試析翻轉模板施工技術在下滸山水庫工程中的應用

王 玲

（中國水電建設集團十五工程局有限公司,陜西 西安 710068）

0 引言

翻轉模板施工技術是一種專用于大型工程項目施工建設中的模板施工技術,相比于傳統的模板施工技術,翻轉模板具有機械化水平高的特點,能大幅度提升模板的利用率,降低模板施工成本。但由于翻轉模板的規格尺寸比較大,安裝難度也比較大,需要結合工程特點,嚴格把控好每個施工細節,并加強質量和安全的控制,才能發揮出翻轉模板施工技術的優勢和作用。在下滸山水庫工程施工中,采用先進的翻轉模板施工技術,取得了良好效果。

1 工程概述

下滸山水庫是大沙河干流上的骨干控制性工程由攔河壩、泄洪建筑物、水電站、灌溉及供水渠首等組成。攔河壩采用混凝土澆筑而成,高程為119 m,全長為295.5 m,為方便施工,將壩體分為17個壩段進行施工。從左到右依次為：左非1＃～左非7＃為左岸非溢流壩段,軸線長125 m；泄1＃～泄4＃為溢流壩段,軸線長66 m；右非6＃～右非1＃為右岸非溢流壩段,軸線長104.5 m。根據本工程現場布置情況和設計要求,閘墩、壩體上下游面等位置,采用翻轉模板施工,其中閘墩模板的規格為邊長為3 m的正方形模板,上下游面,規格為3 m×1.5 m的鋼制模板。在一些特殊位置,無法安裝翻轉模板的位置,采用了木質模板。

2 重難點分析

翻轉模板在下滸山水庫中應用時存在的重難點主要體現在以下幾個方面：

第一，本工程翻轉模板采用鋼制模板,高度和寬度都達到3 m,屬于大規模模板,如何保證模板拼裝的質量以及模板拼裝時的橫向變形控制是本工程翻轉模板施工的重難點之一。

第二，本工程規模比較大,現場條件復雜,影響翻轉模板安裝施工質量的因素比較多,如何有效控制翻轉模板接縫施工質量,以及安裝后的桁架是否穩定,對翻轉模板施工應用效果會造成很大影響,也是本工程施工的難點之一[1]。

第三，由于翻轉模板安裝質量要求比常規模板更高,模板安裝完成后,需要對模板的拱度、位置、標高等進行調整,受到現場施工條件的影響,如何選擇有效的校正加固方法,對水庫工程項目造成的影響也比較大,這也是本工程施工中存在的主要問題。

3 翻轉模板施工技術的應用過程

3.1 針對翻轉模板拼裝難度大的解決措施

本工程閘墩模板的規格為邊長為3 m的正方形模板,上下游面,規格為3 m×1.5 m的鋼制模板。在一些特殊位置,無法安裝翻轉模板的位置,采用了木質模板。為保證模板拼裝的質量和精度,要選擇合適的裝配場地,場地需進行硬化和平整處理,以保證翻轉模板拼裝的精度。在場地上按照設計圖紙的要求,搭建組裝平臺,為方便模板組拼,要保證模板拼裝平臺的面積不小于3.5 m×2.5 m。翻轉模板拼裝順序見圖1。

圖1 翻轉模板拼裝順序

先將鋼面板背朝上放置在拼裝好的拼裝平臺上（有預埋孔的面朝上,鋼肋朝下）。再按照設計圖紙上的定位尺寸,將桁架放置在面板背面,將12 mm的鋼筋短鉤與面板相連,并用腳手架鋼管加強桁架兩端的規范,并擰緊面板與桁架之間的短鉤子。為了便于工人的正常上下車,在工作平臺上必須設置一個運輸通道,并且在裝配過程中,要把開口的一端放在左邊。尤其是在錨筋梁裝配操作中,為保證錨筋梁安裝位置的精度,需提前將預埋螺栓、錨筋梁、面板連接到一起后,再擰緊M12螺栓[2]。若調節桿在直面、斜面和變坡位置的裝配孔存在位置上的差異,此時需要結合工程項目的特點,采用專用的調節桿進行連接。翻轉模板拼裝完成后,需及時開展質量檢查,達標后進行編號,標記清楚混凝土澆筑倉位和裝置號,再運輸到混凝土澆筑倉位進行吊裝。

