渡槽高大模板支撑工程施工方案

胡 娜

（陕西省泾惠渠灌溉中心,陕西 三原 713800）

1 引言

石堡川水库灌区北彭东沟渡槽位于渭南市白水县北彭衙村。工程区地貌复杂,地形破碎,沟壑纵横交错,地势北高南低,地貌类型自北向南依次中低山、洪积扇裙、黄土台源。地层岩性主要为三叠系延长统及第四系地层。北彭东沟渡槽的拱身和槽身施工均处于相对地面高约12 m～30 m 左右,主要为钢筋混凝土拱、排架和槽身。渡槽主要承力结构为钢筋混凝土主拱圈,其跨径为60 m 和75 m,矢高10 m 和12.5 m,矢跨比1/6；主拱圈由两片悬链线等截面矩形肋拱（梁）组成,肋拱断面尺寸为100 cm×140 cm（宽×高）,两片肋拱净距为210 cm,采用75 cm×105 cm（宽×高）横系梁连接,横系梁间距500 cm。

2 施工方案

结合北彭东沟渡槽工程实际,高大模板支撑工程的设计指导方案是：根据住建部《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》中模板工程及支撑体系规定,搭设高度8 m及以上、搭设跨度18 m 及以上、施工总荷载（设计值）15 kN/m2及以上、集中线荷载（设计值）20 kN/m 及以上,适用于《超过一定规模的危险性较大的分部分项工程》,依据《建筑施工脚手架安全技术统一标注》（GB 51210-2016）,北彭东沟渡槽施工范围脚手架的安全等级均为I 级,安全性能要求高；依据《建筑施工模板安全技术规范》GB 50666-2011、GB 51210-2016中荷载取值和荷载组合进行核算,属于超过一定规模的危险性较大的模板支撑体系。施工前应根据《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》《关于印发〈建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则〉的通知》等有关法规和行业规定全面做好施工技术方案编制工作。

3 材料与设备

模架位置为拱圈和渡槽。支撑架所需的模板材料和设备选用必须符合《钢管脚手架扣件》（GB/T 21687-2008）等国家标准,钢管等材料的主要参数、形式要符合规范。同时应当进行材料的安全和经济性能分析,力求做到材料的选用既复核安全规定,又达到通用、经济的目的。根据工程的实际情况,本工程采用插接自锁式支撑架（60 系列）。

3.1 承插式钢管支撑架60 系列主要材料

（1）可调底座,用于调整架体的水平高度保证一致,使立杆的集中荷载分散到基础上。（2）立杆,主要承重构件之一,是传递垂直荷载的主要构件,用于与横杆、斜杆连接。（3）横杆,传递水平荷载的主要构件。（4）斜杆,通过斜拉杆构成稳定的三角形构造,保证架体的稳定。（5）立杆节点,水平横杆、立杆、斜拉杆交汇联接处,由立杆上的节点与横杆、斜拉杆连接。

3.2 钢管扣件材料

（1）钢管。主要用于结构柱与主架体拉接,钢管须满足国家标准和设计要求,选用经济实用的焊接钢管,钢管材料要求无腐蚀、不得有弯曲、锈蚀重皮等问题,必须有出厂合格证等相关质量证明材料。

（2）扣件。应严格按照《钢管脚手架扣件》（GB 15831-2006）的要求选用钢管扣件,必须作防锈处理。铸件不得有裂纹、气孔,不应有缩松、砂眼等质量问题。扣件和钢管结合平顺,应保证与钢管扣紧时接触良好,开口处的最小距离应不小于5 mm。

4 施工方法

4.1 支模架基础

根据本工程施工安排及现场实际情况,基坑回填整平碾压后,根据施工工期,经自然沉降一段时间后,再次进行碾压；分层回填100 cm 厚3∶7 灰土；对场地进行承载力检测,承载力符合要求后,再在表层做20 cm 厚C25 混凝土垫层作为满堂架的基础。

4.2 支撑架搭设施工方法和要求

选用插接自锁式支撑架产品, 主要使用60 系列的杆件, 不合格的杆件、扣件、配件不得使用。架体横杆的距离1 m～1.5 m, 斜拉杆依照工程设计图纸进行安装。支撑架体搭设的各部位、各环节必须依照规范和施工组织设计进行,塔架的基础处理非常关键,必须保证基础稳固、平整,施工前应进行重新检查,确保基础安全可靠。架体杆件的搭设必须保证横平竖直,及时用水平仪等专业设备进行检查校正,特别是随着架体高度的增加,要及时检查整个架体的垂直度。架体应当逐层搭设,不得随意减少材料用量,现场确实需要改变搭设方式时,必须经现场技术负责人员会商、经批准后方可变更搭设方案。

5 架体设计

1）立杆横向间距为1.5 m,局部调整为1 m 和0.7 m,纵向间距为0.7 m,局部调整为1 m 和1.5 m,使立杆距离梁边不小于200 mm,以满足梁侧模板支模距离。

