1.工程簡介
龍灘水電站左岸大壩工程含9個進水口壩段和2個岸邊擋水壩段，進水口采用壩式進水口，①～⑦號機壩段進水口底檻高程305.00m，⑧、⑨號機壩段進水口底檻高程315.0m，壩內布置有引水隧洞的事故閘門和檢修閘門，閘門孔口尺寸均有8×12m（寬×高），進水口前緣布置直立的屏幕式攔污柵。進水口側墻呈1/4橢圓形，胸墻為1/4圓柱面。圖1是龍灘水電站左岸大壩進水口典型斷面圖，圖2是進水口平剖圖，圖中圓括號內的數據是⑧、⑨機壩段的結構高程。
投標階段，進水口胸墻、通氣孔計劃采用預制鋼筋混凝土倒“T”形梁，檢修閘門、工作閘門之間流道頂板采用預制鋼筋混凝土矩形梁，喇叭口兩側采用組合鋼模。在工程施工過程中，建設方提出全面推進“內實外光”、“免裝修”工程，對胸墻、喇叭口邊墻等過流面、外露面要求表面光潔平整，接縫嚴密。由于使用1015組合鋼模拼成圓弧面或橢圓面會在建筑物表面產生細小的縫線，實物表面也不是嚴格的弧線，采用預制鋼筋混凝土梁則存在加工和安裝精度不易控制、與結構鋼筋布置存在空間沖突、安裝時需要動用門機和塔機等大型起重設備、占用混凝土澆筑時間等不足之處。在借簽其他已建和在建工程成功案例的基礎上，筆者設計了適應本工程喇叭口、胸墻及通氣等部位的異形模板。
2.喇叭口側墻異形模板
2.1 側墻模板結構設計
喇叭側墻曲線是略小于四分之一的橢圓柱面，橢圓長軸半徑為9.4m，短軸半徑為3.6m，弧線長度為8.17m，因此在設計異形模板時將8.17m的弧線切成3段，第一段弧長為2.17m，第二、三段弧長均為3m。壩體混凝土澆筑升程為3m，而喇叭口邊墻與壩體同期上升，考慮到模板下部與老混凝土面搭接5~10cm，上部高出混凝土澆筑倉面5~10cm，模板高度控制在3.1~3.2m。喇叭口側墻與胸墻相交部分則根據實物體型區域和胸墻澆筑分層厚度另外制作三角狀或梯形狀異形模板。
在制作材料上，普通木材在干濕不勻的自然氣候條件下易變形、開裂，現場校正困難，型鋼和鋼板成了制作模板骨架與面板首選用材。在結構上，面板采用4厚的鋼板，橫向邊框與肋板產10mm厚鋼板，間距40cm，豎向邊框所用材料為10mm厚扁鋼，豎向肋板則用角鋼，模板背面只設豎向圍柃，由 [12.6槽鋼兩兩相背構成1根豎圍柃。施工安全防護設施方面，針對模板的外形設計了可拆卸的簡易工作平臺和防護攔，供拆除和安裝模板時使用。
2.2 側墻模板制作
由于異形鋼模在下料、鉆孔、切割、焊接、校正等方面加工精度要求較高，因此選擇在設備齊全、鋼結構制作技術水平較高的加工廠制作。面板先用卷板機卷成與曲面半徑相近的圓柱面，橫向邊框與肋板則用人工切割成橢圓弧。邊框、肋板在加工平臺上焊接成形并經校正后，再將已卷成圓柱面的面板與骨架焊接成整體。槽鋼豎圍柃、鉤頭螺栓、套筒、錨筋、工作平臺、防護欄等構件與模板分開加工，運到施工現場后與模板組裝成整體，如圖3所示。
2.3 側墻模板安裝與拆除
與大壩其他大型模板施工相同，喇叭口異形模板安裝用8噸汽車吊提升，施工人員在防護欄的保護下利用套筒、錨筋、拉筋等將模板固定鎖緊。模板拆除時，人工利用扳手將套筒與錨筋分離，然后由汽車吊提升至上一澆筑層安裝。
3.胸墻異形模板
3.1 胸墻模板結構設計
進水口胸墻圓弧面半徑9.4m，考慮到與喇叭口側墻、流道頂板及壩體其他部位同倉澆筑，第一倉模板設計高度為1.5m，第二層2m，第三和第四層均為3m，臺階狀布置，如圖4所示。桁架間排距為40cm，選用型鋼和鋼板作為模板桁架的制作材料，其中[8為圓弧圍楞，L5角鋼為桁架桿件，10mm厚鋼板為節點板，為避免大量的焊接造成桁架變形，影響模板的加工精度，桁架所有節點采用螺栓連接。面板使用雙層材料，底層為2cm厚松木板，面層為2mm厚硬質聚氯乙烯塑料板。筆者在設計圓弧圍楞時，槽鋼開口朝向圓心，槽內安裝木條并用扁鋼固定，再將松木面板用鐵釘釘在木條上，解決了松木面板與鋼構架固定的問題。