3.2 針對翻轉模板安裝質量要求的解決措施

在翻轉模板安裝施工中遇到的主要問題是如何保證首次模板翻轉的水平度和垂直度。針對這一問題,本工程在模板安裝施工中,采用了如下解決措施：

1）拼裝好的翻轉模板運輸到安裝位置后,堆放在施工現場,但要保證翻轉模板的板面向下擺放,底部用方木墊平,最多只能疊放一塊翻轉模板,最好的辦法是邊運邊裝。

2）在正式安裝時,先從料位的一端,或從料位的拐角處開始,根據模板的圖紙,將裝配好的模板按順序放置在混凝土澆注料位上。在進行首次翻轉式模板的安裝時,需用水平儀聯合鉛垂儀的方法進行定位校正,以保證翻轉模板安裝的水平度、垂直度都能符合要求。

3）由于本工程所用的翻轉模板規格尺寸比較大,僅憑人力無法安裝到位,需要借助門塔機或者吊車來輔助安裝[3]。在翻轉模板吊裝時,鋼絲繩索只能綁在桁架的兩邊吊耳上,在翻轉模板吊裝后,在同一指令下,將其豎立在起重倉的上邊,在桁架與桁架對接就位后,將聯桿固定,調整螺栓固定,然后松開吊鉤。在開始澆筑的時候,僅在下部模板的預制構件上設置,然后在澆筑混凝土時將中間層和最上面的模板進行安裝。才能進行安裝,安裝方法和下層模板相同。

就案例工程而言,翻轉模板的厚度為5 mm,橫肋采用了規格為60 mm×40 mm×3 mm的方管,間距開展在0.4 m左右,邊肋為120 mm×10 mm的扁鋼,支點間距為1.0 m,翻轉模板橫向變形可按照簡支梁的方法進行計算。

計算寬度b=0.4 m,支點間距 l=1 m,距中性軸最大距離 y=5.5 cm,總慣性矩I=88.3 cm4,沿縱向的線性載荷q=Fb=16.7×0.4=6.68 kN/m,彈性模量E=206 GPa,最大撓度f =,最大彎矩M=835 N·m,則有：

σ=My/I=835×5.5/88.3=52.2 MPa＜［σ］= 215 MPa

因此,翻轉模板橫向受力滿足要求。

面板厚度 5 mm,豎肋為雙 [10 的槽鋼,間距 1.8 m,支點間距1.8 m,模板橫向變形按簡支梁進行計算,斷面參數為：計算寬度 b=1.8 m,支點間l=1.8 m,距中性軸最大距離 y=10.5 cm,總慣性矩I=802.9 cm4,沿縱向的線性載荷q=Fb=16.7×1.8=30.06 kN/m,彈性模量 E=206 GPa, 最大撓度：最大彎矩M=8350 N·m。則有：

σ=My/I=8350×10.5/802.9=109.2 MPa＜［σ］= 215 MPa

因此,翻轉模板豎向受力滿足要求。

3.3 針對翻轉模板的校正加固難點的措施

針對本工程應用翻轉模板技術時存在的校正加固難點,需要在在翻轉模板定位完畢后,應嚴格按測量放線點進行橫切面的檢驗,采用吊錘球法進行垂直平整,調整杠桿,調整模板的傾角,然后用 U型卡把兩個平板拼接在一起。可在面板間隙間插入一塊補板,并用高強度螺栓將其緊固。特別是在首次翻轉模板的時候,面板要稍微向前傾斜10 mm,然后在安裝翻轉模板時,把面板向前傾斜6 mm[4]。混凝土澆筑倉位面板需經質量驗收合格后,再進行混凝土澆筑。當混凝土澆筑到預埋螺栓孔附近時,即使安裝上預埋好的螺栓和D20 錨筋。在翻轉模板安裝中,模板每翻高一層,就需要進行一次測量放線,嚴格按照放樣點來檢查模板的變形情況,若變形超標,要按照放樣點拉線的方法,通過調節螺桿來校正和加固翻轉模板。

