)成塊的有效措施，可為接下來的模板拆除提供便利。在模板的表層涂刷隔離劑，通常會(huì)使用油質(zhì)類型的隔離劑，材料配比與性能情況如表2所示。

表2 模板隔離劑配比與性能要求

模板拆除時(shí)，需確定拆模的期限。非承重性模板，要求混凝土的強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到混凝土結(jié)構(gòu)不會(huì)因?yàn)椴鹉６軗p時(shí)即可，混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度必須達(dá)到2.5MPa以上。承重性模板、梁板和拱跨度達(dá)到2m以上時(shí)，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的百分率不能低于50%；承重性模板、梁板和拱跨度達(dá)到2m～5m時(shí)，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的百分率不能低于70%；梁板與拱跨度超過5m時(shí)，或者懸臂梁板寬度低于2m，混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度百分率必須保證達(dá)到100%。拆模時(shí)需要按照相應(yīng)流程進(jìn)行，去除螺栓、拉條等，木楔插入到模板和混凝土接觸面中，在敲擊木楔的同時(shí)，使模板與混凝土結(jié)構(gòu)件相互分離，拆除拱形模板時(shí)，逐步放松支柱下的木楔，緩慢下放拱架，避免模板忽然下沉，防止所有自重都落于拱架處，從拱跨中心向兩端拆卸模板。拆除后徹底清除模板表面混凝土砂漿，修復(fù)發(fā)生損壞的部位，將圓釘拆除，方便后續(xù)構(gòu)件回收再利用。

3.2.2 鋼筋的選擇與模板連接

鋼筋材料在水利施工質(zhì)量方面有著重要作用，需加強(qiáng)對鋼筋的全面檢驗(yàn)，提取檢驗(yàn)的樣品，確保其與施工標(biāo)準(zhǔn)相對應(yīng)，防止有任何質(zhì)量不過關(guān)的鋼筋材料進(jìn)入施工現(xiàn)場。關(guān)于鋼筋材料的試驗(yàn)檢測，其要點(diǎn)包含如下：（1）加強(qiáng)對材料出廠檢測報(bào)告的檢查，要求所有鋼筋必須有合格證，施工前還需對鋼筋再一次復(fù)核，檢驗(yàn)材料重量，從鋼筋內(nèi)截取一段，長度在500mm以上，對5根以上的鋼筋樣品檢測分析。（2）對鋼筋進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)，隨機(jī)抽取2根進(jìn)行拉伸與彎曲檢測，按批次進(jìn)行檢查，要求每批次鋼筋重量必須在60t以內(nèi)。對鋼筋表面質(zhì)量、尺寸、重量偏差進(jìn)行檢驗(yàn)，合格后選取其中的2捆，從中挑選1根進(jìn)行拉伸與彎曲試驗(yàn)。標(biāo)距儀進(jìn)行標(biāo)記，標(biāo)點(diǎn)之間保持5mm的間隔距離，鋼尺測量誤差，誤差范圍不能超過1%。

關(guān)于模板的連接，必須采用正確的連接方式。如果水利工程施工應(yīng)用了鋼模板，可選擇的連接方式有人工綁扎、機(jī)器器具與直接焊接幾種模式，鋼模板材料包含鋼板、支撐件以及連接件幾部分，常用的連接件有U形卡、螺母和鉤頭螺栓等；支撐件有鋼管、內(nèi)卷邊槽鋼等。依據(jù)設(shè)計(jì)要求連接模板，保障接頭質(zhì)量，要求施工人員根據(jù)技術(shù)規(guī)范檢查所有細(xì)節(jié)，在每根鋼筋上設(shè)置接頭，控制接頭數(shù)量，為后續(xù)作業(yè)奠定基礎(chǔ)。做好鋼板補(bǔ)強(qiáng)加固，將干鋼板黏貼在混凝土結(jié)構(gòu)的外表面處，發(fā)揮鋼板的補(bǔ)強(qiáng)加固作用，采用黏結(jié)劑實(shí)現(xiàn)鋼板和混凝土結(jié)構(gòu)的有效黏結(jié)，二者一同擔(dān)負(fù)荷載，提高工程結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

3.2.3 混凝土施工技術(shù)

