水库大坝悬臂挂架模板施工技术分析

许琳林

水库大坝悬臂挂架模板施工技术分析

许琳林

（北票市龙潭水库管理处，辽宁 朝阳 122100）

结合辽宁二道沟水库大坝悬臂挂架模板施工实例，通过对其施工方案及施工过程进行研究，从施工工艺的模板、预埋件、悬臂挂架、施工平台、挂架模板五个方面开展设计分析，最后提出了相应的施工质量保证措施。实践表明：通过悬臂挂架模板施工技术，二道沟水库大坝向水面与背水面支模施工得以高质、高效完成，工程施工质量符合设计标准。

大坝；模板施工；悬臂挂架模板；施工技术

1 工程概述

二道沟水库大坝为典型混凝土碾压重力坝，大坝高51m，坝顶廊道长330m，坝底厚40m，水平面与背水面夹角52°，自40.2m处变化为垂直面。溢流坝设置于重力坝中部，共有溢流孔5个，每孔宽10m，属于自由敞开式溢流堰。图1、图2所示分别为水库上游全景图与大坝截面示意图。

图1 水库上游全景图

图2 水库大坝截面示意图（单位：mm）

1 大坝模板施工方案分析

1.1 普通钢模板不足分析

（1）施工质量：普通钢模板单位面积较小，整体组合性不足，固定锚杆多，不易调整，且施工过程中极易导致混凝土漏浆、跑膜现象。此外，普通钢模板施工后，锚杆头外漏较多，处理难度大，使得表面平整度无法保证，混凝土表层施工质量差。

（2）经济成本：大坝普通钢模板施工作业必须依靠数量众多的脚手架与相应扣件，不仅搭设耗时长，且模板的定位、注浆、拆模均需较长时间，为确保不耽误工期，必须大量劳动力同时施工，经济成本较大。

1.2 悬臂挂架模板特点分析

（1）优势：单位面积大，整体组合性良好；模板固定、注浆、拆模便捷、省时；模板固定后调整灵活便利；工艺自带工作平台，工艺简单，节约人力，经济效益好；

（2）不足：悬臂挂架模板施工必须依靠起重机进行提示作业。

通过比较可知，在施工条件允许的情况下，悬臂挂架模板施工效果更好。而二道沟水电站大坝为混凝土碾压重力坝，坝顶能够行驶与停放起重机，故其示意采用悬臂挂架模板工艺。

2 悬臂挂架模板设计分析

2.1 模板设计

模板选用组合钢模板，使用200mm×65mm“L”型钢板制作框架，4mm钢板制作面板，预埋件安装孔间距1700mm，距离模板边界285mm，如图3所示。模板固定于两根竖梁上，其中背水面模板尺寸为3000mm×2300mm；向水面模板尺寸为3000mm×1850mm.

图3 模板拼装结构示意图（单位：mm）

2.2 预埋件设计

预埋件埋设于混凝土内，通过承载螺栓与悬挂座相连，如图4所示。悬挂座自身载荷、施工载荷、风载荷均通过悬挂座传递至承载螺栓，其安装中心偏差值为±5mm。进行预埋件埋设时应先在模板上钻设钻孔后，再用配套的承载螺栓固定。

图4 预埋件结布设构示意图（单位：mm）

2.3 悬臂挂架设计

悬臂挂架依据悬臂梁原理制作而成，为三角形结构，使用75mm×75mm方管与H125mm×125mm钢制成，横梁浅部设置倒U型卡扣一个，用于将模板固定悬挂于悬挂座。其结构示意图如图5所示。

图5 悬臂挂架结构示意图（单位：mm）

2.4 施工平台设计

施工平台共分为两层，上层为模板铺设作业平台，用于模板的安装、调整、定位、拆卸等；下层为施工辅助平台，用于悬挂座安装与拆卸、混凝土表面修补等辅助作业。上下层平台间设置有爬梯，可用于作业人员的移动。其结构示意图如图6所示。

图6 悬臂挂架模板结构示意图

2.5 悬臂挂架模板设计

悬臂挂架模板可分为向水面模板与背水面模板两类，其结构示意图如图6所示。模板整体依靠两个支撑点悬挂于浇筑完成的混凝土上，通过斜撑调控模板垂直度；拆模作业时通过拉动脱模装置拉动模板脱离混凝土面。

3 悬臂挂架模板施工分析

3.1 首层模板施工

首层浇筑只需使用模板进行，在地面设计位置预先埋设45°拉杆用于模板架固定，使用螺栓固定支撑座；待模板固定后，通过螺栓将预埋件固定于模板上并使其同模板面相互垂直；混凝土浇筑完成后，待强度符合设计标准后，先拆除预埋件螺栓，然后拆模。施工示意图如图7所示。

