淺談?lì)A(yù)制混凝土模板技術(shù)在白鶴灘大壩 施工中的應(yīng)用

高俊鋒

（中國(guó)水電四局白鶴灘施工局， 四川 寧南 615400）

1 工程概況

白鶴灘樞紐工程為Ⅰ等大（1）型工程，攔河大壩壩后設(shè)置四層永久交通橋，壩身設(shè)置6個(gè)導(dǎo)流底孔、7個(gè)泄洪深孔和6個(gè)泄洪表孔等泄洪設(shè)施。大壩混凝土方量810萬(wàn)m3，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、交通條件差，工期緊、施工強(qiáng)度高，若采用傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土方式形成壩體設(shè)置的牛腿，受倒懸結(jié)構(gòu)影響，模板安拆、質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)等因素制約，很難滿足白鶴灘大壩高強(qiáng)度的施工需求，且大壩壩后永久交通橋和孔口進(jìn)出口均為永久外露面。綜合以上因素，采用了較為科學(xué)合理的預(yù)制混凝土模板技術(shù)，使預(yù)制模板本身作為承重結(jié)構(gòu)，且不再拆除。預(yù)制模板加工過(guò)程中，通過(guò)工藝創(chuàng)新，使面板外觀質(zhì)量達(dá)到鏡面混凝土的高標(biāo)準(zhǔn)要求。

2 設(shè)計(jì)原理

2.1 預(yù)制模板特點(diǎn)

（1）較傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土施工方法可縮短工期，預(yù)制模板安裝直接采用設(shè)備整體吊裝，提高施工效率，減少現(xiàn)場(chǎng)模板支撐結(jié)構(gòu)安拆量，降低質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)。

（2）預(yù)制模板在后方廠內(nèi)制作、養(yǎng)護(hù)，采用流水式作業(yè)，成型質(zhì)量好、利于成品保護(hù)。

2.2 預(yù)制模板設(shè)計(jì)

（1）根據(jù)大壩設(shè)計(jì)圖紙繪制三維模型，結(jié)合各壩段結(jié)構(gòu)尺寸按2m長(zhǎng)度以內(nèi)進(jìn)行均分繪制剖面圖。

（2）根據(jù)剖面圖尺寸確定面板具體規(guī)格，采用直角梯形的以直代曲結(jié)構(gòu)形式，預(yù)制模板采用內(nèi)拉式鋼桁架進(jìn)行模板固定，桁架整體采用結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件進(jìn)行受力驗(yàn)算，確定材料型號(hào)及規(guī)格滿足要求。

3 施工工藝

3.1 工藝流程

（1）預(yù)制模板加工流程：預(yù)制面板模板選型、鋼筋埋件制安→面板澆筑、養(yǎng)護(hù)→內(nèi)支撐桁架加工→桁架與面板焊接、出廠驗(yàn)收。

（2）預(yù)制模板吊裝流程：預(yù)埋錨固件安裝、調(diào)節(jié)、測(cè)量復(fù)核→錨固件層混凝土澆筑→預(yù)制模板吊裝對(duì)位→支座板焊接、精調(diào)→測(cè)量校核→驗(yàn)收、首層混凝土澆筑。

3.2 預(yù)制模板加工

3.2.1 預(yù)制面板施工方法

（1）配合比選定

根據(jù)對(duì)預(yù)制模板鏡面混凝土的特殊要求，進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)，配置的混凝土滿足和易性、凝結(jié)速度、強(qiáng)度耐久性和表面色澤等質(zhì)量要求。

（2）面板模板選型

① 面板模板采用定型胎模模具，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式，模具在長(zhǎng)度方向?yàn)榭烧{(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，側(cè)板采用平移式開啟，端板一端固定，另一端采用鉸鏈?zhǔn)介_啟，一端可以在三個(gè)尺寸上活動(dòng)。

② 立模前檢查模板底模是否平整、光潔、變形，并清洗模板，涂刷建筑模板長(zhǎng)效脫模劑，確保模板表面整潔。

（3）面板混凝土施工

① 澆筑前，對(duì)模板、鋼筋及埋件的穩(wěn)固性及混凝土的拌和、運(yùn)輸、澆筑所需的機(jī)具設(shè)備是否齊全進(jìn)行一次檢查，并對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行交底。

② 面板一次性澆筑完成，下料均勻連續(xù)、不間斷，先平倉(cāng)、后振搗，避免過(guò)欠漏振，保證混凝土密實(shí)性。

③ 混凝土澆筑完成后，人工收面抹面，表面應(yīng)平順、平整，初凝后及時(shí)進(jìn)行旋噴養(yǎng)護(hù)，并在表面覆蓋土工布輔助進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)。

④ 面板強(qiáng)度滿足拆模要求后，由人工配合吊車將面板吊運(yùn)至養(yǎng)護(hù)池進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

⑤ 由于預(yù)制件類型、尺寸較多，拆模后及時(shí)對(duì)面板進(jìn)行編號(hào)，編號(hào)信息包括澆筑時(shí)間、所用部位等。

3.2.2 內(nèi)支撐桁架施工方法

鑒于預(yù)制模板尺寸較大，為更好保證其安裝精度并降低現(xiàn)場(chǎng)安裝定位難度，將預(yù)制模板面板內(nèi)側(cè)采用桁架內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接連接，現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)僅需進(jìn)行微調(diào)。

（1）按設(shè)圖紙?bào)w型要求制定下料展開圖，采用半自動(dòng)切割機(jī)下料；在鋼平臺(tái)上按照設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行放樣，控制尺寸、平整度偏差；對(duì)焊接設(shè)備進(jìn)行焊接操作性能試驗(yàn)，并在放樣模具內(nèi)進(jìn)行焊接。

