薄壁空腔带弧多面体预制块预制方法

仇玉生

（中国水电建集团十五工程局有限公司，陕西 咸阳 712000）

突尼斯梅莱格大坝位于突尼斯卡夫省西北部，距Kef市西北约13km。其主要作用是灌溉和防洪，属大（II）型工程。枢纽工程由非常泄洪道、右岸均质土坝、导流洞、硬质填料主坝、左岸1号副坝和左岸2号副坝等组成，业主咨询单位设计；过水围堰、水工金属结构及液压设备、永久道路和永久供电线路由承包商设计施工。

1 铰链装置方法的特点

（1）预制块模板和施工机具结构简单、制作成本低、操作方便、施工现场适应性强、周转次数多。

（2）因地制宜、施工工艺简单、施工成本低。

（3）均使用通用机具和设备，设备投入少。

2 铰链装置方法的适用范围

适用于类似的硬质填料坝，同时对于薄壁空腔预制构件也有参考意义。

3 铰链装置方法的原理

（1）外模与内模分离，模板设计时将内模与外模分离，方便安装钢筋和排水管。（2）当混凝土浇筑完成具备拆模条件时，通过内模的折叠装置使内模与混凝土面分离，缩小内模张开空间，以达到顺利拆除内模的目的。（3）总体上先分离，后整体，再分离。（4）工序流水化作业，互不干扰和影响，能成批预制，效率高。（5）具体设计如图1、图2所示。

图1 薄壁空腔预制块在大坝中组合图

图2 薄壁空腔预制块模板设计图（单位：mm）

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 钢筋制作

钢筋设计为￠12 T型带肋钢筋，在加工厂人工集中制作、下料、弯曲和绑扎。制作完成的钢筋为三角形钢筋笼。

4.2 钢筋安装

将钢筋笼放入三角形外模内，四周安装40mm×40mm×40mm的预制垫块，并检查钢筋平整度及其与模板之间的保护层厚度等，若存在问题就进行局部调整，如图3所示。

图3 钢筋安装、垫块和排水管内模固定

4.3 内模安装

第一步：将内模从外面一段穿入。第二步：打开内模，用楔形木块固定内模两端。第三步：检查内模两端是否到位和固定情况。具体如图4、图5所示。

4.4 混凝土浇筑

第一步：由3t门吊将准备好的模板和钢筋组合体吊到振动台就位。第二步：混凝土罐车运输和入仓混凝土。第三步：人工用铁锹平仓，混凝土高出模板边沿10mm。第四步：振动台振动，振动时间6～10s，振动2～3次，边角部位使用￠30软轴插入式振捣器进行振捣。第五步：顶部人工收面，第一遍使用木抹，第二遍使用铁抹。具体如图6～图8所示。

图4 内模安装(折叠状态)

图5 内模固定(打开状态)

图6 模板钢筋组合体就位

图7 入仓、浇筑

图8 顶部收面

4.5 混凝土待强

混凝土待强达到2.5MPa时，具备模板拆除条件，可以拆除。拆除过程以拆内模时不粘模、不损坏棱角等为现场判定标准。经多次反复试验，拆模时间与温度关系如表1所示。

表1 预制块拆模时间与温度关系表

4.6 模板拆除

（1）内模拆除。第一步：取掉内模的支持楔形块，在内模两端轻轻敲打，使内模折叠。第二步：工人在一端用铁钩将内模拉出，完成拆除。第三步：将混凝土预制块和外模整体吊放到养护区进一步待强。

（2）外模拆除。第一步：松动外面螺栓，并敲打外模周边，使外模与混凝土形成缝隙。第二步：用3t门吊将预制块整体吊出，堆放在养护区进行养护。第三步：清理外模和内模，并刷脱模剂。

5 材料和设备

主要材料如表2所示。主要设备和工具如表3所示。

6 质量控制

（1）质量控制标准：执行图纸、合同文件和技术条款。（2）质量控制措施：①混凝土严格按照配料单拌制，定时检测坍落度和出机口温度。②严格执行“三检制”，从钢筋制作、安装，模板清理，埋件位置和混凝土浇筑进行验收和控制。③振捣严格按照交底时间控制，保证振捣密实。④把握好拆模时间，保证模板顺利拆除，减少对预制块边角的损坏。⑤加强养护和预制块的成品保护。

表2 主要材料表

表3 主要设备和工具

7 结果及结论

通过方案设计、模板设计、现场试验等一系列环节，解决了3万多块预制块的预制问题。方案设计主要比对了可行性和经济性：通过调查发现突尼斯境内预制厂，需要定制专门流水线，预制成本高出投标成本，在经济上不可行；同时，当地预制厂生产效率低，保证不了数量和质量。因此，选择国内加工模板、现场预制的方案。模板设计是核心，其中铰链装置是内模拆除的关键，该装置的作用是当混凝土浇筑完成后，达到初凝时间，通过旋转铰链装置，缩小内模断面面积，使内模与混凝土完全分离，达到拆模的目的，同时能够保证循环使用。

现场工艺通过钢筋制作、模板安装、混凝土拌制、混凝土浇筑、待强、拆模和养护等环节，形成了标准化作业流程，能流水作业，提高了预制块的预制效率，保证了体型尺寸和质量，能为后续安装提供标准件。在大坝碾压实验过程中进行预制块的安装实验，体型、尺寸及质量方面均满足要求。方案总体成功，达到预期目的。预制块具有支撑面板和排水功能，是大坝坝体设计的一部分，具有数量大、预制精度高等特点。通过该方法解决了施工预制难题，节约了工程成本，提高了施工功效，取得了较好的施工效果。