免拆模板在雙江口水電站工程中混凝土薄弱部位的應(yīng)用

李培豐

(中國(guó)水利水電建設(shè)工程咨詢北京有限公司，北京 100024)

1 工程概況

雙江口水電站是大渡河流域水電規(guī)劃“3庫(kù)22級(jí)”開(kāi)發(fā)方案的第5個(gè)梯級(jí)，為大渡河干流上游控制性工程，工程開(kāi)發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主。水庫(kù)正常蓄水位2500m，總庫(kù)容28.97億m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容19.17億m3，具有年調(diào)節(jié)能力。電站裝機(jī)總?cè)萘?000MW，多年平均發(fā)電量77.07億kW·h。

雙江口水電站為Ⅰ等大(1)型工程，樞紐工程由礫石土心墻堆石壩(最大壩高312m)、泄水建筑物、地下引水發(fā)電系統(tǒng)等組成。泄水建筑物包括右岸洞式溢洪道、深孔泄洪洞、放空洞和左岸豎井泄洪洞。豎井泄洪洞與3號(hào)導(dǎo)流洞結(jié)合布置，豎井段采用旋流消能方式。放空洞與2號(hào)導(dǎo)流洞結(jié)合布置，采用有壓隧洞接無(wú)壓隧洞型式。各泄洪、放空洞出口均采用挑流消能方式。引水發(fā)電系統(tǒng)布置于左岸，采用首部式廠房布置方案，采用“單管單機(jī)供水”及“兩機(jī)一尾調(diào)室一尾水隧洞”的布置格局。主廠房長(zhǎng)214.7m，頂拱跨度28.3m，最大開(kāi)挖高度67.32m。

電站進(jìn)水口布置在左岸岸邊，通過(guò)人工開(kāi)挖后布置4臺(tái)機(jī)組所需的進(jìn)水口，進(jìn)水口為塔式結(jié)構(gòu)。進(jìn)水塔呈“一”字形直線并排布置，前緣總寬度112.6m，塔體順?biāo)飨蜷L(zhǎng)33.70m，塔體前緣開(kāi)挖高程2397m，塔基開(kāi)挖高程2395m，進(jìn)水塔底板高程2400m，塔頂高程2508m，塔總高113.00m，內(nèi)設(shè)攔污柵、檢修閘門、工作閘門、通氣孔，頂部設(shè)有儲(chǔ)門槽、儲(chǔ)柵槽、電纜溝、配電房等，閘墩之間布置有橫撐304根、縱撐120根；塔身后背回填混凝土，回填高程2420～2455m，1號(hào)進(jìn)水塔背后設(shè)有一座寬8m的交通橋與15號(hào)公路相連，電站進(jìn)水塔后為20.9m長(zhǎng)的漸變段，與壓力管道相連。

2 免拆模板應(yīng)用

目前，免拆模板又稱快易收口網(wǎng)，在我國(guó)三峽水利樞紐、二灘水電站、小浪底水利樞紐等大型工程已推廣使用，均取得較好的效果。免拆模板能夠發(fā)揮普通模板支撐作用，同時(shí)又可在混凝土澆筑完成后不予拆除，直接進(jìn)行相鄰混凝土的繼續(xù)澆筑施工。由于免拆模板施工只需安裝加固模板和外側(cè)支撐構(gòu)件即可，與傳統(tǒng)混凝土模板相比減少了澆筑后拆模與人工鑿毛工序，大大節(jié)約了混凝土備倉(cāng)時(shí)長(zhǎng)，加快混凝土施工進(jìn)度，故能夠節(jié)省模板拆除和人工鑿毛費(fèi)用，降低施工總成本。在大中型水利水電工程大體積混凝土澆筑過(guò)程中，一般閘門槽的設(shè)計(jì)尺寸較大，高度較高，門槽多，閘門槽一期模板拆除施工時(shí)安全風(fēng)險(xiǎn)突出，在拆模過(guò)程中作業(yè)人員稍有不慎，極易出現(xiàn)高空墜落和物體打擊等傷害行為，導(dǎo)致生產(chǎn)安全事故和人員傷亡事故發(fā)生，故其在施工方面大大降低了安全事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。另外，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，免拆模板比傳統(tǒng)模板更具有排氣性，尤其對(duì)低坍落度混凝土(表面淺層氣泡較難排除)尤為適用。由于立面具有小的網(wǎng)孔，較利于排氣和排水，混凝土表面氣泡將大大降低，減少混凝土內(nèi)多余的自由水，在提高混凝土強(qiáng)度的同時(shí)混凝土外觀質(zhì)量可得到顯著的改善。

