觀音巖水庫(kù)大壩溢流堰預(yù)制混凝土模板設(shè)計(jì)與施工

(廣東水電二局股份有限公司，廣東 增城，511340)

1 工程概況

貴州省水城縣觀音巖水庫(kù)工程大壩溢流堰上游寬27.148m，下游寬21m，設(shè)計(jì)高程為1412.743m～1425m，設(shè)3孔泄洪表孔，表孔寬5m，溢流堰上游牛腿坡比為1∶0.2，最長(zhǎng)懸挑1.12m，下游牛腿坡比為1∶1，最長(zhǎng)懸挑4m，詳見圖1。

圖1 觀音巖水庫(kù)溢流堰斷面

2 預(yù)制混凝土模板工藝特點(diǎn)及難點(diǎn)

2.1 預(yù)制混凝土模板工藝特點(diǎn)

由于下游牛腿倒懸坡比較大，懸挑長(zhǎng)，施工難度大，安全危險(xiǎn)系數(shù)高，如采用常規(guī)組合鋼模板施工，需要在大壩下游面搭設(shè)承重平臺(tái)和操作平臺(tái)，而此時(shí)大壩施工的高度已基本到頂，如采用鋼結(jié)構(gòu)或腳手架構(gòu)建操作平臺(tái)和承重平臺(tái)，具有搭設(shè)高度高，工程量大，施工難度大，高空作業(yè)危險(xiǎn)系數(shù)高以及增加成本等不利因素。

如采用預(yù)制混凝土模板工藝進(jìn)行施工[1-3]，工人都是在倉(cāng)面內(nèi)操作，不需要到牛腿背面操作施工，混凝土澆筑完成后又不需要拆除模板，安全可控，危險(xiǎn)系數(shù)??；同時(shí)又能加快施工進(jìn)度，節(jié)約成本。

2.2 預(yù)制混凝土模板工藝難點(diǎn)

2.2.1 模板尺寸設(shè)計(jì)

模板設(shè)計(jì)要具有薄、輕、平、強(qiáng)度高等特點(diǎn)，同時(shí)又要結(jié)合自身結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)合理的尺寸大小，易于施工安裝，加快施工進(jìn)度，滿足外觀質(zhì)量要求。

2.2.2 牛腿展示圖繪制

溢流堰牛腿展示圖的繪制，關(guān)系到預(yù)制混凝土模板設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)尺寸，以及后續(xù)模板安裝的精度，是預(yù)制混凝土模板工藝施工關(guān)健的一步。

2.2.3 模板拉筋設(shè)計(jì)

模板的拉筋設(shè)計(jì)要充分考慮施工過程中各種荷載組合，能夠保證預(yù)制混凝土模板安裝好后，在進(jìn)行澆筑混凝土過程中穩(wěn)定安全。

2.2.4 模板制作安裝

預(yù)制混凝土模板制作要保證外露面平整光滑，安裝過程中，要控制好倒懸角度質(zhì)量。

3 預(yù)制混凝土模板工藝施工綜述

溢流堰下游部分1413.229m～1418.00m，為常態(tài)混凝土下游牛腿懸挑部位，坡比為1∶1，由于坡度較緩，懸挑較長(zhǎng)，為了確保施工安全，牛腿懸挑面主要采取預(yù)制混凝土模板，用布置在大壩下游的C6013塔式起重機(jī)配合安裝施工，混凝土澆筑完成后，無須拆模，鋼筋人工制安，混凝土采用布置在大壩下游的C6013塔式起重機(jī)入倉(cāng)，按1.5m一層分層澆筑，臺(tái)階法從一端向另一端進(jìn)行混凝土澆筑，人工用φ100高頻振搗器平倉(cāng)振搗。

溢流堰下游牛腿懸挑部位混凝土澆筑是施工重點(diǎn)，為了保證施工安全，靠近反斜預(yù)制模板處常態(tài)混凝土按30cm一層進(jìn)行澆筑，混凝土振搗時(shí)采用軟軸振搗器并距離模板邊30cm，派專人現(xiàn)場(chǎng)值班，隨時(shí)觀察反斜模板的變化，如有異常應(yīng)立即停止?jié)仓⑦M(jìn)行處理。

懸挑牛腿第二、三澆筑層施工中，為確保預(yù)埋工字鋼立柱混凝土強(qiáng)度，每一施工澆筑層間隔時(shí)間最少不得少于7d，施工收倉(cāng)時(shí)應(yīng)做好下倉(cāng)對(duì)拉鋼筋錨固筋預(yù)埋，嚴(yán)禁臨時(shí)通過打孔預(yù)埋對(duì)拉筋錨固件。

