淺析高支模施工技術在西枝江補水工泵站施工中的應用

葉東曉

（惠州市水電建筑工程有限公司,廣東 惠州 516000）

當前經濟社會發展較快,人們對水利工程的關注也逐漸增多,水利工程項目也在逐年增加,在這種形式下,水利工程施工項目的質量及可靠性成為大眾關注的焦點。其中,高支模施工技術在水利工程中應用較多,能夠提高施工效率和施工質量,值得推廣應用。高支模施工存在一定危險系數,在施工過程中容易發生安全事故,此外,高支模施工工藝較為精確,需要進行預案論證和核算驗證,否則將會造成人員傷亡和財產損失。因此,需要高度規范高支模施工操作,本文以西枝江補水工泵站工程中的大梁作業為例,深入分析高模施工技術要點,提高高模板施工質量[1]。

1 高支模施工技術

1.1 高支模概念

高支模是指支模高度大于或等于8 m 的支模作業,建筑行業有關規程可知,當施工作業存在一定危險性且需要使用模板支撐作業時,當安裝高度大于5 m、跨度不小于10 m、施工總荷載大于10 kN/m2時,需要架設模板施工作業時。在高支模施工主要包括支架和模板施工兩大部分。其中,模板施工是為了更好地為混凝土成型提供有效幫助,而支架施工則能更好地發揮固定作用,使其能夠承受模板和混凝土的重量,為高層建筑施工提供一定的承載力。高支模作業具有一定的危險性,在正式作業前需要指定一系列的施工計劃、應急預案以及相關防范措施,從而保證施工作業安全,使高支模作業能夠有效安全的執行。

1.2 高支模分類

高模板可分為三種類型：扣件式、碗扣式和門式。扣件式高模主要由鋼管和扣件組成,扣件與鋼管之間有很大的偏心摩擦。此外,它在間距設置和高度調整過程中具有很大的靈活性,其安裝簡單、精度低,所以可靠性不如其他兩類高。扣件式高支模在安裝過程中,一般需要一天時間完成安裝,材料損失較大,一般在4%左右間。碗扣高支模主要由立桿、橫桿及相關附件組成,其軸線在垂直方向受力。這種高模板主要按模塊設計,布置在一個正方形中,具有一定的可靠性,每個構件都有很大的承載力。碗扣高支模可在半天內架設,材料損失相對較小,一般在1%左右。門式高支模主要由門式剛架及相關附件組成,并承受軸向垂直力,間距也根據模量確定,并且仍然以正方形排列,可靠性和安全性都很高,可以在0.4 天內安裝。材料損耗相對較小,一般只有1%。

2 工程應用

2.1 項目概述

惠州市金山新城水環境綜合整治項目（水利改善和水利部分）項目—西枝江補水工程主要任務是從西枝江取水,經輸水連接管和加壓泵站,將水送至蓮塘布水庫,主要為水資源配置工程。西枝江補水工程由沙澳取水泵站、引水管道和連通工程組成。沙澳取水泵站工程位于金山污水處理廠上游750 m 處沙澳村,西枝江左岸堤防外側,由取水頭部、連接管和泵房組成。設計取水流量為2.5 m3/s,泵站裝機功率為2.24 MW。在泵站的22.00 m 高程,設有對外連接交通橋,連接泵站與西枝江大堤[2]。

沙澳泵房布置于西枝江大堤靠江一側,在平面上采用圓形布置。泵房底高程1.5 m,頂高程22.0 m,內徑30.6 m,襯厚1.5 m,采用鋼筋混凝土結構；頂部設置控制室,配電室和值班室等,外層一圈為走道。泵站內部采用隔墻分成前池、進水道、吸水池和環形泵房。泵站剖面見圖1。

圖1 泵站剖面圖

本工程所有部位均采用扣件式鋼管腳手架搭設滿堂支撐。內外桶墻體施工外排架和梁板支撐體系結合施工。本工程高支撐構件列表見表1。

表1 本工程高支撐構件清單

2.2 大梁模板支撐設計方案

根據高大支模梁列表,15.0 m 高程電纜層及22.0 m 高程交通橋至配電房通道大梁模板支撐體系布置設計參數為：

（1）電纜層高程為15.0 m,大梁支模高度為9.1 m,支承主梁L5（500 mm×1100 mm）、L6（500 mm×1100 mm）,主梁跨度分別為8.75 m、9.19 m。

（2）交通橋至配電房通道層高程為22.0 m,大梁支模高度為16.1 m,支承梁L13（500 mm×800 mm）,梁跨度為9.1 m。

（3）22.0 m 高程配電房層（進水口兩側廊道角落部位）,上下對應15.0 m 高程電纜層部位,面板厚度25 cm,梁L7/8/9/10,尺寸500 mm×1100 mm,層高7.0 m。

設計方案選擇以L5（截面為500 mm×1100 mm）、L13（500 mm×800 mm）的大梁,板厚為250 mm 鋼筋混凝土為驗算對象。其中：

15.0 m 高程電纜層梁模板支撐體系擬選用扣件式鋼管腳手架、φ48.3 鋼管及頂托作為支撐,大梁下部鋼管支撐體系采用粱底承重立桿橫向間距或排距Lb=0.6 m,共設置兩排,立桿沿梁跨度方向間距La=0.6 m；板下立桿@0.6 m×1.2 m 布設；步距為1200 mm,電纜層設縱、橫水平桿拉結、離地200 mm設置掃地桿,外側設置剪刀撐一道。

