薄壁空腔帶弧多面體預制塊預制方法

仇玉生

（中國水電建集團十五工程局有限公司，陜西 咸陽 712000）

突尼斯梅萊格大壩位于突尼斯卡夫省西北部，距Kef市西北約13km。其主要作用是灌溉和防洪，屬大（II）型工程。樞紐工程由非常泄洪道、右岸均質(zhì)土壩、導流洞、硬質(zhì)填料主壩、左岸1號副壩和左岸2號副壩等組成，業(yè)主咨詢單位設(shè)計；過水圍堰、水工金屬結(jié)構(gòu)及液壓設(shè)備、永久道路和永久供電線路由承包商設(shè)計施工。

1 鉸鏈裝置方法的特點

（1）預制塊模板和施工機具結(jié)構(gòu)簡單、制作成本低、操作方便、施工現(xiàn)場適應性強、周轉(zhuǎn)次數(shù)多。

（2）因地制宜、施工工藝簡單、施工成本低。

（3）均使用通用機具和設(shè)備，設(shè)備投入少。

2 鉸鏈裝置方法的適用范圍

適用于類似的硬質(zhì)填料壩，同時對于薄壁空腔預制構(gòu)件也有參考意義。

3 鉸鏈裝置方法的原理

（1）外模與內(nèi)模分離，模板設(shè)計時將內(nèi)模與外模分離，方便安裝鋼筋和排水管。（2）當混凝土澆筑完成具備拆模條件時，通過內(nèi)模的折疊裝置使內(nèi)模與混凝土面分離，縮小內(nèi)模張開空間，以達到順利拆除內(nèi)模的目的。（3）總體上先分離，后整體，再分離。（4）工序流水化作業(yè)，互不干擾和影響，能成批預制，效率高。（5）具體設(shè)計如圖1、圖2所示。

圖1 薄壁空腔預制塊在大壩中組合圖

圖2 薄壁空腔預制塊模板設(shè)計圖（單位：mm）

4 施工工藝流程及操作要點

4.1 鋼筋制作

鋼筋設(shè)計為￠12 T型帶肋鋼筋，在加工廠人工集中制作、下料、彎曲和綁扎。制作完成的鋼筋為三角形鋼筋籠。

4.2 鋼筋安裝

將鋼筋籠放入三角形外模內(nèi)，四周安裝40mm×40mm×40mm的預制墊塊，并檢查鋼筋平整度及其與模板之間的保護層厚度等，若存在問題就進行局部調(diào)整，如圖3所示。

圖3 鋼筋安裝、墊塊和排水管內(nèi)模固定

4.3 內(nèi)模安裝

第一步：將內(nèi)模從外面一段穿入。第二步：打開內(nèi)模，用楔形木塊固定內(nèi)模兩端。第三步：檢查內(nèi)模兩端是否到位和固定情況。具體如圖4、圖5所示。

4.4 混凝土澆筑

第一步：由3t門吊將準備好的模板和鋼筋組合體吊到振動臺就位。第二步：混凝土罐車運輸和入倉混凝土。第三步：人工用鐵鍬平倉，混凝土高出模板邊沿10mm。第四步：振動臺振動，振動時間6～10s，振動2～3次，邊角部位使用￠30軟軸插入式振搗器進行振搗。第五步：頂部人工收面，第一遍使用木抹，第二遍使用鐵抹。具體如圖6～圖8所示。

圖4 內(nèi)模安裝(折疊狀態(tài))

圖5 內(nèi)模固定(打開狀態(tài))

圖6 模板鋼筋組合體就位

圖7 入倉、澆筑

圖8 頂部收面

4.5 混凝土待強

混凝土待強達到2.5MPa時，具備模板拆除條件，可以拆除。拆除過程以拆內(nèi)模時不粘模、不損壞棱角等為現(xiàn)場判定標準。經(jīng)多次反復試驗，拆模時間與溫度關(guān)系如表1所示。

表1 預制塊拆模時間與溫度關(guān)系表

4.6 模板拆除

（1）內(nèi)模拆除。第一步：取掉內(nèi)模的支持楔形塊，在內(nèi)模兩端輕輕敲打，使內(nèi)模折疊。第二步：工人在一端用鐵鉤將內(nèi)模拉出，完成拆除。第三步：將混凝土預制塊和外模整體吊放到養(yǎng)護區(qū)進一步待強。

（2）外模拆除。第一步：松動外面螺栓，并敲打外模周邊，使外模與混凝土形成縫隙。第二步：用3t門吊將預制塊整體吊出，堆放在養(yǎng)護區(qū)進行養(yǎng)護。第三步：清理外模和內(nèi)模，并刷脫模劑。

5 材料和設(shè)備

主要材料如表2所示。主要設(shè)備和工具如表3所示。

6 質(zhì)量控制

（1）質(zhì)量控制標準：執(zhí)行圖紙、合同文件和技術(shù)條款。（2）質(zhì)量控制措施：①混凝土嚴格按照配料單拌制，定時檢測坍落度和出機口溫度。②嚴格執(zhí)行“三檢制”，從鋼筋制作、安裝，模板清理，埋件位置和混凝土澆筑進行驗收和控制。③振搗嚴格按照交底時間控制，保證振搗密實。④把握好拆模時間，保證模板順利拆除，減少對預制塊邊角的損壞。⑤加強養(yǎng)護和預制塊的成品保護。

表2 主要材料表

表3 主要設(shè)備和工具

7 結(jié)果及結(jié)論

通過方案設(shè)計、模板設(shè)計、現(xiàn)場試驗等一系列環(huán)節(jié)，解決了3萬多塊預制塊的預制問題。方案設(shè)計主要比對了可行性和經(jīng)濟性：通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)突尼斯境內(nèi)預制廠，需要定制專門流水線，預制成本高出投標成本，在經(jīng)濟上不可行；同時，當?shù)仡A制廠生產(chǎn)效率低，保證不了數(shù)量和質(zhì)量。因此，選擇國內(nèi)加工模板、現(xiàn)場預制的方案。模板設(shè)計是核心，其中鉸鏈裝置是內(nèi)模拆除的關(guān)鍵，該裝置的作用是當混凝土澆筑完成后，達到初凝時間，通過旋轉(zhuǎn)鉸鏈裝置，縮小內(nèi)模斷面面積，使內(nèi)模與混凝土完全分離，達到拆模的目的，同時能夠保證循環(huán)使用。

現(xiàn)場工藝通過鋼筋制作、模板安裝、混凝土拌制、混凝土澆筑、待強、拆模和養(yǎng)護等環(huán)節(jié)，形成了標準化作業(yè)流程，能流水作業(yè)，提高了預制塊的預制效率，保證了體型尺寸和質(zhì)量，能為后續(xù)安裝提供標準件。在大壩碾壓實驗過程中進行預制塊的安裝實驗，體型、尺寸及質(zhì)量方面均滿足要求。方案總體成功，達到預期目的。預制塊具有支撐面板和排水功能，是大壩壩體設(shè)計的一部分，具有數(shù)量大、預制精度高等特點。通過該方法解決了施工預制難題，節(jié)約了工程成本，提高了施工功效，取得了較好的施工效果。