臺兒莊泵站進(jìn)出水流道模板設(shè)計(jì)與制造

□吳仕奇 □楊和明 □吳煥偉（中國水利水電第十一工程局有限公司）

1.概述

臺兒莊泵站工程是南水北調(diào)東線工程的第七級泵站,位于山東省棗莊市臺兒莊區(qū)境內(nèi)。第一期工程新建臺兒莊一站，設(shè)計(jì)調(diào)水流量125 m3/s，設(shè)計(jì)水位站上EL25.09 m，站下EL20.56 m，設(shè)計(jì)揚(yáng)程4.53 m，平均揚(yáng)程3.73 m，主泵房內(nèi)安裝3000ZLQ 32-52型立式軸流泵5臺，葉輪直徑3000 mm，配額定功率為2400 kW的同步電機(jī)5臺，總裝機(jī)12000 kW。

臺兒莊泵站進(jìn)、出水流道設(shè)計(jì)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，進(jìn)水流道為肘形，出水流道為駝峰漸變型，均需要在施工現(xiàn)場設(shè)計(jì)制作異型模板。

2.設(shè)計(jì)與制作方法

由于模板尺寸大，體型復(fù)雜，采用傳統(tǒng)訂制鋼模板成本高，制作工期長，難以滿足工程施工需要。進(jìn)水流道肘形段設(shè)計(jì)高4.29 m，長4.4 m，寬6.19 m，為典型的空間曲面結(jié)構(gòu)。本文主要以進(jìn)水流道模板設(shè)計(jì)制作為例，對復(fù)雜模板的設(shè)計(jì)制作予以說明。

2.1 模板設(shè)計(jì)

進(jìn)水流道肘形段與傳統(tǒng)水電站尾水肘管形狀相似。為了確保流道模板曲線成型，采用正交流道中軸線切斷面的方法制作排架。一般來說在較高的混凝土倉號的模板排架間距≤30 cm，否則容易產(chǎn)生模板自身變形，影響混凝土質(zhì)量（模板自身變形產(chǎn)生的原因很多，與排架間距，面板厚度等均有關(guān)）。由于進(jìn)水流道混凝土澆筑高度>5 m，根據(jù)以上原則模板共設(shè)計(jì)28榀排架。排架上部間距9.8 cm，下部間距28.5 cm。

采用5 cm厚木板制作圓弧帶，5 cm×10 cm方木作內(nèi)支撐，在進(jìn)水側(cè)部分排架的下部預(yù)留進(jìn)人孔，方便拼裝時(shí)排架之間的連接，見圖1。

圖1 模板排架結(jié)構(gòu)示意圖

由于每個(gè)排架的直線段及轉(zhuǎn)角圓弧半徑均不相同，故每個(gè)排架根據(jù)形狀及受力情況均需要單獨(dú)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。

所有排架制作完成后再進(jìn)行整體拼裝。

制作拼裝樣板控制模板型體。拼裝樣板根據(jù)流道的上、下中線，按設(shè)計(jì)用5 cm厚木板制作見圖2。

圖2 拼裝樣板結(jié)構(gòu)圖

在施工采用腳手架搭設(shè)拼裝支架，把拼裝樣板固定在相應(yīng)位置，沿流道的中線上、下曲面各安裝一道,見圖3。

圖3 拼裝樣板位置圖

在拼裝樣板上預(yù)先畫好每榀排架的位置。安裝排架時(shí)，從進(jìn)水側(cè)的排架開始，根據(jù)拼裝樣板上每榀排架的位置逐榀安裝。在上、下拼裝樣板上進(jìn)行排架的間距控制，調(diào)整好位置后，與前一榀排架之間用方木連系固定。

由于模板自重和體積較大，為保證拼裝排架的穩(wěn)定，在模板底部增設(shè)拼裝樣板2道，并固定牢固。

模板表面曲線弧度較大，表面面板采用普通木條無法彎曲成型，難以滿足要求，采用2層1 cm厚木板條作為面板，分層釘在排架上。根據(jù)檢測結(jié)果，該方法完全滿足設(shè)計(jì)型體要求。

為確?；炷翝仓砻婀饣?，在入倉吊裝前面板外部貼一層3 mm厚寶麗板。

2.2 模板制作拼裝

模板制作過程是整體質(zhì)量控制關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對模板外觀及結(jié)構(gòu)均產(chǎn)生直接影響。主要注意事項(xiàng)有如下幾點(diǎn)：

一是排架制作過程中嚴(yán)格按照圖紙尺寸施工能夠有效減少制作誤差。二是排架制作過程中方木的接縫應(yīng)盡可能減少，接縫寬度應(yīng)盡可能減小，這樣可以有效減小混凝土澆筑時(shí)產(chǎn)生模板自身變形。三是避免最大受力方向上排架方木接縫，如果無法避免應(yīng)該進(jìn)行錯(cuò)縫處理。四是裝訂面板同樣需要避免通縫，防止產(chǎn)生薄弱部位。五是寶麗板安裝是為了保證模板表面光滑，必須仔細(xì)施工，避免產(chǎn)生貼合不緊密產(chǎn)生空腔。六是注意防雨，雨水會(huì)使模板彎曲變形。

模板制作完成后應(yīng)通過測量校驗(yàn)，對不符合要求的部位可以對面板進(jìn)行拆除后對排架進(jìn)行局部修整，重新裝訂面板，使其外形符合設(shè)計(jì)要求。

由于進(jìn)水流道模板整體重量大，整體吊裝起重設(shè)備能力不足，所以在模板中部的位置將模板分成兩段，分段吊裝入倉后再進(jìn)行接縫處理。

3.混凝土倉號內(nèi)模板固定

用4 cm×4 cm角鋼根據(jù)流道的尺寸制作支架，每個(gè)流道共制作4個(gè)，根據(jù)測量放線的位置準(zhǔn)確預(yù)埋在下部混凝土中，也可以在下部混凝土中預(yù)埋Ф25 mm插筋，把支架焊接在插筋上。模板吊裝時(shí)直接將模板安放在支架上。

在模板兩側(cè)設(shè)置3道拉筋，采用花籃螺栓緊固在下層混凝土預(yù)埋錨筋上，以防止模板偏移及上浮。

4.混凝土澆筑

為了避免混凝土澆筑時(shí)對制作安裝好的模板產(chǎn)生不利影響應(yīng)該注意如下幾點(diǎn)：一是避免沖洗倉號時(shí)將水濺到模板上使模板變形，表面寶麗板容易產(chǎn)生脫落；二是混凝土澆筑時(shí)上升速度盡可能慢，避免產(chǎn)生大的浮力；三是混凝土澆筑時(shí)兩側(cè)上升速度應(yīng)保持一致。

5.結(jié)語

該模板設(shè)計(jì)與制作方法解決了臺兒莊泵站復(fù)雜模板制作的難題，加快了施工進(jìn)度，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效果，總體來說是成功的?？梢詫窈笫┕み^程中出現(xiàn)類似問題提供一些借鑒和指導(dǎo)，同時(shí)也存在一些不足之處。比如表面寶麗板在遇水的情況下容易變形脫落，木制結(jié)構(gòu)在混凝土澆筑時(shí)受壓容易產(chǎn)生輕微變形等，尚待更多工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)加以改進(jìn)。