（2）單榀桁架制作過(guò)程中作好桁架定型控制，桁架制作好后與面板上預(yù)埋工字鋼拼裝焊接；預(yù)制面板養(yǎng)護(hù)完成后，在養(yǎng)護(hù)池內(nèi)進(jìn)行預(yù)制模板內(nèi)支撐桁架焊接安裝工作。

3.3 預(yù)制模板安裝

（1）為保證預(yù)制模板與壩體混凝土能夠有效連接，預(yù)制模板安裝前需在前一倉(cāng)混凝土內(nèi)預(yù)埋錨固件，錨固件預(yù)埋安裝時(shí)必須嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行測(cè)量定位、精確安裝，預(yù)制模板與錨固件通過(guò)鋼板焊接連接。

（2）預(yù)制模板根據(jù)編號(hào)信息，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工需求計(jì)劃分批分類利用塔機(jī)或纜機(jī)調(diào)入大壩倉(cāng)內(nèi)，倉(cāng)內(nèi)采用汽車吊將相應(yīng)倒懸部位的預(yù)制模板吊至特定部位進(jìn)行安裝。

（3）預(yù)制模板安裝過(guò)程中，采用測(cè)量跟蹤技術(shù)，即預(yù)制模板在吊裝就位至焊接加固的過(guò)程中測(cè)量棱鏡始終在檢測(cè)模板體型，使預(yù)制模板安裝后體型偏差滿足要求。

3.4 工藝創(chuàng)新

預(yù)制模板作為白鶴灘大壩壩體永久外露面，且面積大，其外觀質(zhì)量直接影響大壩的整體美觀。

（1）前期存在問(wèn)題

① 為保證鋼筋保護(hù)層，使用了混凝土墊塊，由于墊塊的澆筑時(shí)間與混凝土面板的澆筑時(shí)間不一致，導(dǎo)致存在色差。

② 混凝土面板拼縫處未進(jìn)行倒角處理，安裝拼接過(guò)程中容易損傷混凝土棱角。

③ 由于鋼模表面光潔度有限且使用植物油作為脫模劑，導(dǎo)致混凝土面不光潔且混凝土面板之間存在色差。

（2）采取對(duì)策

針對(duì)前期預(yù)制模板外觀質(zhì)量問(wèn)題，多方面分析原因，主要存在模板工施工經(jīng)驗(yàn)不足、脫模劑選用不當(dāng)、混凝土墊塊使用不妥、面板棱角未進(jìn)行倒角處理等原因，并針對(duì)性地制定了詳細(xì)的實(shí)施措施。

① 編制并嚴(yán)格落實(shí)《混凝土預(yù)制模板施工工藝標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》。

② 使用建筑模板長(zhǎng)效脫模劑代替植物油脫模劑；使鋼筋網(wǎng)片和工字鋼架成為一個(gè)整體，讓鋼筋網(wǎng)片成為懸空狀態(tài)，取消墊塊使用；混凝土澆筑前預(yù)裝pvc倒角條。

（3）通過(guò)一系列的工藝控制和創(chuàng)新，預(yù)制面板光潔細(xì)膩，平整度在±0.5mm內(nèi)，達(dá)到了“鏡面混凝土”的質(zhì)量要求。

4 取得效益

按照傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土施工方法，大壩上下游牛腿均采用現(xiàn)澆方式施工，其中牛腿倒懸面采用定型組合散鋼模板和陰陽(yáng)角模進(jìn)行混凝土澆筑，加固形式為型鋼內(nèi)拉，澆筑完成等強(qiáng)后再對(duì)模板進(jìn)行拆除和外觀處理、擠塑板粘貼等，整體施工安全質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)大，人員設(shè)備投入多且不均衡，致使施工進(jìn)度受多方面制約，容易造成較大經(jīng)濟(jì)損失。為提高倒懸牛腿部位的備倉(cāng)效率，加快施工進(jìn)度，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，在保證混凝土施工質(zhì)量的前提下，大壩倒懸牛腿部位均采用內(nèi)拉式鋼桁架預(yù)制混凝土模板進(jìn)行施工。

白鶴灘大壩倒懸牛腿結(jié)構(gòu)主要包括大壩導(dǎo)流底孔、泄洪深孔及泄洪表孔的進(jìn)、出口倒懸牛腿（閘墩）部位，壩后永久交通橋倒懸牛腿部位以及深孔啟閉機(jī)檢修橋機(jī)倒懸牛腿部位。其中左岸大壩導(dǎo)流底孔牛腿施工面積833.96m2、泄洪深孔3468.99m2、泄洪表孔2018.22m2、壩后永久橋3334.42m2、深孔檢修橋機(jī)134.67m2，采用預(yù)制混凝土模板技術(shù)施工后，可節(jié)約大量勞動(dòng)力和設(shè)備，其中節(jié)約工作日約946天，鋼結(jié)構(gòu)制安部分增加，質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)顯著降低，施工進(jìn)度和效率明顯提升。

5 結(jié)束語(yǔ)

傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土施工倒懸牛腿方法資源投入大，施工進(jìn)度緩慢，存在各種風(fēng)險(xiǎn)。白鶴灘大壩上下游倒懸牛腿結(jié)構(gòu)采用預(yù)制混凝土模板技術(shù)施工后，避免后續(xù)倒懸部位大量模板的拆除作業(yè)，有效降低施工難度和質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)，且預(yù)制模板在后方廠內(nèi)加工，施工相對(duì)靈活，采用流水式批量作業(yè)，成型質(zhì)量好，保證大壩上下游永久外露面體型達(dá)標(biāo)、整體美觀。