水闸闸室模板施工方法及质量控制

水闸闸室模板施工方法及质量控制

肖勇

肖勇

上海申鼎建设科技（集团）有限公司上海200940

摘要：水闸工程作为引水和排涝建筑物，在现今社会中的作用越来越大，不仅关系到人民的财产和生命安全，而且是地方经济发展。

工程概况：平阳县夏桥水闸改建工程，闸室段位于老闸东南侧约138米处。新建闸室总长为51.758米，宽16米，共5孔，每孔净宽6.0m，闸墩高度为6.45米，由两个边墩和四个中墩组成，边墩上口宽1.2米，下口宽1.855米，中墩宽1.6米，设计流量为285m³/s。底板尺寸为长42.11米，宽16米，厚1.5米，上下游齿槽宽为1.6米，厚为2.0米，底板中间设一道1米宽后浇带。施工流程：从左岸向右岸闸墩依次编号为1#～6#墩，由于闸底板中间设有后浇带，因此计划左右底板及闸墩分组浇筑，两侧圆柱与闸墩同步浇筑。

一、底板模板施工方法：

闸室底板共2块，每块底板长（垂直水流方向）20.555米，宽（顺水流方向）16米，厚1.5米，底板下设齿槽，槽深0.5米，上口宽2.1米，下口宽1.6米，底板与上游铺盖间-1.15米高程处通设一道止水；相邻两块底板间设置有一道1米宽的后浇带，底槽-2.65米高程处通设一道止水；底板与下游消力池间在-1.15m高程处通设一道止水。1、支撑体系：采用扣件式钢管架，结合圆木地龙支撑体系。在底板四周搭设间距1.5×1.5m两排立管；并埋设好圆木地龙，然后在钢管架上打斜撑直接抵到地龙上。2、模板安装底板施工时，齿槽底以上至▽-1.15m高程处，在垂直水流方向上配置一块1.220×2.440m和一块48cm宽竹胶合板，止水上部至▽-0.80m高程处，配置一块35cm宽竹胶合板，以便于止水的安装与固定，在顺水流方向上配置一块1.220×2.440m和一块33cm宽竹胶合板，3、加固措施：底板模板加固采取用螺栓直接焊接在基础灌注桩主筋上，以达到保证模板稳固的目的。

二、闸墩模板施工方法：

1、排架搭设闸墩模板支撑采用扣件式钢管排架体系。排架起到模板就位、稳固模板、使其不因泵送砼等水平向冲击力而造成位移和施工脚手架的作用。为了施工安全，在排架顶部工作面四周，搭设1.2m高防护栏杆。①材料选择钢管选用外径4.8cm，管壁δ=3mm，长度可根据搭设需要用6m标准钢管裁割成各种尺寸；扣件选用形式有直角、旋转、对接三种。②参数选择墩墙两边平行墩墙方向各放3排立管，立管间距1.0m×1.0m；水平管步距1.2m；为了增加排架的稳定系数，确保不位移，还需在排架内每隔3m加设剪刀撑一道，撑管方向要与水平方向大致呈45°角。③绑扎样架钢管为了保证模板安装的质量，提高模板安装的速度，必须在排架搭设好后；依据测量放样结果及木板的厚度（含板肋），准确绑扎出垂直样架钢管：间距0.5m。闸墩排架搭设的具体位置，形式见“闸墩排架平、剖面图”（附图如下左图）

