霍福山,王 濤

(中國水利水電第一工程局有限公司,長春,130000)

1 概述

鳳儀航電工程是嘉陵江干流廣元至重慶河段16級開發(fā)中的第 10級,是以發(fā)電和航運(yùn)為主的綜合效益工程,主要由泄洪沖砂閘、廠房、船閘、兩岸擋水壩等建筑物組成。其中,泄洪沖砂閘工程單孔凈寬 12m,閘底板厚 7m～12m,底板高程253.00m～255.00m,溢流面為 WES曲線,采用抗沖耐磨混凝土,閘墩寬度 3m,長度 30m。

泄洪沖砂閘工程溢流面抗沖耐磨混凝土采用拉模施工,施工時(shí)兩側(cè)邊墩已澆筑至 273.0m高程,閘室底板抗沖耐磨混凝土以下已呈階梯狀澆筑完成。沖砂閘溢流面 WES曲線見圖 1所示。

圖 1 沖砂閘WES曲線溢流面示意

2 拉模模板設(shè)計(jì)

拉模模板系統(tǒng)主要由導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)、模體、滾輪機(jī)構(gòu)、壓面平臺、牽引機(jī)構(gòu)、制動裝置等 6部分組成。

2.1 導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)

導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)由預(yù)埋于邊墩的鋼板埋件、軌道取直墊塊、軌道三部分組成。鋼板埋件為 15cm×15cm的鋼板并焊接有 φ12mm爪筋兩根,由于邊墩是先于溢流面開始澆筑,所以邊墩施工時(shí)提前制作并安裝鋼板埋件。

軌道取直墊塊采用 10cm左右長的槽鋼([20mm兩塊,凹面相對焊接)或工字鋼(I20mm),墊塊長度不確定,原因在于邊墩在混凝土澆筑過程中可能存在表面不平整或埋件位置有所移動等因素。軌道取直墊塊與預(yù)埋鋼板焊接固定。

軌道采用[20mm槽鋼,先行根據(jù) WES曲線進(jìn)行彎曲加工,軌道與軌道取直墊塊焊接并固定于兩側(cè)邊墩上。軌道位于溢流面上方 20cm處,每條軌道上每隔 20cm做一道標(biāo)記,用于拉模移動式進(jìn)行參照。導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式見圖 2。

圖 2 導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式

2.2 模體

模體主要由骨架及面板組成。模體骨架采用兩根 I40mm工字鋼,兩根工字鋼之間每隔 3m長采用 [20mm槽鋼相連,以確保模板的整體剛度,骨架底部與面板焊接。面板采用 δ=1.2cm厚鋼板,面板尺寸取決于溢流面孔口寬度、混凝土澆筑時(shí)溫度 (影響初凝時(shí)間)及混凝土澆筑速度,一般取 1.2m～1.5m。面板前部設(shè)置前導(dǎo)板或直接將面板前段向上翹起,以減小模板滑升時(shí)可能出現(xiàn)的阻力;模板的尾部需打磨光滑,以保證模板滑升時(shí)不致拉裂或拉毛混凝土表面。模板骨架前部的兩端設(shè)有吊鉤作為牽引點(diǎn)。工字鋼骨架兩側(cè)端頭與滾輪機(jī)構(gòu)相接。

2.3 滾輪機(jī)構(gòu)

模體工字鋼骨架兩端各設(shè)有一個(gè)滾輪,整個(gè)模體共四個(gè)滾輪,滾輪機(jī)構(gòu)的滾輪需提前加工制作。因采用 [20mm槽鋼作為軌道,滾輪尺寸及滾動面傾角參照 [20mm槽鋼尺寸;因模體兩側(cè)各有兩個(gè)滾輪,考慮到 WES曲線特性及兩滾輪間距離,滾輪制作時(shí)與 [20mm槽鋼軌道預(yù)留5mm起浮空間。上述滾輪能自動校正模板提升時(shí)產(chǎn)生的偏差,并能承受自重、混凝土澆筑時(shí)的浮托力和沿滾輪軸向的橫荷載。