3.4 翻轉模板拆除

當混凝土澆筑到距離上層模板上邊線600 mm時,或者當最低層混凝土的強度超過2.5 MPa,可進行翻轉模板拆除操作,將第一層模板提升后,安裝到第三層翻轉模板上,模板拆除應由塔機或者吊車來輔助完成,從一側向另一側逐塊拆除。本工程在翻轉模板拆除時,借助18 t吊車來完成拆除[5]。整個翻轉模板拆除,中間模板需要用特殊的工具擰緊,下一層要拆卸的模板間的垂直 U形卡,取出兩塊板間的聯接銷,然后將預先埋入的M30厚螺帽解開,然后用特殊的扳手將預先埋好的螺釘卸下來,擰緊調整螺釘,將翻蓋模板從水泥表面剝離,施工人員撤離到安全區域。專人指揮吊車將翻轉模板提升到需要安裝的高度,清除模板上殘留的灰漿后,安裝到上層翻轉模板上,各部位的翻轉模板,都安裝上述步驟進行拆除和安裝,依次交替上升。

4 翻轉模板施工中的存在的問題和質量措施

本工程本工程閘墩模板的規格為邊長為3 m的正方形模板,上下游面,規格為3 m×1.5 m的鋼制模板。在一些特殊位置,無法安裝翻轉模板的位置,采用了木質模板。其中在大壩上下游面和閘墩施工中遇到的主要問題是質量問題,上游立面、閘墩、下游斜坡面遇到的主要問題的安全問題。

針對質量問題的解決措施：

1）在進行翻轉模板安裝中,必須嚴格按照設計圖紙進行和測量放線的點位進行安裝控制,模板安裝完成后,表面應平整、光潔,保證翻轉模板整體結構具有良好的強度、剛度、穩定性,相鄰模板之間的接縫要緊密,以免發生漿液滲漏問題。

2）在應用翻轉模板施工技術時,需要適當控制好碾壓混凝土上升的速度,保證最大是上升速度不超過1.2 m/d。

3）在施工中,要經常檢查和調整翻轉模板的形狀、位置,一旦發現翻轉模板變形量過大,需要立即停止混凝土澆筑,緊固調節螺栓,上緊“U”型卡。

4）在翻轉模板立模操作時,需要清除翻轉模板表面的和側面的灰漿,模板頻繁要嚴密。面板之間的垂直縫可用U型卡連接,U型卡不能少于4個,水平方用連接銷連接,不能少于3個。

由于翻轉模板高度大,容易受到風力、外力碰撞等發生破壞,在模板支設、拆卸、堆放時,需要注意翻轉模板的穩定性。比如：針對翻轉模板的施工特點,在進行翻轉模板安裝、拆卸等操作前,需要進行有效技術交底,并定期進行質量檢查,加強安全施工的宣傳和教育。用于堆放翻轉模板的場地,必須堅實平整,墻體模板落地或者是周轉到另一個工作面時,必須安放穩定,傾斜度要控制在75°～80°之間,以免發生傾覆[6]。在進行翻轉模板吊裝操作時,需要采用自鎖卡環,以免發生脫鉤問題,同時要經常檢查模板上吊環焊縫、連接螺栓等是否可靠,若存在安全隱患要及時處理,

5 結語

綜上所述,結合實際案例,分析了翻轉模板施工技術在下滸山水庫工程中的應用,分析表明,下滸山水庫工程規模大,混凝土施工工程量大。采用翻轉模板施工技術,有效保證了下滸山水庫工程順利完成,翻轉模板是一種比較先進的模板施工技術,在大規模工程項目施工中應用翻轉模板,其優勢更加顯著,可大幅度提升工程項目施工速度、質量,提升模板使用的周轉率,降低施工成本,值得在類似工程中大力推廣和應用。