1、关于某水库大坝施工技术的探讨【摘 要】为满足该水库大坝碾压混凝土施工连续不间歇上升需要，在参考相关工程施工经验的基础上，结合大坝碾压混凝土的施工特点，经过仔细分析计算、研究和试验，在坝体上、下游面采用了翻转模板施工方案，有效保证了工程质量和施工进度。 【关键词】翻转模板；施工；RCC 工程；连续不间歇施工 1.工程概况 某水库大坝工程的建设任务以供水为主，兼顾发电、灌溉等综合利用。水库正常蓄水位 173.5m，总库容 2390 万 m3，调节库容 1830 万 m3；电站装机 2125OkW。拦河大坝为全断面碾压混凝土重力坝，两岸为挡水坝段，中间为溢流坝段，坝顶总长 188.30m，坝顶高程
2、181.00m，最大坝高 74m，坝顶宽度 7m，上游坝坡 13lm 高程以上为垂直，13lm 高程以下为1：0.2，下游坝坡 171.00m 高程以上为垂直，171.00m 高程以下为1：0.75；溢流坝段长 49m，溢流前缘净宽 42m，设 3 孔宽 14m 的敞开式溢流孔，溢流堰顶高程 173.50m，堰顶以上设置交通桥连接两岸，桥面宽7m，溢流坝采用挑流消能，鼻坎高程 122m。大坝共浇筑混凝土 22.3 万m3，施工合同工期十个月。工程任务紧，浇筑混凝土强度大，高峰期混凝土浇筑量为 3.5 万 m3。为满足该水库大坝碾压混凝土施工连续不间歇上升需要，在参考相关工程施工经验的基础上，结
3、合大坝碾压混凝土的施工特点，经过仔细分析计算、研究和试验，在坝体上、下游面采用了翻转模板施工方案，有效保证了工程质量和施工进度。 2.翻转模板体系构成与受力基本情况 2.1 翻转模板体系构成 上游翻转模板以垂直叠放的 2 块模板为 1 个施工单元， ，每块模板长30cm、宽 310cm，下游翻转模板以沿 1：0.75 坡面连续叠放的 3 块模板为1 个施工单元，每块模板长 300cm、宽 187.5cm，在混凝土浇筑过程中交替上升主要构件包括面板系统、支撑系统、锚固系统、操作平台、辅助材料等，全部为钢结构，如图 1 所示。 （1）面板系统 面板由钢面板、M1645 螺栓、U 型卡组成，上游面采
4、用当前工程施工已有的多卡面板，每块宽 300cm、高 300cm、厚0.5cm；下游面采用改进过后的面板，每块宽 300cm、高 187.5cm、厚0.5cm。 （2）支撑系统 支撑系统由桁架、锚筋梁、槽钢垫、调节杆、钩头螺栓 D15 组成，每块面板背面用螺栓垂直固定两榀支撑桁架，两榀桁架水平间距为 180cm，每榀桁架由10 槽钢和63 角钢焊接而成，其中内弦杆（连接面板的弦杆）长 310cm，采用 210 槽钢，外弦杆和腹杆均采用263 角钢，内、外弦杆间距为 100cm，各杆件通过节点板焊接固定。每块模板背面的两榀桁架外弦杆间用 3 根 483.5 钢管通过扣件相连，形成空间整体结构。调
5、节螺杆长 27cm，两端通过销孔与上、下层模板桁架的外弦杆铰接相连，中间段为 M40 的螺杆，丝口行程为 5cm，通过转动中间段的螺杆调节模板上口，使之符合安装精度要求 在进行上游面高度方向为直线段施工时，上、下层模板桁架内弦杆直接用插销铰接，外弦杆则通过调节螺杆连接，在转折处内、外弦杆均是直接用插销铰接，如图 3 所示，根据转折角度和桁架内、外弦杆间距通过几何计算，外弦杆长度设计为 183cm。桁架不仅要作为整个模板的支撑系统，而且提升吊环和操作平台也设置安装在桁架上，其中提升吊环采用 20 圆钢加工而成，焊接固定在每榀桁架内弦杆上端外侧；操作平台布置在两榀桁架之间，两端分别连接固定在桁架中