2.4 壓面平臺

壓面平臺可根據(jù)具體情況,選擇是否設(shè)置成可調(diào)傾角式。壓面平臺位于模體尾部下端,與模體間通過連接件連接,無論模體移動到 WES曲線堰面什么位置,都必須保證壓面平臺與混凝土面的距離≤200mm,用于模板拉動后施工人員進(jìn)行混凝土表面處理。壓面平臺可根據(jù)具體情況,采用鋼筋、跳板等其他材料制作。

2.5 牽引機(jī)構(gòu)

拉模的牽引機(jī)構(gòu)主要有手動葫蘆和卷揚(yáng)機(jī)兩種,本文推薦采用手動葫蘆。手動葫蘆造價(jià)低、固定方便,對于拉模的移動操作性較強(qiáng)。每塊模板設(shè)置四個(gè)手動葫蘆,其中三個(gè)進(jìn)行牽引,另外一個(gè)備用。牽引的同步性主要靠操作人員通過軌道上的標(biāo)記控制。

2.6 制動裝置

拉模施工是根據(jù)混凝土施工情況進(jìn)行。因牽引機(jī)構(gòu)采用手動葫蘆本身具有制動效果,但由于WES曲線特性,在一個(gè)堰面的拉模過程中,很難為手動葫蘆找到可以一勞永逸的固定點(diǎn),因此在切換手動葫蘆固定點(diǎn)時(shí),需要第三個(gè)手動葫蘆采用制動裝置。因拉模滾輪與槽鋼軌道尺寸緊密,所以選取制動時(shí)較為方便,可根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際情況選取摩擦系數(shù)較大的材料 (如橡膠、木塊等)或直接利用第三個(gè)手動葫蘆。建議兩種方式同時(shí)采用。

3 模板施工

3.1 模板配置數(shù)量

泄洪沖砂閘工程共計(jì) 8.5孔,即溢流面板共8.5塊,采用跳倉式施工方法,根據(jù)工期要求配2套模板?？紤]到先裝導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)后吊入模板,軌道共配 4套,每套 2條,共 8條軌道。

3.2 模板施工程序

根據(jù)溢流面結(jié)構(gòu)特點(diǎn),高程 261.5m以下基礎(chǔ)部分和壩下 0+010m以上迎水面,采用組合剛模板施工;壩下 0+010m以下背水面 (即WES溢流面),采用拉模施工。

(1)由于邊墩是先于溢流面開始澆筑,所以邊墩施工時(shí)提前制作并安裝鋼板埋件,用以固定導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)。

(2)WES曲線溢流面拉模施工前,因邊墩施工后可能存在尺寸誤差,應(yīng)先復(fù)測預(yù)埋的鋼板埋件,以確定導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)中各取直墊塊的尺寸。待確定并安裝固定取直墊塊后,將拉模軌道焊接于取直墊塊上,此時(shí)導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)完成。

(3)拉模模體運(yùn)輸至施工作業(yè)面較貼近軌道處后,安裝手動葫蘆并以此將拉模模體牽引至軌道上。

(4)在混凝土澆筑前進(jìn)行試?yán)瓕?shí)驗(yàn)。

(5)在混凝土澆筑過程中,負(fù)責(zé)牽引系統(tǒng)的工作人員要確保拉模模體兩端均衡提升,并安排專人負(fù)責(zé)拉模模體的制動。

(6)混凝土澆筑完成后,在將拉模模體制動的同時(shí),摘除手動葫蘆等牽引機(jī)構(gòu),再由吊車將拉模模體運(yùn)至下一工作面。

3.3 拉模施工操作工藝

3.3.1 施工前準(zhǔn)備及技術(shù)交底

因拉模結(jié)構(gòu)簡單、操作簡捷,拉模提升過程中只需三名操作人員及一名技術(shù)負(fù)責(zé)人員即可(需晝夜不停施工時(shí),配備人員加倍)。但導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)安裝及軌道復(fù)核時(shí),需有測量人員全程跟蹤,以保證軌道的安裝高程及水平位置符合設(shè)計(jì)圖紙要求。

拉模施工前,應(yīng)根據(jù)拉模施工圖紙及有關(guān)規(guī)定要求,對具體操作及負(fù)責(zé)人員進(jìn)行交底。其中,導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的焊接復(fù)核工作及牽引機(jī)構(gòu)、制動機(jī)構(gòu)的操作應(yīng)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)。

