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1、翻转模板施工工法葛洲坝股份有限公司中国葛洲坝集团第二工程有限公司郭光文耿越 饶昌福 吴兴萍 刘红岩 金玲 吴琴风1.前 言1.1在我国水利水电工程建设中，为缩短施工工期、降低工程造价、早日发挥工程效益，大坝、围堰等主要水工建筑物设计已经越来越多地采用全碾压混凝土结构。相应的工程施工中，这就要求碾压混凝土施工实现快速、不间歇的连续上升，从而满足工程在施工工期、造价等方面的要求。而实现碾压混凝土快速、不间歇、连续上升的关键是改变传统的模板施工，传统的混凝土模板在结构型式和施工方法上只是适应于混凝土间歇上升施工，而要保证混凝土连续、不间歇、快速上升施工，则需要一种完全不同于传统模板的新型模板。1.2
2、葛洲坝股份有限公司、葛洲坝集团第二工程有限公司在进行清江隔河岩水电站上游围堰的碾压混凝土施工时，为加快施工进度，对传统模板结构及安装方法作了更新，即在混凝土先浇层内埋设预制混凝土锚墩作为模板拉筋的锚固装置。同时将模板结构设计制作成悬臂式。模板层高1.2m 1.5m，并配备三层以上的模板，在碾压混凝土连续不间断施工的情况下，在混凝土已达到一定强度后将下层模板拆除，直接转移到上层安装。可以说这是翻转模板及其安装工法的雏型。1.3葛洲坝股份有限公司、葛洲坝集团第二工程有限公司在国内水电工程建筑施工中，为适应碾压混凝土工程施工的需要，对国内外碾压混凝土施工模板结构及安装拆除工艺作了长时间的深入研究，自
3、行研制了能适应碾压混凝土快速施工的新型“翻转模板”，于2004年4月获得国家“新型可交替上升模板”实用专利权（专利号：ZL 03 2 54341.7）。并于2006年7月又获得“双向曲率可调的翻转模板”实用新型国家专利（专利号：ZL2005 2 0096115.1）。翻转模板在“三峡三期工程碾压混凝土围堰”、“金沙江向家坝水电站纵向碾压混凝土围堰”、“湖北招徕河水电站”、“广西龙滩电站大坝及围堰”等水电工程施工得到充分运用，获得了良好的效益。在上述工程实践中，葛洲坝股份公司不断总结完善，形成了一套完整的翻转模板施工工法。2.工法特点2.1翻转模板采用悬臂结构型式，通过水平方向预埋的4根锚筋固定
4、，无需在仓内设置拉筋，模板受力条件好，不易变形走样，便于碾压混凝土机械化、快速施工作业。2.2翻转模板以垂直叠放的三块模板为一个施工单元，在砼浇筑过程中交替上升，可实现碾压混凝土不间断、连续上升施工。2.3 模板拆装时操作简便，拆卸安装速度快。每拆卸安装模板一次所需时间约为58min，拆、立模板不影响仓内混凝土正常浇筑，不占直线工期。模板设有操作平台，确保模板安装、拆卸时作业人员施工安全。2.4混凝土表面质量好。按照本工法施工，可确保模板安装平整、牢固，满足坝体外型要求，确保碾压混凝土表面质量好。2.5模板实用性强，上、下块模板之间通过调节螺杆连接，可适用于各种外型的水工建筑物，即使在变坡处也
5、可保证碾压混凝土连续上升。2.6翻转模板技术含量高、实用性强、周转次数多，能显著降低工程模板费用，缩短工程施工工期；经济效益、社会效益显著，具有广阔的应用前景。3.适用范围本工法及相应的翻转模板适用于水电工程中各种碾压混凝土建筑物(包括大坝、围堰等)施工。4.工艺原理4.1 本工法对应的单块翻转模板主要由面板系统、支撑系统、锚固系统、工作平台以及其他辅助系统组成。见图4.1-1单套模板组装图。面板系统为多卡D22面板，结构尺寸3.0m2.1m；支撑系统为两榀支撑桁架，两榀桁架外弦杆间用3根483.5钢管通过扣件相连，形成空间整体结构；锚固系统主要由蛇型锚筋和锚锥组成。其中锚筋是长80cm、直径