由于金屬模板網(wǎng)具有重量輕的特點(diǎn)，強(qiáng)度和剛度應(yīng)能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)混凝土施工要求。在水利水電工程中主要廣泛用于垂直施工縫面，普遍用于一期閘門槽的施工，亦可用于同一倉(cāng)內(nèi)的兩種不同級(jí)配或不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土同時(shí)入倉(cāng)澆筑。

3 免拆模板施工技術(shù)應(yīng)用

電站進(jìn)水塔(見(jiàn)圖1)高度達(dá)到113m，共設(shè)有4處門槽，有攔污柵槽32個(gè)，疊梁門槽32個(gè)，檢修門槽4個(gè)，快速門槽4個(gè)，自前向后依次為攔污柵槽、疊梁門槽、檢修門槽、快速門槽，均為垂直方向。門槽尺寸分別為：160cm×45cm、160cm×45cm、120cm×60cm、330cm×90cm。如采用木模板和鋼模板施工，模板安拆工程量較大，拆模與鑿毛工序安全風(fēng)險(xiǎn)較高，故申請(qǐng)采用免拆模板代替木模板和鋼模板，免拆模板正式使用前首先開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)工藝試驗(yàn)，在進(jìn)水塔底部混凝土部位選取6倉(cāng)開(kāi)展工藝試驗(yàn)。

圖1 進(jìn)水口塔體結(jié)構(gòu)(高程以m計(jì)，尺寸以cm計(jì))

施工工藝為：兩側(cè)定型鋼模板安裝→免拆模板外側(cè)支撐構(gòu)件加工→支撐構(gòu)件、免拆模板網(wǎng)安裝固定→門槽插筋安裝固定→混凝土澆筑→支撐構(gòu)件拆除。一般采用鋼筋加工成型的90°直角肋條和普通拉模筋構(gòu)成的支撐構(gòu)件，其直角肋條支撐尺寸為：直徑不小于16mm的鋼筋，上下間距為15～20cm，左右間距為20cm，支撐構(gòu)件與免拆模板采用鐵絲綁扎，且支撐構(gòu)件與免拆模板的肋正交布置，就能夠達(dá)到支撐不變形和不位移目的。

在安裝施工前應(yīng)按照生產(chǎn)廠家說(shuō)明書和施工方案組織對(duì)模板作業(yè)人員進(jìn)行詳細(xì)技術(shù)、質(zhì)量交底。本工程采用的免拆模板的規(guī)格尺寸為：?jiǎn)螇K300cm×45cm，厚度0.15cm，外凸網(wǎng)孔大小0.8cm×0.5cm，豎向肋間距為9cm，兩肋之間有豎向4排網(wǎng)孔，孔間距0.5cm。免拆模板有正反面和上下區(qū)別，有凸出小網(wǎng)孔的屬于正面，應(yīng)放在混凝土外側(cè)，反面應(yīng)與澆筑混凝土直接接觸，另有凸起的小網(wǎng)孔一面其網(wǎng)孔朝上為上面，正常安裝需將正面朝上，防止漏漿，如正反面或上下安裝錯(cuò)誤，將會(huì)導(dǎo)致混凝土澆筑過(guò)程大量水泥漿液流出，混凝土與免拆模板結(jié)合不密實(shí)，最終導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)蜂窩和狗洞等質(zhì)量缺陷；模板面上下搭接長(zhǎng)度為2～3cm，相鄰模板面左右搭接一個(gè)肋條寬度即可(肋條寬度一般為2cm)。