3.2 胸墻模板桁架制作
制作胸墻模板的關鍵在于控制圍楞的圓弧精度，加工廠在焊接平臺上使用了千斤頂、夾板等防變形措施，避免圓弧圍楞在焊接節點板時發生較大幅度的變形。角鋼、節點板按設計尺寸下料沖孔后，用M12螺栓連接形成桁架。
3.3 胸墻模板安裝與拆除
胸墻模板安裝之前，先安裝模板的支撐系統、調節模板高低的頂托和支承桁架的槽鋼，形成胸墻底模支撐平臺。桁架運到工作面后，用倉面汽車吊輔助人工就位、安裝、固定。安裝面板之前，必須對桁架的高程、樁號等安裝尺寸進行校核。面板所用的板塊事先在模板加工廠裁直刨平，運到工作面后由木工固定在桁架圓弧圍楞上形成圓弧面，然后在木板表面加貼一層2mm厚的硬質聚氯乙烯塑料板，以消除木紋并使胸墻外露面光潔平整和圓順過渡。胸墻兩端與喇叭口側墻交匯處的相貫線，由經驗豐富的木工根據側墻異形模板曲線對胸墻面板進行現場加工。
拆除胸墻模板分臺階按自上而下的順序進行，卸除圓弧圍楞連接螺栓、松動頂托螺桿帶動桁架支撐平臺下降，在自重的作用下模板整體與混凝土面分離，輕敲面板使面板與桁架分離，然后將桁架和板塊運出工作面，最后將扣件式腳手架拆除。
4.通氣孔模板
本工程9 個進水口壩段共18個通氣孔，高程317.0~327.0m（327.0~337.0m）為鋼襯段，高程327.0（337.0）~382.0m部分與壩段同期澆筑，通所孔直徑2m，內壁設直徑φ25間距30cm的鋼筋爬梯，如圖5所示。
在設計通氣孔現澆模板時，需要考慮到：（1）模板安裝與拆除簡單易行，操作安全可靠；（2）模板高度與壩體混凝土澆筑高度相適應；（3）預埋鋼筋爬梯部位不能影響模板的提升。筆者從懸臂模板的構造出發，研制了適用于本工程的懸臂式圓弧鋼模板。
由于鋼筋爬梯在壩體澆筑時預埋在混凝土內，對該部分則用方木、木板以及硬質聚氯乙烯塑料板加工成組合木模，面板上按設計尺寸開孔以便安裝預埋件。其他部分則沿中線做成兩塊懸臂式圓弧鋼模板。模板厚54mm，其中面板為4mm厚鋼板，橫向肋板用6mm厚鋼板切割成圓形，豎向肋板則使用6mm厚的扁鋼，用[20a槽鋼雙背組成豎圍柃，通過鉤頭螺栓將弧形面板固定在豎圍柃上。模板總高度6m，面板高度3.1m，滿足每次澆筑3m升程，如圖6、圖7所示。
安裝通氣孔模板時，用套筒將模板固定在下層混凝土表面上，轉動豎向圍柃底部手動千斤頂可調節模板的俯仰程度。模板安裝和拆除與其他大型懸臂模板方法相同，均用汽車吊輔助人工完成。
5.結語
混凝土外觀質量的高低，模板施工質量是關鍵近年來，各大工程在三峽工程帶動下，對混凝土內在和外觀質量方面相繼提出了更高的要求。龍灘水電站工程參建各方順應形勢，在汲取三峽工程成功經驗的基礎上繼續研究，大量新工藝、新技術、新材料在龍灘水電站工程得到推廣和應用。大型異形模板在龍灘水電站左岸大壩工程中廣泛應用，進水口壩段外露面施工質量得到大幅度提升。綜合來看，由于異形模板周轉次數不高，雖增加了模板的制造成本，但使用整體式大型模板縮短了模板安裝與拆除時間、加快模板施工進度、降低了模板工的勞動強度、減少了混凝土表面的缺陷處理工作量、大大減少木材的消耗量，施工單位在經濟效益與環保效益方面均可取得較好的綜合效益。
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