悬臂模板在大坝工程施工中的应用

2020-12-11许颜雄

黑龙江水利科技 2020年11期

关键词：悬臂大坝吊装

许颜雄

(福建福州润闽工程顾问有限公司，福州 350000)

1 工程概况

王家洲水库位于福建省浦城县，总库容2093万m3，为中型水库。大坝为碾压混凝土重力坝，最大坝高61.8m，坝顶长度313m。大坝整体采用碾压混凝土进行浇筑，上游侧垂直于坝轴线，下游坡比为1∶0.72，大坝典型断面设计如图1所示。

图1 大坝典型设计断面图

本工程使用的悬臂大模板在尺寸上主要以3×3.75m与3×3.85m两种为主，在结构上包括操作平台、钢立柱、三角支撑架、钢面板、可调斜撑杆及锚筋六部分，经核验之后已确保模板的刚度、强度及稳定性指数均满足相关施工要求，且模板各种结构件同样按照标准构建进行设计加工[1]。

就钢面板而言，其厚度满足5mm标准，为保证面板加强格栅满足相应刚度要求，在材料的选择上选用了“Z”型卷边型钢。模板支撑系统选用了三角桁架的设计，以确保支撑系统在稳定性上能够得到可靠保障。支杆在设计上具有调节性及可变性，从而使得支杆长度具有可塑性，以控制面板的倾斜角度；下部刚体三角形中的横梁及竖梁内均设置了水平及铅直调节装置，用以控制面板在水平面及铅直上的调整，而下部刚体三脚架本身则具有一定的支撑性，可单独满足模板的职称要求。结合各方面参数来看，模板整体设计具有结构受力明确、刚度大的特点，因而在重复使用或多次拆卸中均有良好表现，不会轻易产生损坏[2]。

2 大坝模板施工方案的制定

分析认为，采用常规的木模或组合钢模板施工，装模工作量大、施工进度缓慢，且拉条数量多，拉条须拉到碾压混凝土区域，造成变态混凝土工作量增加，徒增造价并难以满足设计要求。经施工组织比选，议定采用大模板施工工艺[3]。

根据施工组织要求，大坝碾压混凝土采用分层浇筑，单层高度为3.0m，大坝上下游面立模高度必须达到3.0m，大模板最小高度应为3.0m、宽度约3.0m。目前国内大坝常用的大模板有爬升模板和悬壁模板，爬升模板和悬壁模板示意如图2、图3所示。

图2 悬臂模板示意图

图3 爬升模板示意图

爬升模板施工工艺为：下一浇筑层收仓→安装本浇筑层模板→本浇筑层浇筑施工→拆除下一浇筑层模板并直接安装到上一浇筑层→……

悬壁模板施工工艺为：下一浇筑层收仓→拆除下一浇筑层模板并直接安装到本浇筑层→本浇筑层浇筑施工→……

从上述图2、图3及施工工艺对比分析，爬升模板和悬臂模板施工上的优缺点对比如下：

表1 爬升模板和悬臂模板施工上的优缺点对比

综上述，大坝碾压混凝土模板施工采用爬升模板进行施工虽然技术成熟，但在本工程中的应用缺点颇多。悬壁模板虽存在待凝待强的缺点，但碾压混凝土浇筑的仓面达到60m长度，当碾压混凝土浇筑过半时，早期浇筑的碾压混凝土已达到2.5MPa可进行悬臂模板的二次提升及加固作业，大坝碾压混凝土在往浇筑仓终点浇筑的过程中，起点已浇筑完成部分已完成悬臂模板的安装及加固，并不影响大坝碾压混凝土的流水施工作业。因此悬臂模板需等待碾压混凝土达到2.5MPa的混凝土强度的缺点可通过左右岸流水施工进行克服该缺陷，并保证大坝碾压混凝土的持续施工作业不影响工期。经研究，确定大坝碾压混凝土模板施工方案为悬臂模板施工方案[4]。

3 大坝悬臂模板施工方案的实施

3.1 安装前的施工准备

模板安装进行前，项目技术主要负责人需按要求与作业班组长进行技术交底，而作业班组长则需要对实际操作人员就交底内容进行安全施工教育，以保障施工人员及操作人员对施工图纸、施工方案及施工工艺有具体的了解。为确保施工过程的安全及模板的各方面性能，施工现场需根据实际情况设置测量控制点，以满足模板安装及检查需求；对于现场调动的模板及相关配件应按照设计规格及数量进行清点，并检查模板本体与配件的完整性，严禁擅自使用有残缺、损伤的模板及配件；安装进行前还要做好模板面的清理作业，并在模板面上按要求涂刷脱模剂，涂刷脱模剂的过程中应尽可能小心作业，以防脱模剂遭到污染，对原有的钢筋及混凝土产生腐蚀作用。