閘門槽預(yù)埋插筋在免拆模板網(wǎng)安裝固定后開(kāi)倉(cāng)前完成即可，由于需在小網(wǎng)孔上開(kāi)孔預(yù)埋鋼筋，相比較傳統(tǒng)木模板和鋼模板較易開(kāi)孔，但在備倉(cāng)驗(yàn)收和澆筑過(guò)程中，注意盡可能避免鋼筋、混凝土等重物直接碰撞打擊預(yù)埋插筋，否則可能造成預(yù)埋插筋附近的孔洞變大，影響插筋方向，但主要會(huì)造成混凝土水泥漿液過(guò)多地溢流出模板外側(cè)，最終造成門槽附近混凝土表面出現(xiàn)質(zhì)量缺陷?；炷敛捎?～9cm坍落度的常態(tài)C30二級(jí)配混凝土，澆筑過(guò)程中振搗棒不得直接接觸免拆模板，振搗過(guò)程中模板外側(cè)有少許砂漿溢出。在混凝土澆筑36～48h左右拆除免拆模板，觀察與免拆模板接觸部分混凝土質(zhì)量，未發(fā)現(xiàn)不密實(shí)、脫空、狗洞、蜂窩等常規(guī)質(zhì)量缺陷，但存在免拆模板與永久結(jié)構(gòu)面交接部位漏漿，陽(yáng)角不垂直情況。研究發(fā)現(xiàn)由于其厚度較薄，在進(jìn)行模板安裝時(shí)，與大鋼模板之間縫隙較大，還易造成永久混凝土結(jié)構(gòu)面局部出現(xiàn)麻面和蜂窩情況，且陽(yáng)角較難形成90°直角，豎直方向不垂直，影響整體外觀。再次通過(guò)試驗(yàn)調(diào)整免拆模板的安裝工藝，通過(guò)采取發(fā)泡劑封堵，很好地改善了縫隙較大和漏漿嚴(yán)重的問(wèn)題；另在免拆模板與永久結(jié)構(gòu)面模板之間增加∠50×50角鋼，角鋼與大鋼模板之間縫隙使用玻璃膠密封，可很好解決了永久混凝土結(jié)構(gòu)面外觀質(zhì)量較差和陽(yáng)角不垂直的問(wèn)題(見(jiàn)圖2)。

圖2 門槽免拆模板現(xiàn)場(chǎng)安裝

經(jīng)幾次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，拆模后混凝土表面質(zhì)量較好，經(jīng)確認(rèn)免拆模板可以不拆除，模板外側(cè)溢出的水泥漿液經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單沖洗即可，可直接進(jìn)行二期混凝土澆筑，能夠滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。另在施工過(guò)程中減少了拆模和鑿毛兩道工序，降低了模板施工的成本，可以在進(jìn)水塔二期門槽施工中使用。同時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，閘室段同一層內(nèi)采取外側(cè)1.5m厚二級(jí)配、內(nèi)部三級(jí)配混凝土澆筑施工，俗稱“金包銀”。在二級(jí)配與三級(jí)配混凝土分界線位置安裝免拆模板，通過(guò)試驗(yàn)倉(cāng)澆筑，能夠較好保證混凝土質(zhì)量。