模板工程混凝土澆筑環(huán)節(jié)，要求確保鋼筋連接到位，兼顧澆筑技術(shù)，最大程度上發(fā)揮支撐部位的支護(hù)作用。查看模板安裝位置是否準(zhǔn)確，盡可能地提高模板可承受的荷載，保障模板安裝效果，避免混凝土澆筑出現(xiàn)任何失誤。通常施工現(xiàn)場會(huì)采取泵送的澆筑方式，提高材料運(yùn)輸能力與施工效率，實(shí)現(xiàn)混凝土澆筑作業(yè)的連續(xù)施工，對于粗骨料最大粒徑不超過25mm的情況，可選用125mm的泵管，40mm以上粒徑的粗骨料需應(yīng)用150mm的泵管，防止泵管堵塞，保持泵管和主體結(jié)構(gòu)之間的牢固連接。澆筑時(shí)，如果豎向構(gòu)件比較高，混凝土下落時(shí)水泥漿將有可能附著于鋼筋和模板上，所以施工人員需掌握混凝土的自由傾落度，必要時(shí)可增加溜管或者溜槽等裝置。當(dāng)粗骨料的粒徑超過25mm時(shí)，混凝土的自由傾落度≤3m；相反，自由傾落度≤5m。

為防止混凝土振搗與澆筑期間出現(xiàn)鋼筋下陷的問題，要求在雙層鋼筋網(wǎng)間設(shè)置支撐馬凳筋，材料規(guī)格＜φ12時(shí)，間距應(yīng)控制在600mm×600mm以內(nèi)。鋼筋之間綁扎牢固，避免混凝土澆筑與振搗時(shí)出現(xiàn)露筋問題。澆筑混凝土?xí)r在模板面臨時(shí)設(shè)置高度為50cm左右的擋板，避免混凝土澆筑造成骨料滑落，如果鋼筋排列比較密，可應(yīng)用小型振搗棒完成混凝土振搗施工。混凝土裂縫注漿，即采用環(huán)氧樹脂高分子材料，憑借材料優(yōu)良性能，將樹脂材料灌入裂縫中，由于環(huán)氧漿液的黏度很大，裂縫寬度較小，可按照橡膠管的彈性收縮壓力進(jìn)行注漿，控制注漿壓力，使其保持在0.3MPa左右，使?jié){液成功被灌注在裂縫中。

3.2.4 施工質(zhì)量控制

水利工程的施工質(zhì)量控制需要多角度分析，施工前，模板施工人員需做好技術(shù)交底，加強(qiáng)對材料的控制，做好混凝土材料的檢驗(yàn)與測試，杜絕任何質(zhì)量不合格的材料入場。以施工材料為例，加強(qiáng)對材料的質(zhì)量控制，比如水泥材料容易受到水熱化作用的影響，導(dǎo)致水泥內(nèi)產(chǎn)生大量熱度，以此達(dá)到固結(jié)與膠結(jié)的作用，需根據(jù)水利工程類型與施工現(xiàn)場的實(shí)際情況選擇水泥材料類型，通過對水泥材料的型號(hào)與合格證進(jìn)行檢查，加強(qiáng)對混凝土質(zhì)量的控制，以保障水利工程的安全性，可在施工期間添入一定的結(jié)晶防水材料或聚合物砂漿材料，做好材料質(zhì)量的嚴(yán)格控制。

如果選用木質(zhì)模板，首先要確定放線方式，保證梁架和立桿間間距達(dá)到要求，橫縱向立桿設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，保證拉桿結(jié)的穩(wěn)定性。對于側(cè)面模板的安裝，需使用高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行固定，在支設(shè)梁模板的時(shí)候，需對主梁鋼筋加以捆綁，隨后安裝主側(cè)梁的模板，如果模板的梁高與施工規(guī)范不相符，需及時(shí)做好拉結(jié)處理。采用監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行模板安裝期間的變形信息觀測分析，從下游到上游位置，選取2.9km/2.8km/2.5km為高程點(diǎn)確保邊坡變形在原水位情況下穩(wěn)定，重視水系數(shù)給工程帶來的影響，模板安裝時(shí)對水系數(shù)加以計(jì)算分析，確保模板應(yīng)用的合理性。

4.結(jié)語

總而言之，水利工程作為民生建設(shè)的重要內(nèi)容，以往的混凝土模板施工已無法滿足現(xiàn)代化水利施工要求。有必要根據(jù)工程的實(shí)際情況，對模板進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用現(xiàn)代化技術(shù)做好爬升模板、拆移式模板、滑動(dòng)式模板的選擇，明確模板的安裝與拆除技術(shù)要點(diǎn)，做好鋼筋材料的質(zhì)量檢驗(yàn)，確保模板的有效連接，為后續(xù)混凝土澆筑施工與養(yǎng)護(hù)、施工質(zhì)量控制奠定基礎(chǔ)。