模板安装：①闸墩侧模拼装设计闸墩分为中墩和边墩两种形式，它们的侧面长度及结构不同，模板拼装组合也有所不同，现分述如下：a、边墩外侧模水平方向：6块1.22m×2.44m标准模板平放，1块1.22m×1.76m模板平放，总长16.4m，每端各伸长20cm。垂直方向：5块1.22m×2.44m标准模板平放，1块0.38m×2.44m模板平放，总高6.48m。b、边墩临水面同中墩侧模：水平方向：6块1.22m×2.44m标准模板平放，1块1.22m×1.76m模板平放，总长16.4m，每端各伸长20cm。垂直方向：5块1.22m×2.44m标准模板平放，1块0.35m×2.44m模板平放，总高6.45m。②闸墩模板设计制作总体思路：确保混凝土质量达到“内实外美”的效果，并结合现代模板技术发展情况，摒弃组合小钢模施工繁琐，拼缝多、速度慢等弊病，决定采用竹胶模板，圆头处采用异性钢模。a、墩墙侧模：根据拼装需要，侧模可设计为四种：尺寸分别为1.22m×2.44m、1.22m×1.76m、0.38m×2.44m、0.35m×2.44m，板面采用δ=18mm。b、圆头模板（附图如上右图）由于其工作面为圆弧面，用竹胶合板无法加工成型，因此采用异性钢模，根据需要设计出以下几种：Ⅰ、中墩圆头模板：R800，3000×2512、R800，3000×2512两种Ⅱ、闸墩两侧圆柱模板：R800，3000×1256③模板加固采取对销螺栓结合水平向双道钢管围檩的加固方法。a、对销螺栓的选用：对销螺栓的承载力主要验算混凝土最大侧压力。最大侧压力公式：F=0.22rc·toβ1·β2·v1/2（1）F=rc·H（2）由上二式计算出结果取二式较小值作为最大侧压力，式中：F—新浇混凝土对模板的最大侧压力为所要求的值（KN/㎡）rc—混凝土的重力密度（KN/㎡）取24KN/㎡to—新浇混凝土的初凝时间（h）可按实测确定，此处取6hv—砼的浇注速度（m/h），按60砼的输送能力正常情况下可达40m³/h，除以闸墩的总截面积75㎡，则实际速度可取40/75=0.53m/h；β1—外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0，掺加具有缓凝作用的外加剂时取1.2，此处取1.2；β2—砼坍落度影响修正系数，当砼坍落度小于30mm时，取0.85，当砼坍落度为50~90时，取1.0；当砼坍落度为110~150mm时，取1.15，泵送砼坍落度在110~150mm范围，应取1.15；H—砼侧压力计算位置处至新浇砼顶面最高高度，此处为3.6m。把以上数据代入（1）式得：F=0.22×24×6×1.2×1.15×0.53=23.171KN/m2带入（2）式得：F=24×3.6=86.4KN/m2两者取较小值，故最大侧压力为23.171KN/m2，模板对销螺栓计算公式：P=F·A，式中：P—模板拉杆承受拉力；F—新浇砼最大侧压力；A—模板对销螺栓分担的受荷面积（㎡）其中A=a×b；此处a取0.6m，b取0.6m，A=0.6×0.6=0.36㎡，故P=F·A=23.171×0.36=8.34KN查螺栓承载力表，M12为12.90KN远大于8.34KN，可选M12。b、模板钻孔，对销螺栓的水平向间距为0.6m，垂直向间距为0.6m，模板可依此钻孔，垂直向钻孔时，为便于施工操作最下一排距地面30cm，水平向钻孔时，第一排孔距模板侧边取10cm。c、闸门槽二期的加固闸门槽二期只需立出一面侧模，另一面以先浇缝墩的砼基面为模板，由于闸门槽二期模板的特殊性，其加固也不同于中墩，拟采取加长螺栓通过先浇缝墩抽出的螺栓孔贯穿于先浇缝墩，外套钢管，螺栓的一端固着于先浇墩身，另一端仍采取中墩加固的方法。

三、模板的拆除：

闸室底板及墩墙侧模的拆除需在砼强度达到3.5MPa，砼表面及棱角不会因拆模而损坏时，方可拆除，但为了提高材料的周转效率和预防内外温差过大引起的内部裂缝，亦可根据当时的气温高低，在征得监理部门的同意后，适当地延长或缩短模板拆除的时间，在具体施工中要按照以下程序操作。钢管拆除→对销螺栓的抽拔→侧模拆除→排架拆除

四、施工注意事项及质量控制措施

①模板施工前要对测量放样结果进行复核，测量无误后方可施工；

②模板钻孔及表面涂刷隔离剂，必须在模板安装前完成；

③变形、翘曲的模板在使用前，必须修整好，不影响模板拼装质量方可使用；

④止水两侧模板安装时，严禁将紫铜片扭曲变形或在上面打眼、钉钉子；

⑤墩墙模板加固时一定要在模板两侧同时紧固螺母，以免用力不均导致模板位移或倾斜；

结束语：

水闸工程混凝土为清水程混凝土，对模板的要求非常高，要求模板及其支撑必须有足够的刚度、强度和稳定性；模板表面必须光滑、平整、洁净、拼缝严密。才能保证混凝土的外观质量。