倒“T”型预制混凝土模板在高拱坝大跨度梁施工中的运用

卢世祥 师露宇

摘要：高拱坝坝体上面布设的大跨度梁优质快速施工一直是拱坝施工的重难点，而就常规施工方案来说具有施工内容多、安全风险大、成本控制难等显著缺点制约现场施工。金沙江白鹤滩水电站高拱坝表孔大梁采用表孔闸墩跨中分缝的设计方案，为跨度在17.258m～18.341m之间的简支梁结构。为进一步优化施工方案，减少首层支撑系统施工，加快施工进度，降低安全风险及成本控制，白鹤滩水电站表孔大梁采用倒“T”型预制混凝土模板作为底模进行施工，能够很大程度的规避常规方案的缺点。在表孔大梁底模施工过程中采用倒“T”型预制混凝土模板，充分体现了在高拱坝大跨度梁施工过程中的优越性。结果表明在高拱坝大跨度梁施工中采用倒“T”型预制混凝土模板作为底模，具有安全系数高，施工进度快，装配式吊装作业的显著特点，应用效果良好，节省了材料，方便了施工，具有一定的工程价值。

关键词：倒“T”型预制混凝土模板;白鹤滩坝顶表孔大梁;大跨度

1工程概述

白鹤滩大坝采用椭圆型混凝土双曲拱坝，坝身从下往上有6个导流底孔、7个泄洪深孔、6个泄洪表孔。泄洪孔口按水舌“纵向分层起跃，横向充分扩散，空中碰撞消能，分散入水”的原则进行布置。大坝1#～6#表孔分别位于15#～21#坝段，为开敞式溢洪道，对称于溢流中心线布置。

表孔大梁为置于7个表孔闸墩上的多跨连续梁结构，大梁高程为820.0m～834.0m，顺河向长度为15.291m～18.133m，横河向跨度为17.258m～18.341m的矩形梁结构。表孔大梁施工难度大，受力复杂，备仓时间长，制约大坝整体浇筑进度。根据参建四方讨论意见，表孔大梁拟从高程820.0m部位与坝体闸墩脱开浇筑。在表孔闸墩垂直水流方向设置宽度为1.2m的宽缝将上游闸墩与下游闸墩脱开浇筑，同时在表孔大梁搭接的闸墩部位设置顺水流方向宽缝将各孔大梁分隔开，即大梁分缝设置于表孔闸墩部位，使每个表孔大梁单独进行施工，待表孔大梁混凝土浇筑完成后，再进行宽缝回填施工。大梁首仓采用倒“T”型预制梁作为底模施工，预制梁混凝土采用C40混凝土。

2倒“T”型预制混凝土模板制作

2.1预制场地规划

由于单根倒“T”型预制混凝土模板的重量均在25t左右，需要通过缆机吊装入仓进行安装。本着安全高效的原则优先选择缆机吊运范围内的高

程834m平台作为预制、养护及堆放场地。结合进度计划要求，选择高程834m平台上面的两个区域作为场地同步展开施工，单个预制场地计划预制7根大梁模板，尺寸分别为13.2m×15m、13.9m×15m，其余均为养护堆放场地，两块预制场地均采用大面板找平拼接作为底模，底部垂直预制梁方向间隔75cm布设双肢][16a槽钢。为保证养护水不污染坝顶平台，整个场地需采用砖砌体围设作为养护池，场地尺寸为72.9m×20.5m，砖砌体内侧及底部15cm范围内采用M15水泥砂浆抹面，抹面厚度为2cm。

2.2施工流程

倒“T”型预制混凝土模板施工流程为：

2.3施工方法

2.3.1选定混凝土配合比

在试验室进行混凝土配合比设计试验，配置的混凝土拌合物应满足和易性、凝结速度等施工条件，混凝土试件应符合强度、耐久性等质量要求。配合比试验完成后将试验结果报予监理单位审批，按监理单位批准的配合比进行加工。

