葛藤坳水库溢流面模板施工方案研究

黄 海

(江西省水利水电开发有限公司，南昌 330029)

1 概 述

水库工程实施具有防洪、蓄水等重要作用。溢流工程是水库工程的重要组成部分，其施工质量对水库效益发挥影响较大。混凝土是常用的建筑材料，混凝土施工质量受到模板安装等多个因素影响[1-3]。由于葛藤坳水库所在区域地形起伏大，施工作业面较小，且溢流结构采用弧形结构，模板施工难度高，为了提高模板安装质量，对模板安装方案进行研究，可为类似工程积累经验。

2 工程概况

3 上游侧1∶1倒悬坡面和直立坡面模板安装

上游侧1∶1倒悬坡面和直立坡面相对基础面较高(约26.0 m)，且基础存在积水，不便于参照下游侧搭设施工脚手架。如果不搭设脚手架，为保证倒悬模板的外侧作业，在溢流坝台体施工时，可在倒悬坡面下方80 cm左右埋设型钢，为倒悬模板作业提供施工平台，见图1。但所预埋的型钢基本需穿过大坝的防渗面板(厚50 cm)，在该段倒悬模板拆除后，其作业平台无法再割除，只能将其永久保留在防渗面板上，若型钢平台锈蚀，将在防渗面板上形成渗漏通道。因此，在倒悬坡面下方埋设作业平台也不适宜本项目。

图1 溢流坝上游侧倒悬模板预埋型钢形成作业平台示意图

为此，经多方案比较研究，该部位的倒悬模板(牛腿模板)拟采用预制钢筋混凝土模板替代木模板，以达到取消上游侧作业平台的目的。根据溢流堰上游侧结构尺寸，预制钢筋混凝土牛腿模板拟分两块进行设计，每块长4.0 m(即为堰宽的一半)，板厚100 mm，板内配筋结合溢流堰原有钢筋进行配置，并设置30个拉环，与钢筋网的相交结点连接成整体。混凝土强度等级与溢流堰相同，即C30混凝土。混凝土牛腿模板的预制拟在坝下游的钢筋加工厂混凝土场平上进行，首先在场平上铺设钢模板(塔吊配合吊装)，通过测量，将钢模板垫置水平；在钢模板一侧打设钢管，架设一个45°支架坡面，在该坡面上铺设钢模板，通过测量，进一步调整该钢板的坡度，确保其与水平面夹角为45°，用短钢筋在坡面钢模板与水平钢模板的转角部位将二者焊接一体，确保二者不位移、不旋转。将预先加工好的钢筋在钢模板上进行布筋，钢筋节点采用铁丝绑扎固定形成钢筋网片，通过砂浆垫块或短钢筋将钢筋网片垫离钢模板，使钢筋网基本居中布置。将预先加工好的拉环根据其相对位置套入钢筋网片的节点，拉环的方向与模板的坡面基本垂直，采用点焊将其固定，确保在混凝土浇筑过程中不偏移或不转向。边模及阶梯模板采用木模进行拼装，两预制板的中部采用木模隔开。混凝土工程量约2.2 m3，采用天泵直接入仓，人工摊平后采用平板振捣器或插入式振捣器振捣密实。浇筑完成且混凝土达到一定强度后，将木模拆除，对预制混凝土板的上表面进行冲毛或凿毛处理，并洒水保湿直至现场安装。溢流坝364.55 m高程平台在浇筑过程中，需对平台的上游前沿高程进行精确测量，确保浇筑后的混凝土平台前沿桩号为“坝上0-003.00”，平台面(至少是用于支撑预制牛腿模宽约20 cm板区域平面)高程为364.55 m，平整度控制在±5 mm以内。平台浇筑完成后，在混凝土沿未初凝前，分别于平台顶面距上游边沿16、75、150 cm埋设限位插筋、钢筋桩和用于焊接拉条的插筋，插筋和钢筋桩入混凝土20 cm左右，钢筋桩外露长度约75 cm，数量均为10根。见图2、图3。

单块预制混凝土牛腿模板总重约28 kN，采用塔吊按二吊点法将其分别吊运至溢流坝364.55 m高程平台上，人工配合将牛腿模板的下边沿与溢流坝364.55 m高程平台的前沿对齐，牛腿模板上下端出露的钢筋采用钢筋拉条(带花篮螺杆)分别焊接于导墙浇筑时预埋水平筋和364.55 m平台预埋的限位插筋上。

