试析翻转模板施工技术在下浒山水库工程中的应用

王 玲

（中国水电建设集团十五工程局有限公司,陕西 西安 710068）

0 引言

翻转模板施工技术是一种专用于大型工程项目施工建设中的模板施工技术,相比于传统的模板施工技术,翻转模板具有机械化水平高的特点,能大幅度提升模板的利用率,降低模板施工成本。但由于翻转模板的规格尺寸比较大,安装难度也比较大,需要结合工程特点,严格把控好每个施工细节,并加强质量和安全的控制,才能发挥出翻转模板施工技术的优势和作用。在下浒山水库工程施工中,采用先进的翻转模板施工技术,取得了良好效果。

1 工程概述

下浒山水库是大沙河干流上的骨干控制性工程由拦河坝、泄洪建筑物、水电站、灌溉及供水渠首等组成。拦河坝采用混凝土浇筑而成,高程为119 m,全长为295.5 m,为方便施工,将坝体分为17个坝段进行施工。从左到右依次为：左非1＃～左非7＃为左岸非溢流坝段,轴线长125 m；泄1＃～泄4＃为溢流坝段,轴线长66 m；右非6＃～右非1＃为右岸非溢流坝段,轴线长104.5 m。根据本工程现场布置情况和设计要求,闸墩、坝体上下游面等位置,采用翻转模板施工,其中闸墩模板的规格为边长为3 m的正方形模板,上下游面,规格为3 m×1.5 m的钢制模板。在一些特殊位置,无法安装翻转模板的位置,采用了木质模板。

2 重难点分析

翻转模板在下浒山水库中应用时存在的重难点主要体现在以下几个方面：

第一，本工程翻转模板采用钢制模板,高度和宽度都达到3 m,属于大规模模板,如何保证模板拼装的质量以及模板拼装时的横向变形控制是本工程翻转模板施工的重难点之一。

第二，本工程规模比较大,现场条件复杂,影响翻转模板安装施工质量的因素比较多,如何有效控制翻转模板接缝施工质量,以及安装后的桁架是否稳定,对翻转模板施工应用效果会造成很大影响,也是本工程施工的难点之一[1]。

第三，由于翻转模板安装质量要求比常规模板更高,模板安装完成后,需要对模板的拱度、位置、标高等进行调整,受到现场施工条件的影响,如何选择有效的校正加固方法,对水库工程项目造成的影响也比较大,这也是本工程施工中存在的主要问题。

3 翻转模板施工技术的应用过程

3.1 针对翻转模板拼装难度大的解决措施

本工程闸墩模板的规格为边长为3 m的正方形模板,上下游面,规格为3 m×1.5 m的钢制模板。在一些特殊位置,无法安装翻转模板的位置,采用了木质模板。为保证模板拼装的质量和精度,要选择合适的装配场地,场地需进行硬化和平整处理,以保证翻转模板拼装的精度。在场地上按照设计图纸的要求,搭建组装平台,为方便模板组拼,要保证模板拼装平台的面积不小于3.5 m×2.5 m。翻转模板拼装顺序见图1。

图1 翻转模板拼装顺序

先将钢面板背朝上放置在拼装好的拼装平台上（有预埋孔的面朝上,钢肋朝下）。再按照设计图纸上的定位尺寸,将桁架放置在面板背面,将12 mm的钢筋短钩与面板相连,并用脚手架钢管加强桁架两端的规范,并拧紧面板与桁架之间的短钩子。为了便于工人的正常上下车,在工作平台上必须设置一个运输通道,并且在装配过程中,要把开口的一端放在左边。尤其是在锚筋梁装配操作中,为保证锚筋梁安装位置的精度,需提前将预埋螺栓、锚筋梁、面板连接到一起后,再拧紧M12螺栓[2]。若调节杆在直面、斜面和变坡位置的装配孔存在位置上的差异,此时需要结合工程项目的特点,采用专用的调节杆进行连接。翻转模板拼装完成后,需及时开展质量检查,达标后进行编号,标记清楚混凝土浇筑仓位和装置号,再运输到混凝土浇筑仓位进行吊装。

3.2 针对翻转模板安装质量要求的解决措施

在翻转模板安装施工中遇到的主要问题是如何保证首次模板翻转的水平度和垂直度。针对这一问题,本工程在模板安装施工中,采用了如下解决措施：

1）拼装好的翻转模板运输到安装位置后,堆放在施工现场,但要保证翻转模板的板面向下摆放,底部用方木垫平,最多只能叠放一块翻转模板,最好的办法是边运边装。

2）在正式安装时,先从料位的一端,或从料位的拐角处开始,根据模板的图纸,将装配好的模板按顺序放置在混凝土浇注料位上。在进行首次翻转式模板的安装时,需用水平仪联合铅垂仪的方法进行定位校正,以保证翻转模板安装的水平度、垂直度都能符合要求。

3）由于本工程所用的翻转模板规格尺寸比较大,仅凭人力无法安装到位,需要借助门塔机或者吊车来辅助安装[3]。在翻转模板吊装时,钢丝绳索只能绑在桁架的两边吊耳上,在翻转模板吊装后,在同一指令下,将其竖立在起重仓的上边,在桁架与桁架对接就位后,将联杆固定,调整螺栓固定,然后松开吊钩。在开始浇筑的时候,仅在下部模板的预制构件上设置,然后在浇筑混凝土时将中间层和最上面的模板进行安装。才能进行安装,安装方法和下层模板相同。

就案例工程而言,翻转模板的厚度为5 mm,横肋采用了规格为60 mm×40 mm×3 mm的方管,间距开展在0.4 m左右,边肋为120 mm×10 mm的扁钢,支点间距为1.0 m,翻转模板横向变形可按照简支梁的方法进行计算。