2.3.2模板施工

倒“T”形预制梁混凝土模板采用定型模具。定型模具具有以下特点：结构坚固耐用，在振动和立模过程中疲劳强度大;通过成熟施工工艺手段，有效控制混凝土预制构件的体型，且使用寿命更长。

根据预制场地规划布置及相关要求安装固定专用定型模具，模具上部采用钢管进行加固，中部采用对拉丝杆进行加固、底部采用限位角钢进行加固。模板运至现场前需在加工厂进行试拼装，确保用于混凝土预制构件的模板各部尺寸准确，边缘顺直，满足实际施工需要。立模施工前检查模板底模是否平整、光洁、有无凹凸变形或油污等，并清洗模板，确保模板表面整洁。

2.3.3钢筋制安

表孔大梁预制梁结构钢筋主要为：腰筋、箍筋及构造钢筋为φ12钢筋;倒“T”形预制梁底部翼缘纵向受拉区域钢筋为φ32钢筋;顶部受压区域钢筋为φ25，保护层厚度为35mm。

钢筋安装前根据间距要求在架立筋上划好线，将加工好的钢筋按所划线位进行人工绑扎或焊接。钢筋及埋件焊接前应根据施工条件进行试焊，合格后方可进行正式施焊。钢筋焊接的接头形式、焊接方法、焊接材料的性能、适应范围应符合《钢筋焊接及验收规程》的规定。钢筋绑扎完后对钢筋规格、数量、排距、尺寸、标高、绑扎方式、安装位置、保护层厚度进行检查，确保符合设计要求。

为满足保护层的厚度要求，钢筋和模板之间可设置强度不低于设计强度的混凝土垫块，垫块分散布置，相互错开，钢筋安装完成后在混凝土浇筑前拆除底层钢筋垫块，确保混凝土外观质量。

安装后的钢筋加固牢靠，且在混凝土浇筑过程中安排专人看护经常检查，防止钢筋移位和变形。

2.3.4混凝土施工

⑴浇筑前准备

浇筑前，要对所有操作人员进行详细的安全技术交底，并對模板、钢筋的稳固性以及混凝土的拌和、运输、浇筑所需的机具设备是否齐全完好进行一次全面检查。

在所有钢筋已绑扎，安装准确、模板已安装牢固后，班组先自检、后质检人员终检，填写钢筋、模板质量检验评定表，并报请监理验收;获得监理的批准、签发开仓证后，按《水工混凝土施工规范》（DL/T5144-2015）及国家颁发的其他混凝土施工规范中有关规定进行浇筑。

⑵混凝土生产及运输

混凝土主要由大坝高线混凝土拌和系统供料，生产过程中需严格按照实验室提供的配合比及相关参数进行控制，避免不合格混凝土入仓影响预制梁的相关性能。

混凝土采用自卸汽车配合缆机运输至预制场地，配合受料斗+泵车入仓浇筑。

⑶预制梁混凝土

单块预制梁混凝土方量约8.0m3单批次预制7块，为满足混凝土浇筑需要，需采用“9m3罐车+泵车”的方式入仓。为保证每块预制梁一次性浇筑完成，需增设一台泵车及套泵管作为备用，避免意外发生。

⑶混凝土振捣及收仓。

预制梁混凝土采用人工平仓，其钢筋密集，主要采用插入式φ50软轴棒进行振捣，振捣时应严格按照相关工艺要求进行，振捣时间适中，以混凝土表面呈水平不再显著下沉、不再出现气泡、表面泛出灰浆为准，避免过振、漏振或欠振，保证混凝土密实性。

浇筑过程中随时检查混凝土的坍落度，严禁混凝土浇筑过程中加水，以保证混凝土的质量。混凝土浇筑过程中，质检员现场盯仓，并做好混凝土浇筑质量检查记录。

混凝土收仓后，由人工持铁抹子收面，抹面应平顺、平整、直顺，不得有裂缝、空鼓现象，混凝土表面无蜂窝、麻面和其它缺陷。预制件混凝土浇筑完后，保证混凝土表面平整，无收缩裂纹及凸、凹起伏面。