图7 首层模板施工示意图

3.2 第二层模板施工

第二层模板施工前先安装悬臂挂架模板上层部分，并使用螺栓将悬挂架固定于首层混凝土预埋件上，随后通过起重机将模板整体吊起，通过横梁前部倒U型卡口固定于悬挂座上，最后对模板进行逐步调节，待其达到验收标准后使用螺栓将各模板连接为整体，并布设预埋件后进行混凝土浇筑。其施工示意图如图8所示。

图8 第二层模板施工示意图

3.3 第三层模板施工

第二层浇筑混凝土强度达到设计标准后，拆卸下预埋件螺栓与模板连接螺栓，操控斜撑与脱模装置，使模板脱离混凝土面，然后通过起重机吊起模板移至第三层浇筑位置并固定于相应悬挂座上，最后对模板进行逐步调节，待其达到验收标准后使用螺栓将各模板连接为整体，并布设预埋件后进行混凝土浇筑。其施工示意图如图9所示。

图9 第三层模板施工示意图

3.4 其他层模板施工

后续各层模板施工同第三层模板施工，其施工标准流程为：模板后移→模板提升→悬挂座安设→模板安装→预埋件固定→钢筋捆扎→模板清理→混凝土浇筑。

3.5 背水面垂直面模板施工

背水面垂直面模板施工时，需倒置模板进行作业，同时对预埋件埋设进行相应位置调整。其施工示意图如图10所示。

图10 背水面垂直面模板施工示意图

4 施工质量保证措施

（1）模板安装前，全面清理模板表面，刷涂脱模剂；清洁安装位置地面，并在水平面弹设模板就位线，待全部完成再进行模板安装作业。

（2）模板安装校验合格后，对相邻模板间缝隙进行补衬模缝处理，以防止漏浆。进行模板安装、拆除、吊升作业时不可开展交叉作业，且任意单元施工时不可中断作业。

（3）模板与支撑架进行吊升与拆除作业时，施工位置下方必须设置安全警戒线，避免有人进入施工范围；作业时应避免支撑架与模板同周边钢筋的勾挂，一旦发现障碍应及时查明原因并予以排除。悬挂模板支撑架支设时应在下层混凝土强度超过12MPa后方可进行。

（4）混凝土浇筑作业前，先于底部接槎处浇筑5cm同墙体混凝土成分相同的混凝土；混凝土入模时不宜使用吊斗直接灌注，而应通过铁锹进行均匀入模；混凝土首层浇筑高度应控制于500mm，后续每层浇筑作业高度不宜超过1000mm；混凝土下料点分散布设，进行连续浇筑作业，中间间隔不得超过2h。

（5）振捣作业时，振捣棒移动范围不宜超出其半径1.5倍，每次振捣作业时间以混凝土表面出现浮浆且不再沉落为准。

（6）新浇筑浆液强度超过12MPa后方可进行拆模作业，拆模时必须做到不掉角、不粘模、无缝隙。每层混凝土浇筑完成后养护时间不得小于7天。

5 结语

通过使用悬臂挂架模板施工工艺，二道沟水库大坝向水面与背水面支模施工得以高质、高效完工。实际应用表明；悬臂挂架模板施工工艺能够运用于水库大坝施工中，详实的方案设计与现场施工控制，有效保障了施工质量，经验收工程各项指标均符合施工规范要求。

［1］周松鸣，韦彬彬，韦垚垚.富阳市岩石岭水库大坝桥梁模板支架设计［J］.水利建设与管理，2016（05）：37-40+60.

［2］房小波.自流平自密实混凝土在五岳水库输水洞加固薄壁衬砌中的应用［J］.水利规划与设计，2013（11）：68-70.

［3］薛秀清.悬臂大模板在龙华口水电站混凝土大坝施工中的应用［J］.山西水利科技，2013（04）：6-8.

［4］关乐乐，赵方毅，罗钢.重力坝悬臂大型钢模板锚具设计与应用［J］.水利水电施工，2010（06）：34-37.

［5］罗继忠，周政国.导流底孔外支撑装配式悬臂模板的设计与施工［J］.水利水电施工，2013（02）：40-42.

［6］莫大源.多卡悬臂模板在龙滩水电站右岸导流洞混凝土浇筑中的应用［J］.水利水电技术，2003（10）：31-33.

［7］吴金华，裴利民，于忠金.水工混凝土悬臂模板施工工法［J］.水利建设与管理，2011（09）：15-20.

［8］李爱华，王瑞.基于对某水利工程悬臂大模板施工及注意事项的分析［J］.黑龙江水利科技，2011（06）：70-71.

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1008-1305（2017）05-0151-04

10.3969/j.issn.1008-1305.2017.05.046

2016-10-25

许琳林（1979年—），女，工程师。