3.3.2 試?yán)?/p>

拉模安裝完成后,首先將其空拉到堰頂,并對牽引、制動設(shè)備和模板本身進(jìn)行全面檢查。如試?yán)^程中沒有任何問題,可將模板退回到初始位置。如發(fā)現(xiàn)問題,應(yīng)及時(shí)處理,確保混凝土澆筑過程中的模體正常運(yùn)行。

3.3.3 正常提升

在澆筑混凝土過程中,根據(jù)倉面溫度、混凝土強(qiáng)度等級等因素,確定模板提升時(shí)間間隔。一般情況下,混凝土強(qiáng)度達(dá)到 0.1MPa～0.2MPa(出?；炷潦謮河兄负?時(shí)開始提升模板。拉?；炷翝仓?yīng)遵守以下規(guī)定:

(1)每次提升前應(yīng)嚴(yán)格檢查并排除阻礙提升的障礙物 (包括粘在模板和滾輪上的砂漿及鋼筋上的油漬),因故中途停止提升時(shí),必須執(zhí)行制動措施?；炷翝仓^程中應(yīng)分層、平起、從拉模兩端向中間對稱、均勻地下料。

(2)振搗混凝土?xí)r,不得將振搗器觸及預(yù)埋筋、鋼筋、模板和軌道,模板拉動時(shí)嚴(yán)禁振搗混凝土。

(3)平均每次滑升行程 30cm～50cm,根據(jù)WES曲線特性,在傾角較大處,提升的行程應(yīng)適量減小,間隔時(shí)間也應(yīng)適量加長。

(4)在正常提升過程中,技術(shù)負(fù)責(zé)人員應(yīng)重點(diǎn)檢查牽引系統(tǒng)和制動系統(tǒng),并指揮操作人員確保模板兩端提升同步。

4 拉模施工小結(jié)

對于沖砂閘 WES曲線溢流面采用拉模施工,具有施工速度快、曲線準(zhǔn)確、表面平整度好等優(yōu)點(diǎn)。除此之外,本次拉模設(shè)計(jì)還具有以下優(yōu)點(diǎn):

(1)因?qū)к墮C(jī)構(gòu)的埋件埋設(shè)于邊墩內(nèi),所以需先行澆筑邊墩,再澆筑溢流面。這樣,雖增加了上下作業(yè)面的交叉作業(yè),但只要安全措施控制得當(dāng),即可實(shí)現(xiàn)溢流面及邊墩施工的同時(shí)進(jìn)行,從方案的選擇上節(jié)省了工期。

(2)操作簡單。拉模提升過程中操作人員僅需三人,二人負(fù)責(zé)牽引機(jī)構(gòu),一人負(fù)責(zé)模板檢查及制動系統(tǒng)。

(3)節(jié)省材料。本次拉模設(shè)計(jì)所使用的材料,除預(yù)埋于邊墩內(nèi)的埋件和根據(jù)軌道加工的滾輪外,均可再利用 (槽鋼、工字鋼、鋼板)。

(4)軌道甚至整個(gè)導(dǎo)軌機(jī)構(gòu),均位于 WES曲線溢流面上方,不會因?qū)к墮C(jī)構(gòu)影響溢流面整體外觀和表面質(zhì)量。

(5)軌道通過可調(diào)節(jié)大小的取直墊塊固定于邊墩上,軌道不受邊墩混凝土澆筑后線型控制好壞的限制。

(6)滾輪完全根據(jù)槽鋼軌道進(jìn)行特制加工,可謂 “嚴(yán)絲合縫”。因尺寸的限制,滾輪在正常提升過程中即可正常滾動又無法脫離軌道,并能承受自重、混凝土澆筑時(shí)的浮托力和沿滾輪軸向的橫荷載。

5 結(jié)語

鳳儀航電工程泄洪沖砂閘 WES曲線溢流面拉模施工時(shí),正值安全度汛的搶工期階段,溢流面的抗沖耐磨混凝土澆筑倍受業(yè)主、監(jiān)理及設(shè)計(jì)單位關(guān)注,經(jīng)過半個(gè)月左右的拉模施工,高質(zhì)、高效地完成了溢流面抗沖耐磨混凝土的澆筑,也同時(shí)確保了防洪度汛的節(jié)點(diǎn)工期,得到了業(yè)主及監(jiān)理單位的高度認(rèn)可。