6、15的HRB580型蛇形筋，其末端加工成弯钩状；锚锥采用40Cr钢加工而成，长42.5cm，其与锚筋连接的一端为长5cm的锥型螺纹套筒，另一端为M30的螺杆。施工时蛇型锚筋预埋在砼中，锚锥与锚筋旋紧后在锥型套筒表面套上塑料套以便于拆除，周转使用，锚锥另一端通过螺帽和钢瓦斯将模板固定。每块模板在距上口45cm处布置1排4根锚筋，锚筋2根一组以30cm的间距垂直面板对称安装在每榀桁架内弦杆两侧。4.2 翻转模板垂直上每三块为一个单元，上、下层模板面板之间通过连接销连接，左右之间用U型卡连接；上、下桁架之间通过插销和调节螺杆连接，桁架与面板用连接螺栓固定。在转折处，可通过调节螺杆而实现变坡，不影响仓
7、内混凝土连续浇筑。4.2翻转模板在工作状况时为悬臂结构，开始浇筑碾压混凝土后，混凝土侧压力通过面板系统传递给支撑系统的桁架部分，再通过支撑系统的竖向调节图4.1-1单套模板组装图杆传力给其下一层模板的支撑系统，最后传力给锚固系统。作用在模板上的所有荷载最终转换为集中力由最下层模板的4根锚筋共同承担。模板拆除顺序由下至上依次进行，最下层模板拆除标准为：埋设中间层模板锚筋的该层碾压混凝土凝期满足要求（不同条件下，要求的混凝土凝期不一样），中间层模板锚筋达到设计要求的抗拔力。最下层模板拆除前，先将中层模板锚锥紧固，再拆除最下层翻转模板并安装到最上层，依次进行，实现模板连续交替上升。5.施工工艺流程及
8、操作要点5.1 施工工艺流程翻转模板施工工艺流程见图5.1-1，具体详见“翻转模板起吊详图（图5.1-2）”。5.2 操作要点：5.2.1 模板组装5.2.1.1 准备工作。1) 在浇筑现场附近选择适宜的装配场地，场地要求平整，最好为砼地面，以利于模板组装的精确性调整也便于吊车运行施工准备模板组装测量放样模板安装模板校正加固模板验收碾压混凝土浇筑模板拆除 图5.1-1 翻转模板施工工艺流程图2) 准备好组装平台。根据工地实际情况，可用方木放在砼地坪上形成简易组装平台，平台面积约为3.5m2.5m；3) 在模板拼装场地准备好组装材料：模板系统各部件的堆放应分类分项，整齐有序；脚手架钢管、扣件及螺
9、栓标准件；模板组装使用工具：木工角尺、锤子、撬棍、活动扳手、5m钢卷尺、水平尺、颜料画笔等。5.2.1.2 模板组装:1）模板组装程序：图5.1-2翻转模板起吊详图放置面板 装配桁架 脚手架钢管加固定位 安装工作平台 装配锚筋梁 装配调节杆 模板组装质量检查 模板编号待用2）模板组装方法首先将钢面板背面朝上放在方木上，并注意有预埋孔的一边朝上，钢肋的方向向下；按设计定位尺寸把两榀桁架放在面板背面，用M16螺栓将其固定在面板上，同时用脚手架钢管将桁架两端规方加固，再将面板与桁架连接的M16的螺栓拧紧；装配工作平台，工作平台上开有交通洞，方便施工人员上下移动，拼装时把开口的一端置于左侧；装配锚筋梁
10、时，为使锚筋梁位置精确，应预先将预埋螺栓与锚筋梁、面板连接起来，再将M12螺栓拧紧；图5.2-1单套模板组装图 调节杆在直面（圆弧面、斜面）与变坡处的装配孔位不同，需根据所承接项目的具体情况采用专用调节杆连接，具体连接见图5.2-2几种不同坝体结构配板示意图：装配好的模板经检查合格后，进行编号，标明仓位及装置号，以备运往浇筑砼仓位。模板组装方法示意见“单套模板组装图（图5.2-1）”。5.2.2 模板安装1）将组装成套的模板运至安装处，运输和现场堆放时板面向下，用方木垫平，最多只能叠放一块，以边运边安装为宜。2）从仓位的一端或仓位转角处开始，根据模板配板图将组装好的模板依次在仓位面上定位。第一
