碾压混凝土重力坝悬卡模板施工技术应用.pdf

第 8期 2 0 1 2年 8月 广东水利水 电 GUANGD0NG WATER RES 0URCES AND HYDROPOW ER N o ． 8 Aug ．201 2 碾压混凝土重力坝悬卡模板施工技术应用 马 芳 ( 广东省水电集团有限公 司，广东 广州 5 1 1 3 4 0 ) 摘要 ：广东惠州抽 水蓄 能电站 下水库 大坝主坝 为典型的碾压 混凝 土重 力坝 ，该 工程 由于工期 紧 ，对质量要 求高 ，为满 足施工要求，设计采用了新型的坝面模板——悬卡模板。现场施工应用表明，该模板安装牢固，安拆方便 ， 可加 l~．x - 进度 ，提 高混凝土外观质量。该文从悬卡模 板结构设 计、使 用等方面进行 了介 绍。 关键词 ：质量管理 ；施工进度 ；成本碾 压试验 ；悬卡模板 中图分类号 ：T V 6 4 2 ． 3 文献标识码 ：B 文章编号 ：1 0 0 8— 0 1 1 2 ( 2 0 1 2 ) 0 8—0 0 8 3— 0 3 在水利水电工程建筑施工过程 中，模板的选取相 当重要 ，模板类型 的采用恰 当是否 ，直接影响工程施 工进度以及已浇筑混凝土的外观形象。由于多卡悬臂 模板柝除方便 ，操作安全 ，易于掌握 ，浇筑 的混凝土 外观质量美观，已经成为大体积混凝土普遍采用 的模 板形式。 1 惠蓄下水库大坝土建工程概况 广东惠州抽水蓄能电站下水库大坝主坝为典型 的 碾压 混凝 土 重 力 坝 ，坝 顶 长 为 4 5 0 m，最 大坝 高 为 5 5 ． 1 7 m，坝底最大宽为 4 0 ． 1 7 m，坝顶宽度为 7 m。坝 体上游面铅直 ，下游面坝坡为 1 ： 0 ． 7 5 。坝体混凝土方 量为 2 5万 m ( 其 中碾压混凝土为 2 3 万 m ) ，坝基等其 它常态混凝土为5万 m 。原则上要求混凝土采用大仓 面碾压的形式 ，而且层 间间隙只有 3～4 d时间。如此 混凝土浇筑速度 ，采用常规 的散装 、散拆普通模板难 以达到要求。针对这些情况 ，并考虑到碾压混凝土上 升速度较快 混凝土强度较低 ，大吨位的起重设备不 大适宜用于仓面 ，因此惠蓄电站下水库大坝主坝决定 改进 目前 的悬臂模 板，采用设计结构轻巧 、安装快捷 的悬臂模板形式。 2悬卡模板 悬卡模板的主要特点是使用“ 多功能节” 代替多卡 模板的卡式机构 ，改进设有钢支腿的悬臂模板的安装、 调校和固定方式 ，使模板安拆操作方便 ；并在模板上 设置分缝线 ，以解决常规模板漏浆 、混凝土表面挂帘 的现象 ，还可提高坝面混凝土的外观效果 。 悬卡模板的设计主要针对大坝坝面而设计 ，其特 点是坝面没有钢筋 ( 或钢筋极少并且保护层较深) 。悬 卡模板 由面板、钢架 、支腿 、承力螺栓和撑杆螺栓组 成。传力次序依次是 ：混凝土侧压力一模板面板一钢 架一支腿一 承力螺栓 ( 受拉 ) 撑杆螺栓 ( 受压 ) 。其 中，承载承力螺栓布置在支腿上部 ，由预埋螺栓 、锥 形螺母 、多功能节、紧 固螺栓 4部分组成 ，根据混凝 土和模板施工的不同阶段安装各部分 ：混凝土浇筑时 安装预埋螺栓和锥形螺母 ，模板起 吊时安装多功能节 ， 模板调校固定时安装紧 固螺栓 。撑杆螺栓布置在模板 支腿下部 ，联合承力螺栓来校正并 固定模板( 如图 1 ) 。 图 1 悬 卡模板 示意 收稿 日期 ：2 0 1 2— 0 5— 0 3 ；修 回 日期 ：2 0 1 2— 0 6— 0 4 作者简介：马芳( 1 9 7 8一) ，女，本科 ，工程师 ，主要从事水利水电工程施工管理工作。 8 3 2 0 1 2年 8月 第 8期 马芳 ：碾压混凝土重力坝悬卡模板施工技术应用 N o ． 8 A u g ．2 0 1 2 2 ． 1 悬卡模板结构 悬卡模板由模板面板、模板 刚架 、模板支腿 、承 力螺栓 、撑杆螺栓等构成 ，另外还设有其它附属结构 ， 如走道板 、爬梯 、栏杆等。