在懸挑牛腿澆筑過程中，嚴(yán)禁下料及機(jī)具設(shè)備碰撞立柱及拉模筋，混凝土經(jīng)吊罐入倉(cāng)后懸挑牛腿部位應(yīng)采取人工平倉(cāng)，鋪料、平倉(cāng)派專人統(tǒng)一指揮，并時(shí)刻監(jiān)測(cè)立柱及拉筋受力、變形等情況。溢流堰下游牛腿施工圖詳見圖2。

圖2 溢流堰下游牛腿施工圖

4 預(yù)制混凝土模板設(shè)計(jì)

4.1 預(yù)制混凝土模板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

預(yù)制混凝土模板設(shè)計(jì)最大尺寸為：長(zhǎng)3m，寬2.25m，局部尺寸根據(jù)圖紙進(jìn)行調(diào)整預(yù)制，采用C30一級(jí)配混凝土，配筋為單層雙向，主筋φ16@100mm(長(zhǎng)度方向)，分布筋φ14@100mm(寬度方向)。每塊板設(shè)計(jì)4個(gè)吊環(huán)，距板邊50cm，做為模板的吊點(diǎn)。每塊板設(shè)計(jì)預(yù)埋5排拉筋(距板邊20cm)，每排4個(gè)拉筋點(diǎn)(距板邊22.5cm)，間排距(3m×2.25m為例)0.46m×0.83m，共20個(gè)拉筋點(diǎn)(其余尺寸預(yù)制模板拉筋點(diǎn)個(gè)數(shù)根據(jù)預(yù)制大小調(diào)整)，預(yù)埋拉筋采用φ16圓鋼，外露長(zhǎng)度30cm，預(yù)埋長(zhǎng)度30cm(拉筋與預(yù)制混凝土模板鋼筋焊接)。預(yù)制模板上層板塊底部和下層板塊頂部采用各預(yù)埋4根φ16鋼筋(外露長(zhǎng)度30cm，預(yù)埋長(zhǎng)度30cm，間距根據(jù)實(shí)際尺寸均勻布置)進(jìn)行連接，吊裝時(shí)調(diào)好角度后進(jìn)行焊接。預(yù)制混凝土模板平面設(shè)計(jì)見圖3、預(yù)制混凝土模板剖面結(jié)構(gòu)見圖4。不規(guī)則尺寸根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

圖3 預(yù)制混凝土模板平面設(shè)計(jì)

圖4 預(yù)制混凝土模板剖面結(jié)構(gòu)

4.2 牛腿展示圖繪制

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，以及雙曲拱壩曲線方程，采用內(nèi)插法反復(fù)推求起坡點(diǎn)坐標(biāo)，直到精度控制在2mm內(nèi)，將計(jì)算的起破點(diǎn)連接即為相貫線。根據(jù)相貫線及牛腿結(jié)構(gòu)邊線繪制牛腿背面展示圖，按照預(yù)制模板尺寸進(jìn)行分割編號(hào)(層序―數(shù)序)。牛腿展示見圖5。

圖5 牛腿展示

5 預(yù)制混凝土模板施工

5.1 模板預(yù)制

根據(jù)牛腿展示圖放樣，然后按照預(yù)制模板尺寸進(jìn)行分割編號(hào)。預(yù)制場(chǎng)地要求平整，為保證預(yù)制板面平整美觀，在預(yù)制平臺(tái)地面鋪塑料薄膜，能起到較好的效果，預(yù)制模板澆筑完成后及時(shí)將與結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)合的面進(jìn)行毛面處理?；炷聊０孱A(yù)制過程中鋼筋制安、混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)等嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行質(zhì)量控制，確保預(yù)制混凝土模板達(dá)到質(zhì)量要求。

圖6 預(yù)制混凝土模板制作現(xiàn)場(chǎng)(一)

圖7 預(yù)制混凝土模板制作現(xiàn)場(chǎng)(二)

5.2 模板安裝

在混凝土澆筑達(dá)到懸挑部位相貫線高程處時(shí)預(yù)埋插筋，插筋間距與模板底部預(yù)埋插筋相對(duì)應(yīng)，在預(yù)制模板安裝時(shí)進(jìn)行焊接連接，模板吊裝前應(yīng)按照懸挑坡比制作兩套鋼絲繩，便于吊裝。吊裝采用布置在大壩下游的C6013塔式起重機(jī)進(jìn)行，就位后采用5t手動(dòng)葫蘆進(jìn)行調(diào)模校正，調(diào)模完成后焊接拉筋。

圖8 預(yù)制混凝土模板安裝現(xiàn)場(chǎng)(一)

圖9 預(yù)制混凝土模板安裝現(xiàn)場(chǎng)(二)

6 結(jié)語

貴州省水城縣觀音巖水庫(kù)大壩溢流堰工程的預(yù)制混凝土模板設(shè)計(jì)厚度薄，重量輕，強(qiáng)度高，易于施工，拼裝后外觀美觀，不但加快了施工進(jìn)度，保證了施工安全；而且在質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)方面同樣取得了良好效果，為類似懸挑結(jié)構(gòu)施工提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。