计算宽度b=0.4 m,支点间距 l=1 m,距中性轴最大距离 y=5.5 cm,总惯性矩I=88.3 cm4,沿纵向的线性载荷q=Fb=16.7×0.4=6.68 kN/m,弹性模量E=206 GPa,最大挠度f =,最大弯矩M=835 N·m,则有：

σ=My/I=835×5.5/88.3=52.2 MPa＜［σ］= 215 MPa

因此,翻转模板横向受力满足要求。

面板厚度 5 mm,竖肋为双 [10 的槽钢,间距 1.8 m,支点间距1.8 m,模板横向变形按简支梁进行计算,断面参数为：计算宽度 b=1.8 m,支点间l=1.8 m,距中性轴最大距离 y=10.5 cm,总惯性矩I=802.9 cm4,沿纵向的线性载荷q=Fb=16.7×1.8=30.06 kN/m,弹性模量 E=206 GPa, 最大挠度：最大弯矩M=8350 N·m。则有：

σ=My/I=8350×10.5/802.9=109.2 MPa＜［σ］= 215 MPa

因此,翻转模板竖向受力满足要求。

3.3 针对翻转模板的校正加固难点的措施

针对本工程应用翻转模板技术时存在的校正加固难点,需要在在翻转模板定位完毕后,应严格按测量放线点进行横切面的检验,采用吊锤球法进行垂直平整,调整杠杆,调整模板的倾角,然后用 U型卡把两个平板拼接在一起。可在面板间隙间插入一块补板,并用高强度螺栓将其紧固。特别是在首次翻转模板的时候,面板要稍微向前倾斜10 mm,然后在安装翻转模板时,把面板向前倾斜6 mm[4]。混凝土浇筑仓位面板需经质量验收合格后,再进行混凝土浇筑。当混凝土浇筑到预埋螺栓孔附近时,即使安装上预埋好的螺栓和D20 锚筋。在翻转模板安装中,模板每翻高一层,就需要进行一次测量放线,严格按照放样点来检查模板的变形情况,若变形超标,要按照放样点拉线的方法,通过调节螺杆来校正和加固翻转模板。

3.4 翻转模板拆除

当混凝土浇筑到距离上层模板上边线600 mm时,或者当最低层混凝土的强度超过2.5 MPa,可进行翻转模板拆除操作,将第一层模板提升后,安装到第三层翻转模板上,模板拆除应由塔机或者吊车来辅助完成,从一侧向另一侧逐块拆除。本工程在翻转模板拆除时,借助18 t吊车来完成拆除[5]。整个翻转模板拆除,中间模板需要用特殊的工具拧紧,下一层要拆卸的模板间的垂直 U形卡,取出两块板间的联接销,然后将预先埋入的M30厚螺帽解开,然后用特殊的扳手将预先埋好的螺钉卸下来,拧紧调整螺钉,将翻盖模板从水泥表面剥离,施工人员撤离到安全区域。专人指挥吊车将翻转模板提升到需要安装的高度,清除模板上残留的灰浆后,安装到上层翻转模板上,各部位的翻转模板,都安装上述步骤进行拆除和安装,依次交替上升。

4 翻转模板施工中的存在的问题和质量措施

本工程本工程闸墩模板的规格为边长为3 m的正方形模板,上下游面,规格为3 m×1.5 m的钢制模板。在一些特殊位置,无法安装翻转模板的位置,采用了木质模板。其中在大坝上下游面和闸墩施工中遇到的主要问题是质量问题,上游立面、闸墩、下游斜坡面遇到的主要问题的安全问题。

针对质量问题的解决措施：

1）在进行翻转模板安装中,必须严格按照设计图纸进行和测量放线的点位进行安装控制,模板安装完成后,表面应平整、光洁,保证翻转模板整体结构具有良好的强度、刚度、稳定性,相邻模板之间的接缝要紧密,以免发生浆液渗漏问题。

2）在应用翻转模板施工技术时,需要适当控制好碾压混凝土上升的速度,保证最大是上升速度不超过1.2 m/d。

3）在施工中,要经常检查和调整翻转模板的形状、位置,一旦发现翻转模板变形量过大,需要立即停止混凝土浇筑,紧固调节螺栓,上紧“U”型卡。

4）在翻转模板立模操作时,需要清除翻转模板表面的和侧面的灰浆,模板频繁要严密。面板之间的垂直缝可用U型卡连接,U型卡不能少于4个,水平方用连接销连接,不能少于3个。

由于翻转模板高度大,容易受到风力、外力碰撞等发生破坏,在模板支设、拆卸、堆放时,需要注意翻转模板的稳定性。比如：针对翻转模板的施工特点,在进行翻转模板安装、拆卸等操作前,需要进行有效技术交底,并定期进行质量检查,加强安全施工的宣传和教育。用于堆放翻转模板的场地,必须坚实平整,墙体模板落地或者是周转到另一个工作面时,必须安放稳定,倾斜度要控制在75°～80°之间,以免发生倾覆[6]。在进行翻转模板吊装操作时,需要采用自锁卡环,以免发生脱钩问题,同时要经常检查模板上吊环焊缝、连接螺栓等是否可靠,若存在安全隐患要及时处理,

5 结语

综上所述,结合实际案例,分析了翻转模板施工技术在下浒山水库工程中的应用,分析表明,下浒山水库工程规模大,混凝土施工工程量大。采用翻转模板施工技术,有效保证了下浒山水库工程顺利完成,翻转模板是一种比较先进的模板施工技术,在大规模工程项目施工中应用翻转模板,其优势更加显著,可大幅度提升工程项目施工速度、质量,提升模板使用的周转率,降低施工成本,值得在类似工程中大力推广和应用。