异体弧形钢模板在丰满大坝进水口混凝土施工中的应用

景旭

（中国水利水电第一工程局有限公司，吉林长春130062）

异体弧形钢模板在丰满大坝进水口混凝土施工中的应用

景旭

（中国水利水电第一工程局有限公司，吉林长春130062）

在丰满电站重建工程引水坝段施工过程中，针对进水口结构特点，我单位设计了一体式弧形钢模板，并配合与模板结合的工作平台进行施工，加快了该部位混凝土的施工速度。此外，迎水面坝体钢模板采用翻升方式施工，有效地保证了混凝土的外观质量。本文从异体弧形钢模板的设计、制作、安装等方面详细阐述其在进水口混凝土施工中的应用，并对其主要优势进行了论述。

异体弧形钢模板；进水口；混凝土施工；丰满大坝重建工程

1 工程概况

吉林丰满大坝重建工程位于第二松花江干流上的丰满峡谷口，上游已建成有白山水电站、红石水电站等，下游距丰满约10 km建有永庆反调节水库。丰满大坝重建工程是为彻底消除原坝隐患，恢复电站原任务和功能，在原丰满大坝下游120 m处重建一座大坝，并继续使用原丰满三期工程。该工程以发电为主，同时兼有防洪、灌溉、城市及工业供水、养殖和旅游等综合功能。

大坝建筑物主要由左、右岸碾压混凝土挡水坝段、溢流坝段、引水坝段、坝后式发电厂房等组成。引水坝段共分6个坝段，总长168 m，建基面高程169.50 m，坝顶高程269.50 m，坝体由下部碾压混凝土与上部常态混凝土构成，分界高程为218.00 m。坝体分界处布置6个进水口，进水口为喇叭口型，断面为矩形，净宽8 m、高13 m，其中底坎弧面R=1 m，两侧墩弧面R=2 m，顶弧R=4 m，弧面立体相交，根据弧面相交特性综合考虑，该部位全部采用一体式弧形钢模板进行施工。

2 模板设计与制作

异体弧形钢模板的设计需根据相应工程参数进行设计，其主要结构由不同半径弧形钢模板、支撑结构架、纵横加劲肋、连接高强螺栓以及其他辅助配件等组成。根据工程参数，将选做钢模板的面板按照设计弧面不同半径进行卷板（弧面平顺、光滑），进行拼接、对焊，与支撑结构架进行焊接固定，对面板拼接焊缝进行打磨、抛光等工序，形成异体弧形钢模板。

2.1 面板制作

钢模板面板是最重要的部分之一，其直接与混凝土接触，面板的平整度、刚度直接影响到浇筑混凝土的体型与外观质量。为保证混凝土外观质量达标，确定该部位钢模板面板采用高质量冷轧钢板，厚度不小于6 mm，要求表面平整光洁，拼接严丝合缝。弧面形成由制作好的不同半径的卷板胎体进行弧面曲率控制，完成弧面定型后，进行裁剪下料，拼接对焊完成异型弧模的面板制作。

2.2 加劲肋

加劲肋是面板的支撑系统，分为纵向与横向两种，加劲肋布置在面板拼接完成后在异型相交曲面后统一设计。加劲肋在与面板焊接过程需要按程序操作，避免造成局部高温，引起面板变形。第一步进行点焊定位，全部点焊完成后，进行满缝焊接，保证弧形面板曲率保持设计数值。

2.3 支撑结构架

异体弧形钢模板依据进水口尺寸而定，丰满大坝重建工程进水口顶弧高4 m，宽12 m（含两侧边墩弧面），顺水流方向长4.5 m，模板设计完成后尺寸与混凝土体形吻合，边墩弧形曲面与顶弧曲面立体相交，该部分异形结构利用本异体弧形钢模板短时一次完成支模工作。

由于模板高4 m，该部位在浇筑过程中将承受混凝土的侧向压力，设计浇筑层高为3 m一循环，按混凝土产生的最大侧压力进行校核，模板背部设计有槽钢与角钢结合构成的小型桁架结构，抵抗浇筑过程产生的侧压力，模板要有足够的刚度以保证在混凝土浇筑过程不发生变形，混凝土成型符合标准。

2.4 模板组装

模板面板与加劲肋及与支撑结构架之间均采用焊接方式，连接牢固、整体性强，模板边缘采用铣边工艺，保证边缘光滑、平整，与相邻模板间拼接严密，浇筑过程不发生漏浆现象

3 模板施工方法

3.1 安装工序

异体弧形钢模板的安装程序：仓面准备→承重碗扣式脚手架安装验收完成→门机吊装异体弧形钢模板就位→异体弧形钢模板与底部、侧边平面钢模板螺栓连接→内侧拉筋焊接→测量精确校核模板→紧固所有连接螺栓→安装完成待混凝土浇筑。