2）支撑架横杆步距为2 m,塔架横杆的步距为1 m,根据支模高度可调整为1.5 m、0.75 m 不等,使顶托丝杆外露长度不大于350 mm,立面斜拉杆竖向两步两跨设置,架体四周立面设置,中间每间隔一个立面设置,塔架自带斜拉杆,搭设成格构柱形式。

3）1000×1400 的混凝土梁底支撑架立杆间距为0.7 m,跨距为1.5 m 局部跨距调整为1 m、0.7 m。梁下双排架上安装可调顶托,在顶托上顺梁方向摆放14#槽钢,垂直于槽钢的方向摆方100 mm×100 mm 木方,木方间距为100 mm,面板为15 mm 胶合板,做法详见图1。

图1 结构图

6 架体预压

为检验架体的强度、稳定性,消除混凝土施工前架体的非弹性变形,以及检验架体的受力情况和弹性变形情况,测量出架体的弹性变形。在架体及底模铺设完毕后,进行架体预压。架体拼立好后采用等载预压工艺。

6.1 预压前的检查

检查架体各构件联接是否紧固,金属结构有无变形,检查架体的立杆、横杆、斜拉杆连接是否牢固；检查现场警示是否明确；即完全模拟浇筑状态进行全面检查。

6.2 预压前的准备工作

6.2.1载荷准备

根据渡槽的施工条件,拟采用砂袋预压法。砂袋采用100 cm×100 cm×100 cm 的规格,预压总荷载为钢模板+钢筋+混凝土+施工荷载的总量的1.1 倍,预压时依据混凝土浇筑的顺序进行。其总荷载的60%→80%→100%三次预压。

在预压前, 将拱圈与槽身底各部分放线分块编号, 以确定各荷载分布的位置。首先在需预压面外围搭设间距为50 cm 的脚手架,搭设完成后采用25 t 吊车将砂袋吊至预压面,分层堆放。

6.2.2场地安全准备

预压范围内无杂物,设置安全范围及告示,要求非工作人员一律不得入内；现场配联系人、协调员、测量工程师和现场指挥,架子工、装吊工负责支架本身安全。

6.3 预压施工

（1）堆载前,为避免模板划伤,影响混凝土外观质量,应在木模板表面铺设彩条布一层。砂袋两侧用钢管搭设防护架。

（2）第一次加载60%,在底板上均匀加载,从渡槽两端开始,向中心均匀加载,加载完成后,对各点每隔12 h 对支架沉降量进行监测,当支架测点连续2 次沉降差平均值均小于2 mm 时,方可继续加载。

（3）第二次加载80%,对支架所有的顶托进行检查加固,对各点每隔12 h 对支架沉降量进行监测,当支架测点连续2次沉降差平均值均小于2 mm 时,方可继续加载。

（4）第三次加载100%,对支架所有的顶托进行检查加固,测量各测点的高程。加载完成后,每小时对各点的高程观测一次。根据测量数据,各测点沉降量平均值小于1 mm 或连续三次各测点沉降量平均值累计小于5 mm,否则继续观测,直至沉降稳定为止。

根据实际情况,在沿渡槽水流方向每隔4 个步距布置一排观测点,每排布置6 点。采用自动安平水准仪1 台,观测支架高程变化；全站仪1 台,观测支架水平位移。

6.4 卸载方案及注意事项

架体预压沉降趋于稳定后可进行卸载,卸载与加载顺序相反,按加载反向程序依次逐级卸载,每卸载一级,需对不同的观测点进行高程测量,防止出现偏压失稳现象。卸载完成后,将模板清理干净,观测各点高程及位置。

7 验收要求

高大模板支撑系统搭设前,应组织对需要处理或加固的地基、基础进行验收,并留存记录；基础要坚实,并有排水设施。高大模板支撑系统的结构材料应按要求进行验收、抽检和检测,并留存记录、资料；进场的承重杆件、连接件等材料的产品合格证、生产许可证、检测报告须进行复核,并对其表面观感、重量等物理指标进行抽检。对承重杆件的外观抽检数量不得低于搭设用量的30%,发现质量不符合标准、情况严重的,要进行100%的检验,并随机抽取外观检验不合格的材料送第三方专业检测机构进行质量检测。采用钢管扣件搭设高大模板支撑系统时,应对扣件螺栓的紧固力矩进行抽查,抽查数量应符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 130）的规定,对梁底扣件应进行100%检查。

架体搭设应当先进行样板的搭设,并请监理单位进行验收后,开始继续实施。模板按作业流程要求全部或分部安装完毕后,应按照规定履行验收手续,对立柱、水平拉杆、施工荷载、作业环境等部位、监测设施进行查验,经施工技术和安全负责人或其书面委托人主持分段或整体验收,并约专业监理工程师参加技术部门和安全部门的检查验收,验收合格,经施工单位、项目监理单位签字后,方可进入后续工序。

8 结语

高大模板支撑工程施工危险系数大、技术要求高,必须按照法律法规和行业技术规范认真编制施工技术方案,抓好施工准备和实施过程管理,认真做好检查验收工作,保证高大模板支撑工程施工安全、高质量实施,从而确保整个输水渡槽工程体系安全运行。