2.3.5堆放及保护

混凝土预制构件堆放场地做到平整坚实，场地堆放周边设计不得引起混凝土构件的损坏。注意预制梁养护时枕木摆放位置与预制梁永久受力状态摆放相同。

由于坝体预制构件规格多，不利于标准化施工，安装时容易出错，所以预制构件经监理人检查合格后，在预制件上喷涂构件的编号，标明构件

型号、制作日期、安装方向、安装时间，经出厂验收合格后，方可运输到现场安装。

3倒“T”型预制混凝土模板吊装

⑴安装前验收

所有预制构件均在预制场地内进行加工生产，按照预制构件的需求计划安排分批分类向“终检”提交预制构件的合格证书、质量检查和检测记录及混凝土抗压强度检验报告等质保资料，“终检”及时对预制构件检查验收并及时报请监理工程师验收。预制件安装前须对预制件新老混凝土接触面进行冲毛处理。

⑵安装方法

①准备工作

根据预制梁特性表可知预制梁最大重量为26.04t，最大长度14.6m，可用单台缆机起吊，选取直径36mm的钢丝绳。为保证吊运的安全性，根据预制件的重量及结构仔细检查吊耳、钢丝绳、绳卡、卸扣等是否满足吊装要求等。

为确保吊装精度，预制梁吊装前须由测量人员在现场提前放样并做标记。

②起吊

缆机吊起时，先吊起20～50cm，检查吊耳稳定性、钢丝绳、绳卡、卸扣的可靠性和绑扎的牢固性等，确认可靠后，才能继续起吊。

首先将倒“T”形预制梁清理干净，然后利用缆机先将倒“T”形预制梁吊运至表孔闸墩下游安装部位上方5m高左右，然后微速降至指定位置。吊件下降过程中，严禁非吊装操作人员进入吊装区域，下降至一定高程后，操作人员牵引预先固定在倒“T”形预制梁吊耳的牵引绳对预制件进行牵引定位。倒“T”形预制梁初步就位后，利用10t手动葫芦按照测量要求再对倒“T”形预制梁安装位置进行细部微调，确保倒“T”形预制梁安装精度达到设计要求。施工局“终检”按照测量放样点对安装的倒“T”形预制梁进行复核，合格后填写倒“T”形预制梁安装检查记录，并报请监理工程师验收。

预制梁吊装应首先完成靠上游第一块预制梁安装，就位后精调位置，然后往下游侧依次安裝，每次遇方案中的控制点时，均需进行复测，保证预制梁拼装体型满足设计要求。

预制梁吊装完成后，采用预缩砂浆对预制梁底部拼接部分进行封闭，需注意拼接部位回填的砂浆填充密实。

4应用前景分析

倒“T”型梁在白鹤滩表孔大梁施工中的成功运用，与传统方案比较进行了极大改观，充分在进度计划、安全风险、质量管控及成本管理等方面体现出明显优势，同时也能够迎合装配式施工的这一趋势。对高拱坝大跨度梁的施工积累宝贵的经验，从大跨度梁施工的总体规划、施工安排、预制构件制作及安装等全过程提供指导。与此同时，还可以在水电、铁路、航运、桥梁等工程大跨度梁施工中也进行推广使用，为各类工程大跨度梁安全施工增砖添瓦。

参考文献：

[1]《水工混凝土施工规范》（DL/T5144-2015）;[2]《水利水电工程模板施工规范》（DL/T5110-2013）;[3]《组合钢模板技术规范》（GB/T50214-2013）;[4]《水工混凝土钢筋施工规范》（DL/T5169-2013）。

作者简介：卢世祥，男，1992年出生，助理工程师，青海西宁，水利工程施工;

师露宇，男，1990年出生，助理工程师，甘肃定西，水利工程施工。