6、间腹杆上。 （3）锚固系统 锚固系统由预埋螺栓、锚筋 D15、密封壳组成、锚固件的结构与多卡模板定位锥相类似，由蛇型锚筋和锚锥组成，其中锚筋是长 80cm、直径 15 的 HRB580 型蛇形筋，其末端加工成弯钩状；锚锥采用 40Cr 钢加工而成，长 42.5cm，其与锚筋连接的一端为长 5cm 的锥型螺纹套筒，另一端为 M30 的螺杆。施工时蛇型锚筋预埋在混凝土中，锚锥与锚筋旋紧后在锥型套筒表面套上塑料套以便于拆除，周转使用，锚锥另一端通过螺帽和钢瓦斯将模板固定。 每块模板在距上口 45cm 处布置 1 排 4 根锚筋，锚筋 2 根一组以 30cm的间距垂直面板对称安装在每榀桁架内弦杆两侧。
7、 （4） 操作平台、辅助材料 操作平台、辅助材料由操作平台、半边扣件、万向扣件等组成。 3.2 翻转模板受力基本情况 翻转模板在工作状况时为悬臂结构，作用在模板上的所有荷载最终转换为集中力由锚固件承担，锚固件承载能力的大小不仅影响施工质量，而且直接关系到施工的安全。上游翻转模板采用 2 层模板为一个单元交替上升（竖直向的 2 榀桁架已连成一体，计算时按整体桁架考虑）每单元模板宽 3m，由最下层模板的锚筋承担，当浇筑距上块模板上口 60cm 混凝土升层时，下块模板锚筋受力最大，同时锚筋埋设层混凝土凝期最长；该层混凝土浇筑完毕后，将下块模板翻转至上块模板之上，此时下块模板锚筋开始受力，锚筋受力最小
8、，但锚筋埋设层混凝土龄期最短。明白翻转模板受力的原理，根据实际荷载取值，很容易就可以对面板系统、支撑系统、锚固系统等进行计算，从而选择合适材料对模板进行加工。 4.翻转模板施工 4.2 施工方法 翻转模板在加工厂内拼装好后，经汽车运输至施工现场，施工时用汽车吊安装。 （1）首仓模板安装 首仓模板安装时，混凝土已按预先设计好的高程浇筑到位。经找平后预埋钢筋锚筋，模板采用外拉内撑的方式安装固定，其上口按高程控制。其作业流程如下：吊车就位吊具挂住支撑架拆掉所有连接螺栓脱模起吊安装、就位、锁定摘掉吊具测量调整模板组合锚件埋设下一循环。 （2）翻转模板安装及上升 翻转模板安装时，吊车通过平衡梁对准下块模
9、板上口，徐徐落下，使模板准确就位，然后将桁架内、外弦杆铰接，此时，吊车与模板脱钩，安装人员通过调节螺杆来实现面板内外倾斜度的调整，使其达到施工精度要求，当混凝土浇筑至锚筋布置高程后进行锚筋预埋。 随着混凝土浇筑的上升，将下层模板的底层模板翻转至顶部以达到混凝土连续上升的目的。在浇筑过程中，上游模板施工所受荷载全由底层翻转模板锚筋承担。当混凝土浇筑至顶层时，将底层模板拆装至顶部之上；下游模板随着混凝土浇筑的上升，以同样的方法依次将三层模板的底层模板翻转至顶部。在浇筑过程中，中间层模板锚锥螺锥不紧固，所受荷载全由底层翻转模板锚筋承担。当混凝土浇筑至距顶层模板上口 60cm 左右时，先将中层模板锚锥
10、紧固，然后将底层模板拆装至顶部之上，如此反复，实现交替上升的目的。 （3）翻转模板拆除 由起重设备将专用吊具吊至需要拆除的模板上方；同时，卸掉与上层模板支撑架之间连接销孔中的一对楔板和一对销轴，以及与相邻面板之间的连接螺栓；将吊具上的两根短绳索，用卸扣挂在已卸掉的 2 个后丝杠的支撑架销孔上，两根长绳索，用卸扣挂在 2个支撑架下部的吊环上；提升起重吊钩，待吊具的绳索绷紧后，模板脱离坝面，即可卸掉 4 个组合锚件上的螺母和锚锥；操作人员撤离到相邻模板上，撬动模板，使其慢慢脱离混凝土面，确定完全脱离后，指挥起重机将模板吊开，至上层安装位置。 模板安装均以测量放样点进行控制，安装好后需经测量校核，直
