台儿庄泵站进出水流道模板设计与制造

□吴仕奇 □杨和明 □吴焕伟（中国水利水电第十一工程局有限公司）

1.概述

台儿庄泵站工程是南水北调东线工程的第七级泵站,位于山东省枣庄市台儿庄区境内。第一期工程新建台儿庄一站，设计调水流量125 m3/s，设计水位站上EL25.09 m，站下EL20.56 m，设计扬程4.53 m，平均扬程3.73 m，主泵房内安装3000ZLQ 32-52型立式轴流泵5台，叶轮直径3000 mm，配额定功率为2400 kW的同步电机5台，总装机12000 kW。

台儿庄泵站进、出水流道设计为钢筋混凝土结构，进水流道为肘形，出水流道为驼峰渐变型，均需要在施工现场设计制作异型模板。

2.设计与制作方法

由于模板尺寸大，体型复杂，采用传统订制钢模板成本高，制作工期长，难以满足工程施工需要。进水流道肘形段设计高4.29 m，长4.4 m，宽6.19 m，为典型的空间曲面结构。本文主要以进水流道模板设计制作为例，对复杂模板的设计制作予以说明。

2.1 模板设计

进水流道肘形段与传统水电站尾水肘管形状相似。为了确保流道模板曲线成型，采用正交流道中轴线切断面的方法制作排架。一般来说在较高的混凝土仓号的模板排架间距≤30 cm，否则容易产生模板自身变形，影响混凝土质量（模板自身变形产生的原因很多，与排架间距，面板厚度等均有关）。由于进水流道混凝土浇筑高度>5 m，根据以上原则模板共设计28榀排架。排架上部间距9.8 cm，下部间距28.5 cm。

采用5 cm厚木板制作圆弧带，5 cm×10 cm方木作内支撑，在进水侧部分排架的下部预留进人孔，方便拼装时排架之间的连接，见图1。

图1 模板排架结构示意图

由于每个排架的直线段及转角圆弧半径均不相同，故每个排架根据形状及受力情况均需要单独设计结构。

所有排架制作完成后再进行整体拼装。

制作拼装样板控制模板型体。拼装样板根据流道的上、下中线，按设计用5 cm厚木板制作见图2。

图2 拼装样板结构图

在施工采用脚手架搭设拼装支架，把拼装样板固定在相应位置，沿流道的中线上、下曲面各安装一道,见图3。

图3 拼装样板位置图

在拼装样板上预先画好每榀排架的位置。安装排架时，从进水侧的排架开始，根据拼装样板上每榀排架的位置逐榀安装。在上、下拼装样板上进行排架的间距控制，调整好位置后，与前一榀排架之间用方木连系固定。

由于模板自重和体积较大，为保证拼装排架的稳定，在模板底部增设拼装样板2道，并固定牢固。

模板表面曲线弧度较大，表面面板采用普通木条无法弯曲成型，难以满足要求，采用2层1 cm厚木板条作为面板，分层钉在排架上。根据检测结果，该方法完全满足设计型体要求。

为确保混凝土浇筑表面光滑，在入仓吊装前面板外部贴一层3 mm厚宝丽板。

2.2 模板制作拼装

模板制作过程是整体质量控制关键环节，对模板外观及结构均产生直接影响。主要注意事项有如下几点：

一是排架制作过程中严格按照图纸尺寸施工能够有效减少制作误差。二是排架制作过程中方木的接缝应尽可能减少，接缝宽度应尽可能减小，这样可以有效减小混凝土浇筑时产生模板自身变形。三是避免最大受力方向上排架方木接缝，如果无法避免应该进行错缝处理。四是装订面板同样需要避免通缝，防止产生薄弱部位。五是宝丽板安装是为了保证模板表面光滑，必须仔细施工，避免产生贴合不紧密产生空腔。六是注意防雨，雨水会使模板弯曲变形。

模板制作完成后应通过测量校验，对不符合要求的部位可以对面板进行拆除后对排架进行局部修整，重新装订面板，使其外形符合设计要求。

由于进水流道模板整体重量大，整体吊装起重设备能力不足，所以在模板中部的位置将模板分成两段，分段吊装入仓后再进行接缝处理。

3.混凝土仓号内模板固定

用4 cm×4 cm角钢根据流道的尺寸制作支架，每个流道共制作4个，根据测量放线的位置准确预埋在下部混凝土中，也可以在下部混凝土中预埋Ф25 mm插筋，把支架焊接在插筋上。模板吊装时直接将模板安放在支架上。

在模板两侧设置3道拉筋，采用花篮螺栓紧固在下层混凝土预埋锚筋上，以防止模板偏移及上浮。

4.混凝土浇筑

为了避免混凝土浇筑时对制作安装好的模板产生不利影响应该注意如下几点：一是避免冲洗仓号时将水溅到模板上使模板变形，表面宝丽板容易产生脱落；二是混凝土浇筑时上升速度尽可能慢，避免产生大的浮力；三是混凝土浇筑时两侧上升速度应保持一致。

5.结语

该模板设计与制作方法解决了台儿庄泵站复杂模板制作的难题，加快了施工进度，取得了较好的经济效果，总体来说是成功的。可以对今后施工过程中出现类似问题提供一些借鉴和指导，同时也存在一些不足之处。比如表面宝丽板在遇水的情况下容易变形脱落，木制结构在混凝土浇筑时受压容易产生轻微变形等，尚待更多工程实际经验加以改进。