图2 牛腿模板预制示意图

图3 预制牛腿模板安装示意图

对牛腿模板进行初步固定，对模板的顶部进行测量，并通过确保调整花篮螺杆的松紧，来调整预制模板的位置，确保其顶部上游边沿的桩号为“坝上0-003.75”，顶高程为366.573 m。测量确认无误后，再利用拉条对牛腿模板通过拉环固定于钢筋桩和预埋插筋上，确认安全后，将塔吊吊钩卸除。将两块预制混凝土牛腿模板中部分缝部位预留钢筋一一对应弯曲并焊接成整体，双面焊，焊缝长度不小于80 mm。牛腿模板左右两侧与导墙之间采用木模进行补拼，内拉于预制牛腿模板的拉环上，见图4。

图4 预制牛腿模板两侧木模拼装示意图

4 溢流面面模安装

溢流面的混凝土浇筑拟采用“翻模”工艺进行施工。因此，溢流面在混凝土浇筑前，仅安装部分面模，然后开始浇筑混凝土。在混凝土浇筑上升的过程中，溢流面下部混凝土接近初凝时对其面模进行拆除，并将面模翻转至溢流面的上部进行安装，人工采用泥抹子对已脱模的混凝土表面进行多次抹光。

4.1 面模组合设计

为适应溢流面曲率要求，在曲面段的面模拟选用宽度尽可能小的组合钢模板进行拼装。由于溢流面净宽为8.0 m，该尺寸不能满足组合钢模板的模数要求，为此沿溢流面宽度方向上(也即平行坝轴线方向上)，拟选用5块长为1.5 m、宽为0.1 m的P1015组合钢模板，其中1块通过焊接接长0.5 m，也即由4块P1015组合钢模板和一块经特殊接长的2.0 m长钢模板组合而成。沿溢流面水流方向(也即垂直坝轴线方向上)，每隔6组P1015组合钢模板，布置一组经打眼处理P1015组合钢模板，以用于穿紧固螺栓。溢流面的1∶0.85坡面段，由于该段为平面，拟选用定制钢模板进行组合拼装。沿溢流面宽度方向上(也即平行坝轴线方向上)，选用2块长3.0 m和1块长2.0 m的大型定制钢模板，模板宽均为1.2 m，共设2组。每块模板均打眼，眼距0.75 m，用于穿紧固螺栓。对于较平缓的曲面段，即 “坝下0+018.756”以下区域以及“坝上0-003.24～坝上0-002.3”区域，表面可不设模板，见图5。

4.2 溢流面控制样架安装

为精确控制好溢流面的曲线形状，在面模安装前，需沿设计曲面焊接控制样架。样架采用直径为12 mm的螺纹钢根据溢流面结构线分段加工成形，然后焊接于钢筋网片之上。在焊接前，需先对初步定位的样架钢筋顶面高程按第三章相关步骤进行测量，当样架钢筋顶面高程与溢流面结构线相吻合时，进行焊接固定。

图5 溢流面表面模板组合示意图(剖视图)

4.3 面模安装与翻模施工

在样架筋安装完成后，先对“坝下0+018.756～坝下0+16.923”的圆弧区域安装P1015型模板，采用直径为20 mm钢筋加工成纵向围檩，横向(水平)围檩为直径48 mm钢管，通过内拉螺栓进行固定。堰的首部椭圆曲面段模板一并安装完成。随着混凝土的浇筑上升，开始安装定制大模板，模板的安装采用塔吊配合完成。在1∶0.8坡面段混凝土的浇筑过程中，两套定制大模板依次交替“翻转”上升，即当模板内下部混凝土接近初凝时，将底部一组模板拆除，通过塔吊吊运上部进行安装。进入堰首曲线段后，改用P1015模板依次交替“翻转”上升。

5 结 论

为了保证葛藤坳水库模板安装质量，为混凝土浇筑施工提供良好的条件，结合设计方案和地形等情况，决定采用预制钢筋混凝土模板替代木模板，以取消上游侧作业平台。溢流面曲面段试验组合钢模板进行拼装，以保证工程施工与设计方案一致。后期施工结果表明，采用该方案安装模板可保证工程施工质量，可为类似工程提供参考。