11、至满足精度要求。考虑模板受力后将产生走样的因素，每块模板安装时顶部一律按向仓内预倾 1cm 控制。 （4）劳动力组合 模板拆装按 16t 吊车 1 台、操作人员 5 人（不包括吊车司机）进行组合，其中吊装指挥 1 人，拆装操作 2 人，辅工 2 人。（5）模板使用注意事项 1）首层翻转模板立模时，面板上沿位置在大坝设计尺寸线之内 6mm 10mm（水平方向） ，以消除混凝土浇注时，模板受力后出现的微量位移造成的误差，预留尺寸的多少，应根据现场施工的实际情况，通过观测确定； 2）上下层模板支撑架之间应全部销紧锁定。每块模板的两个楔板应同时用手锤销紧，以使模板受力均衡，减少立模的误差。不得使用钢筋
12、、钢管敲打楔板，以防其变形，而无法使用； 3） 调整模板的倾斜度时，应同时旋动一对支撑架上的两个后丝杠，以保证模板调节动作一致，以防模板扭曲变形； 4） 每层模板支立完成后，在混凝土浇注之前，必须清理面板，涂刷脱模剂。不得将脱模剂涂溅到组合锚件和施工仓面上； 5）严防作业面上的汽车、推土机、装载机、振动碾等施工机械碰撞模板； 6）在仓面上组装高强螺杆和埋件板时，必须使用工具将其旋合到位，组合锚件应尽量垂直于模板面，锚锥内螺纹应涂刷黄油，以便于锚锥的拆卸； 7）变态混凝土振捣时，振捣器不得与组合锚件接触，以防组合锚件松动，造成锚锥脱扣，而削减其承载力。一旦发现组合锚件松动，应立即进行紧固。组合锚
13、件埋设处的混凝土一定要振捣密实，不得有质量缺陷； 8）在混凝土浇注过程中，应设专人对模板进行观测，若发现模板位移超过 10mm 时，应立即采取暂停浇注、控制浇注强度、加固模板等措施；9）每翻升一层模板，支立完成后，应对支撑架是否有损坏或变形；节点处的焊缝是否开焊； 吊钩、踏板、护栏有无损伤；连接螺栓是否有松动等进行检查并及时采取修补措施。 10）模板拆装时，必须符合以下要求：应由专人指挥，统一信号；采用专用吊具，严格按照模板翻支立和拆除的步骤，以及吊具使用规定操作；五级及以上大风，停止拆装作业；吊起的模板上，严禁载人。 11）模板存放、拼装、倒运 模板运抵工地，清点交接后，存放时应注意：面板水
14、平垒放在由方木搭设的平台上，底层模板应垫离地面不小于 10cm，以防止面板被损坏和变形；桁架立放时，应在两端节点处垫方木，并采取措施防止倒伏，造成变形；所有零配件，必须清点入库，以防生锈和丢失；翻转模板拼装平台必须平整、牢固、干净，以保证面板不受损伤；拼装中发现问题，应及时与厂家派驻现场的技术人员研究解决，未经同意，不得擅自在模板上打孔和焊接，严禁使用大锤、撬棍、钢筋等工具强行拼装； 4.3 实施应用情况 翻转模板设计完成后，经过施工实践证明其操作简便、安全可靠并能保证工程质量之经现场测算，每拆装 1 块模板仅用时 58min，RCC 坝体上游翻转模板每层最多 63 块，每层翻转时安排 1 台吊车，全部提升完毕为 7h 左右，翻转模板的安装对仓面施工进度不产生任何影响。坝体上游面翻转模板共翻转 25 次，下基本上做到了不间歇连续上升。 经对外观检查，坝体上、下游面无错台、漏浆、挂帘现象，平整度满足要求，混凝土表面平整光洁，接缝美观，内实外美，取得了较好的经济效益和社会效益。