4 施工質(zhì)量保證措施

由于免拆模板自身具有較小網(wǎng)孔，剛開(kāi)始澆筑混凝土?xí)r，會(huì)出現(xiàn)少許水泥漿液流出，但在與模板充分接觸密實(shí)后即不再出現(xiàn)漏漿情況。故免拆模板能用于小坍落度90mm以下混凝土，110mm以上坍落度的混凝土和富漿混凝土應(yīng)謹(jǐn)慎使用，且需開(kāi)展工藝試驗(yàn)，防止在施工過(guò)程中出現(xiàn)水泥漿液嚴(yán)重流失，造成混凝土與免拆模板接觸不密實(shí)，輕則蜂窩、麻面，重則不密實(shí)、狗洞等質(zhì)量缺陷。另外，免拆模板在永久結(jié)構(gòu)面交接部位施工應(yīng)高度關(guān)注，由于其厚度較薄，與普通鋼模板厚度偏差較大，在進(jìn)行模板安裝時(shí)，與大鋼模板之間縫隙較大，容易造成永久混凝土結(jié)構(gòu)面出現(xiàn)麻面和蜂窩情況，且澆筑過(guò)程中在免拆模板附近需加強(qiáng)振搗，偶爾會(huì)出現(xiàn)不密實(shí)情況，在混凝土澆筑過(guò)程中應(yīng)在外側(cè)巡視和觀察，每個(gè)網(wǎng)孔均有少量水泥漿液溢出可判斷混凝土與免拆模板結(jié)合密實(shí)，如未發(fā)現(xiàn)水泥漿液，說(shuō)明混凝土與免拆模板網(wǎng)結(jié)合不密實(shí)，督促作業(yè)人員重新振搗直至密實(shí)；在混凝土澆筑完成后由于免拆模板外側(cè)掛有水泥漿液，可采用高壓沖毛水槍進(jìn)行沖洗，將水泥漿漬全部沖洗干凈，確保免拆模板與二期混凝土層間結(jié)合良好。

最后應(yīng)關(guān)注采購(gòu)的免拆模板質(zhì)量，經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)查，目前市場(chǎng)上存在部分免拆模板網(wǎng)產(chǎn)品質(zhì)量較差，不能很好地實(shí)現(xiàn)免拆模板的各項(xiàng)功能，發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。故在進(jìn)行免拆模板采購(gòu)前應(yīng)經(jīng)過(guò)多次市場(chǎng)咨詢，必須采用正規(guī)廠家生產(chǎn)的合格產(chǎn)品。

5 施工要點(diǎn)

采購(gòu)符合要求的正規(guī)廠家生產(chǎn)的免拆模板，同時(shí)須有生產(chǎn)許可證、質(zhì)檢合格證、質(zhì)量保證書。另外需注意免拆模板有正反和上下之分，安裝前需進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底。免拆模板用于二級(jí)配或三級(jí)配小坍落度混凝土效果較好，混凝土坍落度宜在90mm以下，10mm以上應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，120mm以上漏漿嚴(yán)重，不建議使用，否則容易導(dǎo)致混凝土內(nèi)部出現(xiàn)蜂窩、脫空等不密實(shí)情況。

使用前，應(yīng)開(kāi)展多次現(xiàn)場(chǎng)工藝試驗(yàn)，試驗(yàn)完成后免拆模板全部拆除，觀察混凝土外觀質(zhì)量，確認(rèn)能夠滿足設(shè)計(jì)或規(guī)范要求，并經(jīng)設(shè)計(jì)單位確認(rèn)同意后方可申請(qǐng)使用。此類免拆模板不能直接用于結(jié)構(gòu)面，與結(jié)構(gòu)面交接部位需另外安裝角鋼，在免拆模板與鋼模板間發(fā)揮過(guò)渡作用，一方面可以確保門槽邊線陽(yáng)角垂直，另一方面可以避免在永久結(jié)構(gòu)面混凝土表面出現(xiàn)麻面情況。

6 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)門槽、攔污柵等一期混凝土薄弱部位現(xiàn)場(chǎng)工藝試驗(yàn)，使用免拆模板可提高施工安全性，加快施工進(jìn)度，節(jié)約模板成本，降低工程造價(jià)。由于不同工程、不同部位混凝土的級(jí)配和坍落度不盡相同，建議在其他部位或工程使用前均應(yīng)開(kāi)展相應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)工藝試驗(yàn)，滿足質(zhì)量要求后方可進(jìn)行使用。