3.2 主要工序施工方法

3.2.1 安装

异体弧形钢模板在进行吊装模板前，设立安全工作区，吊装设备采用门机完成，安全工作区内非工作人员不得入内。起吊前，检查吊钩、索具、吊点的情况，符合相关安全规范后方可进行吊装操作。共选取4个吊点，其中同侧两个吊点的吊绳采用吨位合适的导链进行起吊，其目的是可以对起吊后的模体进行微调，保证模板四角水平，就位时，基本同时落下，避免对下部钢模板与碗口式脚手架体造成局部受压变形破坏。

吊装作业专人指挥，起吊、回转下落、微调平衡、就位等过程必须控制速度、平顺完成，避免出现动作过快致使模板发生晃动，对附近物体造成碰撞破坏。

模板就位后将模体与下部、侧边钢模板进行螺栓连接，制作过程中设计预留螺栓孔。此时螺栓不易拧紧，为测量校模留有余地，仅使异体弧形钢模板稳定。下一步进行拉筋焊接，测量进行精确校模，微调模板后紧固所有螺栓，使模体完全固定，并再次调紧拉筋，模板内侧均匀涂刷模板漆，具备混凝土浇筑条件。

3.2.2 浇筑过程控制

异体弧形钢模板整体性好，模体内部面板所有拼接缝均采用焊接、打磨处理，无漏浆、错台隐患，浇筑过程专人进行模板看护，重点为：监测模体是否出现变形；底部承重碗扣式脚手架是否出现异常，如杆件出现弯曲，碗扣松散、脱落，架体出现倾斜等；异体弧形钢模板与相邻平面钢模板连接缝是否出现异常，如缝面微胀、漏浆等。出现异常情况，立即采取措施，必要时暂停混凝土浇筑，进行异常情况的处理，妥善处理后恢复浇筑。

3.2.3 拆除

混凝土浇筑完成后进行等强，待混凝土强度达到设计允许值后进行拆模作业，该模板拆除作业需严格按程序进行，模板自身重量较大，拆除过程需要充分考虑安全性。

首先将异体弧形钢模板吊点与门机钢丝绳进行牢固连接，钢丝绳处于松弛状态；接着模板与周边模板连接的螺栓松解、拆除；然后将碗扣架顶部支撑异体弧形钢模板底架的油托组逐步下降，此时，整个异体弧形钢模板将依靠自身重力与混凝土面脱离，钢丝绳随着模板的缓缓下降而慢慢绷紧，进而转由门机将模板吊移工作面，完成拆除作业。拆除模板注意事项：

1）确定工作区，进行封闭，与施工无关人员禁止进入工作区内。

2）专人进行起重指挥，保证吊装设备指令唯一，严禁多人同时指挥，杜绝出现吊装安全事故。

3）模板拆除前将固定拉筋端头的套筒螺栓全部解下，并逐个检查，确认模板与混凝土之间无硬连接。

4）油托下降时，若模体与混凝土粘接过于牢靠，没有自动脱离混凝土面，此时不可利用门机侧向拉动模体，会造成模体突然脱离、下落、压迫并拖拽碗扣式脚手架体，造成架体受损、甚至垮塌危险，应安排施工人员站在两侧平面钢模板工作平台上，敲击异体弧形钢模板加劲肋，依靠震动使模体与混凝土体脱开，较平稳的下落至架体上。

5）模板拆除后，及时清理面板，检查模体是否存在变形、受损情况，如有此类情况、及时校正，面板清理打磨后，涂刷模板漆，等待下次循环使用。

4 结语

进水口弧形曲面交角施工的传统做法是使用木模或组合钢模板进行逐步拼接，由于该部位对精度要求较高，异型曲面相交后的交线较难控制，测量放样与模板裁剪、拼接都存在较大难度，工作效率较低，且浇筑后效果较差，混凝土面存在较清晰的模板拼接缝。施工过程同样需要投入大量人工，材料等施工资源，木模拆模过程基本采用破坏性拆除，材料重复利用率较低，同时施工工期较长。异体弧形钢模板钢解决了曲面相交部位的支模问题，丰满大坝重建工程采用异体弧形钢模板，侧墩、顶弧曲面相交部分作为整体进行制作、焊接、打磨，一次成型，现场吊装就位、解决了施工材料、人工、工期投入大的问题，安装简易、快速，混凝土曲面交角自然，表面光洁平整、成型美观，可循环使用，达到了节约投入、提高质量的目的、有较强的使用性与较高的推广价值。

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2017-08-30