3.2 设置锚固系统

锚固系统的设置需要按照锚固结构图进行，设置前还需充分分析仓位模板配置图，在结合锚固结构图及仓位模板配置图的基础上进行设置。锚固系统的埋设作业需在混凝土浇筑前进行，在安装定位锥时需确保定位锥安装在模板预定位置并再三检查，确保安装无误后再进行混凝土的浇筑。浇筑作业需要将定位锥的预埋螺栓浇筑到混凝土中，以确保定位锥的稳定性，方便后续的模板悬挂作业。

3.3 大坝悬臂模板的安装

仓面吊车将模板起吊后，由操作人员对准于已浇混凝土预埋的定位锥(蛇形筋)，再由指挥人员指挥徐徐落下，使模板准确就位于预埋件的定位锥(蛇形筋)并与悬臂模板支撑腿处用定位锥螺母拧紧，摘掉吊车吊钩，调节模板倾角时，人员可在操作平台处调节桁架连杆使模板达到施工精度要求。特别应注意的是，由于模板桁架受力后产生弹性变形，加之各部件的安装配合间隙，模板安装时应予内倾。经多年使用该类模板的经验，内倾量控制在0.5-1cm时较为适宜。模板安装时，测量人员随时用仪器检查校正。

3.4 模板安装中的安全技术措施

1)进行模板安装前的放样工作需严格按照设计图纸进行测量，在测量结果得到准确保证的基础上开始放样工作，针对放样中的重要结构尽可能多设置控制点，方便之后检查校正工作的进行。

2)施工进行前需对操作人员进行技术培训，保证操作人员在技术能力方面满足模板的一系列施工要求，并强化操作人员的安全教育工作，严令操作人员按照相应规程进行操作。

3)模板安装过程中务必保证临时固定设施的稳定性，以免模板安装发生倾覆现象，尤其是支架必须确保其支撑点位于坚实地面或老旧混凝土表面。

4)模板钢拉杆与锚环的连接需要保证充分牢固，锚固件的锚固强度也需得到可靠保障，尤其是在锚固件承受荷载的情况下。

5)整个施工过程需确保完全按照施工工序进行，在模板被完全固定之前严禁超前进行下一道工序。

6)混凝土浇筑施工必须在模板安装完成且进行完备的检查验收之后开展。

7)大模板需配置齐全相应附属设施，附属设施包括操作平台、防护栏杆及上下梯道等，一旦发现附属设施出现损坏，应第一时间暂停作业并报修，为方便后续混凝土浇筑作业的进行，大模板安装完成后还需搭建临时走道及其他安全保障设施。

8)模板施工平台一定要挂设安全网，平台上严禁堆放杂物，且应加强巡视力度，避免非施工人员在施工平台上逗留。

9)大模板的施工相关步骤若涉及到现场指挥人员、实际操作人员时，必须确保人员所处位置足够安全可靠，并处以相应的安全保护措施。

10)大模板吊机的位置应具有灵活性，且需按照吊装曲线图随时调整，以确保吊机在大模板吊装全程均处于安全范围，对吊装涉及到的工具需确保其位置上的合理性及性能上的可靠性，吊装完成之后应及时拆除所有临时支撑设施，吊装作业严禁人力参与，且整个吊装过程应保证响应的稳定性，避免模板产生大幅度摆动，单次吊装作业只能吊装一块模板。

11)吊装作业需在天气良好的情况下进行，如果是在夜晚进行吊装作业，需保证照明的完整性，若大模板上设置有平台，则在吊装开始前需要清除平台上的所有杂物及物料，且要确保里外角模及临时摘挂的板面与大模板之间足够牢固可靠。

3.5 悬臂模板吊装的安全措施

要使悬臂模板的吊装足够可靠，首先需要确定相应的安全生产方针及生产原则，施工过程中始终坚持“安全第一、生产第二”的方针，并确保“谁主管谁负责”等相应安全工作原则得到保障。作业全过程需要将施工安全、人身安全及财产安全均纳入相应安全管理体系，并区分不同的优先级，严格执行安全管理制度以避免各类施工生产事故发生。

人员方面需要先建立安全生产管理网络，按照组织机构分别签订安全责任状，并对施工过程涉及的风险及安全问题进行全面分析，找出其中不合理的内容，完善安全生产管理体系，以定期开展安全教育工作、召开安全例会的方式找出生产过程中存在的安全问题及隐患，并采取相应措施予以解决。对于参与施工工程的员工，需在入场前进行安全意识及安全操作的培训，提升施工人员的安全意识，施工过程中也务必要注重各种安全处理措施的落实。