其中，模板支腿为可拆卸 式 ，以适应首次从地 面浇筑混凝土 的情况 。承力螺栓 部分除预埋螺栓外 ，其它部件均可拆卸周转使用 ，而 且螺栓分节安装 ，适应模板提升 、受力 的不同阶段 。 1 )面 板 碾压混凝土上游面为铅直 、下游面坡度为 1 ： 0 ． 7 5 的重力坝型 ，整个升层为水平上升。综合 了施工进度 安排 、模板资金投入 、常用模 板的模数 ，确定混凝土 升层高度和模板垂直高度均为 1 ． 5 m，单块模板水平宽 度为 3 ． 0 m。由此 ，模板面的幅面 为：上游面为 1 ． 5 m 3 ． 0 m，下游面为 1 ． 8 7 5 m3 ． O m。增设 的分缝线采 用 ／-4 0 m m的角钢焊接到面板 ，半角 占 3 0 mm的宽度 ， 故实际上面板 的尺寸是 ：上游坝 面为 1 ． 5 6 m3 ． O m、 下游面坝为 1 ． 9 3 5 m X 3 ． O m。 面板钢板厚 为 4 mm，正面焊接 ／-4 0 m m 的角钢作 为分缝线 ，其作用主要有 3个 ：减少混凝土漏浆 、便 于模板提升对位 、提高混凝 土外观质量。面板背面横 肋采用小槽钢 [ 6 ． 3 @3 0 0 ra m，竖肋采用小角钢 ／_ _ 6 3 5 @6 0 0 mm。周边均布置有加强肋。 2 )钢架 模板钢架用以固定模板面板 ，其作用是加强模板 的刚度 ，使模板安装时无需另外安装围檩。 钢架主架设 2架 ，间距为 1 ． 8 m，每架为 2[ 1 6 槽钢。主架上焊有预埋螺栓定位孔板 、承力螺栓承力 板 以及和支腿 连接 的连接板。次架采 用 ／_ 6 3角钢制 作 ，分横杆 、竖杆和斜杆 ，连件之间主要 以钢板过渡 焊接连成一体。 钢架上部和下部均设有水平面，用以铺设走道板。 3 )支腿 悬卡模板设 2条钢支腿 ，和模板钢架相对应 ，主 腿架为 2架 2 X[ 1 6的槽钢 ，单腿为 “ 背靠 背” 形 式 ， 槽钢间距为 1 2 0 ra m，自然形成一个通道 ，以安装承力 螺栓并在模板提升时可 以顺槽 间隙滑升。支腿主架上 焊接水平钢板与模板钢架采用钢板螺栓连接 ，支腿可 随时安装或拆卸 ，以满足在地面上首次浇筑混凝 土时 空问高度不足的情况下安装模板 。支腿主架下部设有 撑杆螺栓 的承力钢板 次腿架全部 采用 ／_ 6 3角钢制 作 ，下部杆件设为水平 ，以方便铺设下层走道板。 4 )承力螺栓 承力螺栓为一组合形式 ，由预埋螺栓 、锥形螺母 、 连接多功能节和紧固螺栓 4部件组成。 ① 预埋螺栓 8 4 预埋螺栓 的不可拆卸部分 ，预埋于混凝土 中，是 承力螺栓固定 的部分 ，包括锚爪或弯钩和栓杆 2部分 。 锚爪是 3 6 1 4钢筋 ，每根长为 0 ． 5 m。 ② 锥形螺栓 是承力螺栓固定部件和活动部件的连接件 ，包括 锥面和退栓卡槽。其锥头与预埋螺栓的栓杆栓接 ，尾 部与多功能节栓接。当混凝 土浇筑完成 、多功能节旋 出后 ，用工具卡通过退栓卡槽将锥形螺母旋出即可重 复利用。 ③ 多功能节 多功能节为承力螺栓中间连接部件 ，包括内接栓 头 、退栓卡 口、模板承力 面、限位坎和外接栓 口。内 接栓头栓接到锥形螺母中 ，利用锥 形螺母提供的锚 固 力使模板承力面承受提升模板 时放置模板的 自重 ，退 栓卡 口则为方便采用工具拧出多功能节 ，限位坎使模 板能在限定的活动范 围内移动但不致滑脱 ，外接栓 口 提供紧固螺栓 的锚 固点 。 ④ 紧固螺栓 是承力螺栓 的锁定 紧固件部分，包括 ：螺栓 、垫 片、退栓卡 口和螺母 ，将模板传递来 的拉力传 递到承 力螺栓。 5 )撑杆螺栓 撑杆螺栓设于支腿下部，其作用是将模板侧压力 传递到混凝土面。 撑杆螺栓采用 中 6 0的中碳钢加工 而成 ，包括螺栓 和退栓卡 口2部分。