11、块模板安装时，须使用水平仪和铅垂线，以保证模板安装时模板水平、垂直。3）模板安装采用8t吊车配合，吊装钢丝绳只准栓在桁架两侧的吊耳上，吊起后指挥到位将模板架立在起始仓模板上边线，桁架与桁架对接到位装上连接销，装好调节螺杆后便可松开吊钩。4）起始浇筑部位只先安装最下层模板，中间层和最上层模板在碾压混凝土浇筑过程中安装。中间层和最上层模板安装在碾压混凝土浇筑到距其下层模板上边线600mm时便可开始，安装方法相同。5.2.3 模板校正加固图5.2-2 几种不同坝体结构配板示意图1）模板定位后，根据测量放样点拉线检查横向平整度，吊锤球检查竖向平整度，用调节杆调节模板的倾斜度，将模板校正调直，然后在面板
12、之间用U型卡连接。2）在面板空隙之间插入补缝板，用螺栓将其固定。3）模板第一次安装时，面板要比混凝土面设计线前倾10mm，以后各次安装模板时，将面板前倾6mm。4）仓位模板验收合格后，开始碾压混凝土浇筑，当砼浇筑至预埋螺栓孔附近应及时安装好预埋螺栓及D15锚筋。5）模板每翻高一层，测量放样一次，根据放样点检查模板变形情况，依据放样点拉线利用调节螺杆校正模板。5.2.4 模板拆除5.2.4.1 模板拆除时间当碾压混凝土浇筑至距上层模板上边线600mm时，便可拆卸、提升第一层模板并安装在第三层翻转模板上，模板拆除由8t吊车配合（钢丝绳直径不小于18.5mm）、由一侧向另一侧逐块进行，8t吊车须停在
13、已碾压完毕的仓面处。具体操作方法示意见 “翻转模板起吊详图（图5.1-2）”。5.2.4.2 模板拆除程序吊车钢丝绳拴挂待拆除模板吊耳，吊钩稍带紧紧固中层（翻转模板三块组合，称作上中下层）模板的套筒螺丝拆卸下层模板接缝上的U型卡、连接销松卸下层模板的套筒螺丝紧缩调节螺杆使模板脱开砼面拆卸桁架上的内铁楔和外连接销指挥吊车将模板提起 将拆除后的模板安装在上层模板上。5.2.4.3 模板拆卸工艺流程（1）用专用工具紧固中层模板的套筒螺丝；（2）松开下层待拆除模板之间的竖向U型卡连接；（3）取下面板之间的连接销；（4）松开预埋螺栓上的M30加厚螺母；（5）用专用扳手卸下预埋螺栓；（6）紧缩调节螺杆使模
14、板脱开砼面；（7）作业人员退至旁侧模板安全处；（8）指挥吊车吊钩下落50厘米、再外伸1.5米左右后将模板慢慢提起至安装高度；（9）将拆除下来的模板上残留的灰浆及时铲除干净后，将拆除下来的模板安装装到上层翻转模板上。（10）拆除下一块翻转模板。各部位的翻转模板拆装均按以上程序操作，依次交替上升至所设计高程。6.材料及设备6.1 材料：模板主要材料见表6-1：表6-1 翻转模板主要材料表序号名 称材料类别型 号材 质1锚筋特殊螺杆D1516Mn2预埋件圆钢D26.5球墨铸铁3B7螺栓圆钢M3640Cr4爬升锥圆钢M3645#5楔块板材14mm45#6拼缝板板材4mmQ2357连接螺栓圆钢825mmQ2358销钉圆钢2037mm45#9脱模剂6.2 主要机具 58t汽车吊；木工钻；电钻；扳手；锤子；撬杆；木工角尺；5m卷尺、水平尺、钢丝绳、起吊扁担、卡环、拆模装置、铁铲等。7.质量控制7.1工程质量控制标准7.1.1 翻转模板出厂组装检验标准，见表7.1-1：表7.1-1 翻转模板出厂组装检验标准序号项 目允许偏差(mm)检查方法量 具1两块模板之间的拼缝宽1.5用1.5mm塞尺插拼缝通不过塞尺通不过2相邻模板面宽度差1.0用2m平尺靠模板拼缝，2m平尺、塞尺1mm塞尺通不过3组装模板板面