在模板支腿上设有承力钢板 ，钢 板上对应位置焊接有螺母 ，撑杆螺 栓旋人螺母 内承受 外力。另外 ，通过撑杆螺栓的旋进 旋出，可调 整悬 卡 模板的倾斜度 ，达到调校模板 的作用。 6 )附属结构 悬卡模板 的附属结构 ，主要是面板分缝线 、模板 爬梯、模板走道板、模板栏杆 、安全 网等 ，是施工时 方便施工、安全操作等的需要 。 ① 模板分缝线 模板面板边上焊 ／_4 0角钢作为模板 的分缝线 ，其 作用有 3个 ：a止浆。由于为嵌入式 ，混凝 土浇筑时 水泥浆基本不会绕渗 出模板 ，从 而达到止浆 的 目的 ， 避免了混凝土 出现漏浆 、挂 帘的现象 。b模 板定 位。 每次拆模后 ，缝线 自然形成 凹槽 ，下次安装模板 时 ， 只要将分缝线对准凹槽 即可定位。c刻画混凝土线条。 分缝线具有一定的宽度 ( 6 e ra) ，当模板拆 除后 ，远观 大面积混凝土面时 ，整齐的混凝土分缝线就会突 出显 示 ，犹如贴面砖一般 ，从而提高混凝土面的外观效果 。 ② 模板走道板 悬卡模板走 道板设 3层 ，即底层 、中层和 面层。 2 0 1 2年 8月 第 8期 广东水利水 电 N o ． 8 A u g ．2 0 1 2 底层走道板采用铅丝网固定 ，既可作走道板 ，又可当 防护网。中层和顶层走道板采用木板铺设 。 2 ． 2 悬卡模板安装 悬卡模板的安装采用仓面起重机 吊装 ，安装人员 配备 ：起重机手 1人，起吊指挥手 1人 ，模板安装操 作手 2人。首层安装时，将模板 的支腿卸除，按照普 通大模板的支模方式安装模板，并把 预埋螺栓预埋固 定 。当完成首层混凝土浇筑并且混凝 土达到一定强度 后 ，即安装悬卡模板 的安装流程循环安装。安装流程 如下 ： ① 浇筑混凝土时 ，将预埋螺栓预埋到混凝土 中， 并拧上锥形螺母 ； ② 将多功能节拧人锥形螺母中并锁定 ； ③ 将模板 吊到多功能节上 的模板承力面，依靠模 板质量和多功能节的限位坎使之 自稳 ； ④ 将紧固螺栓拧人多功能节 中，并联合撑杆螺栓 调节校核模板 ，定位好后锁定紧固螺栓进行模板 固定 ； ⑤ 安装预埋螺栓到定位孔 中并固定 ，然后浇筑混 凝土 、等强； ⑥ 将紧固螺栓旋出多功能节 ，再将撑杆螺栓稍旋 出以将模板面脱离混凝土面； ⑦ 将悬卡模板 吊离混凝 土面约 2 0 c m，安装 多功 能节到锥形螺母 中并锁定 ，并将下层的多功能节和锥 形螺栓取出，修补螺栓孔 ，完成一个安装循环。 2 ． 3 悬卡模板较传统大幅模板的优缺点 悬卡模板是结合 了翻转模板和多卡模板 的特点而 制作的，它汲取 了翻转模板 的钢架结构受力特点，改 进了多卡模板的卡式机构为以多功能节为代表 的承力 螺栓结构 ，并将模板 的调节结构 由中部改为下部的撑 杆螺栓 ，增设模板面板的分缝线和模板钢架下部施工 平台( 即下层走道板) 。其结果是 ，使模板 的多功能节 结构简单 ，受力 明确清晰，模板调校较为快捷并符合 操作习惯( 正常情 况下 ，从松模 到安装 固定 ，每块垂 直模板平均只需 8～1 2 rai n ，斜面模板平均只需 1 0～ 1 5 ra i n ) ，模板的固定更具保 障，施工费用低 ；并且模 板面板 的分缝线达到 了止浆 、模板定位 、提高混凝土 面观感质量的效果( 如图2 ) 。 图 2 悬卡模板施工的混凝土外观效果 3结语 本 文 从设 计 和安 装 方 面 描 述 了新 型 的坝 面 模 板——悬卡模板 ，其模板装拆工序简单 、工效高 、刚 度大、整体性好 、表面平整光 滑，提高了混凝土外观 质量，此外 ，模板因周转次数高 ，节省了资金 ，从使 用前试验 、优化改进到大面积应用 ，取得了较好 的施 工效果。碾压混凝土筑坝技术具有缩短工期 、降低成 本 、节约水泥等优点 ，而悬卡模板在大面积幅面的混 凝土施工过程 中有利于加快施工进度 ，提高混凝土外 观质量 ，具有推广性。 ( 本文责任编辑王瑞兰) 8 5