22.0 m 高程交通橋至配電房通道梁模板支撐體系及對應15.0 m 高程的配電房部位均采用扣件式鋼管腳手架。選用扣件式鋼管腳手架,即φ48.3 鋼管及防滑鋼管扣件,滿堂紅式搭設。梁底順梁軸線立桿間距La=0.60 m；立桿垂直梁跨度方向間距Lb=0.60 m；板下立桿@0.6 m×1.0 m 布設；橫桿步距為1200 mm,頂層設縱、橫水平桿拉結。

底模、側模厚度18 mm；第一層龍骨38 mm×85 mm 木枋間距250 mm,第二層龍骨（雙鋼管）Φ48.3×3.6,鋼管縱向間距600 mm（梁底）,1200 mm（板底）。

主梁中間的立桿上部采用U 托,支撐第二龍骨,電纜層的立桿支承在C25 混凝土底板上；通道梁層的立桿支承在C25 混凝土底板上。

主梁（L5、L6、L13）設對拉螺栓2 排φ14,橫向間距600 mm、豎向間距600 mm,采用Φ48.3×3.6 雙鋼管作為橫檁梁,最下一排距梁底250 mm,用蝴蝶扣與對拉螺栓聯結。

在每一步距處縱橫向應各設一道水平拉桿。在最頂層步距兩水平拉桿中間應加設一道水平拉桿。所有水平拉桿的端部均應與周圍建筑物頂緊頂牢。無處可頂時,應在水平拉桿端部和中部沿豎向設置連續式剪刀撐。

在外側周圈應設由下至上的豎向連續剪刀撐；在架體外側周邊及內部縱、橫向每5 m～8 m,應由底至頂設置連續豎向剪刀撐,剪刀撐寬度應為5 m～8 m。在豎向剪刀撐頂部交點平面應設置連續水平剪刀撐,首層全高設置一道水平剪刀撐,頂層共設置兩道水平剪刀撐,水平剪刀撐間距不宜超過8 m[3]。

2.3 主要構造措施

2.3.1基礎處理

高支模范圍的鋼管立柱支承在已澆筑完成的C25 混凝土底板上,上層梁板高支模范圍的鋼管立柱支承在已澆筑完成的樓板上（泵房梁板澆筑時,下部支架不拆除或采取回頂措施）,承受立桿的壓力和沖切力。

泵房22.0 m 高程外飄板需要在基坑回填完成后進行搭設腳手架,施工準備澆筑15 mm 厚C25 墊層。

圖2 基坑回填支架基礎處理示意圖

2.3.2立桿設置

1）立桿接長嚴禁搭接,必須采用對接扣件連接,相鄰兩立桿的對接接頭不得在同步內,且對接接頭沿豎向錯開的距離不宜小于500 mm,各接頭中心距主節點不宜大于步距的1/3。

2）嚴禁將上段的鋼管立桿與下段鋼管立桿錯開固定在水平拉桿上。

3）可調支托的螺桿伸出鋼管頂部的距離不得大于30 cm。

2.3.3縱橫水平拉桿設置

在鋼管支頂底部上0.20 m 處縱橫設置水平拉桿,用Φ48.3 鋼管拉結,以后縱橫水平拉桿每1200/900 mm 高設置一道；水平拉桿端頭伸出扣件邊緣長度不少于100 mm,水平拉桿端頭有混凝土墻的應與其頂緊。

圖3 縱橫水平拉桿設置示意圖

由于泵房內為弧形,會出現分區獨立的滿堂架,無法完全在一個縱橫線上,構成一個整體。施工時必須仔細小心進行各部位的連接,盡可能地增加各部位主節點間的連接。

2.4 主梁驗算

主梁驗算參數見表2。

表2 主梁參數表

主梁自重忽略不計,主梁2 根合并,其主梁受力不均勻系數為0.6,則單根主梁所受集中力為Ks×Rn,Rn為各小梁所受最大支座反力。

圖4 受力示意圖

（1）抗彎驗算

圖5 主梁彎矩圖（單位：kN·m）

σ=Mmax/W=0.21×106/4490=46.689N/mm2≤[f]=205 N/mm2

（2）抗剪驗算

圖6 主梁剪力圖（單位：kN）

圖7 主梁變形圖（單位：mm）

（4）支座反力計算

承載能力極限狀態

支座反力依次為R1=2.217 kN,R2=6.384 kN,R3=2.217 kN

立桿所受主梁支座反力依次為P1=2.217/0.6=3.695 kN,P2=6.384/0.6=10.64 kN,P3=2.217/0.6=3.695 kN。

綜上所述,滿足要求。

3 結語

高支模施工技術在水利工程中具有重要的應用價值,能夠提高建筑物的穩定性和安全性,保障人們的生命財產安全。因此,施工企業需要提高高支模施工技術的重視度,嚴格按照各施工環節的施工技術要點進行施工作業,確保高支模施工高效規范進行,提高高支模施工的整體質量。本文以西枝江補水工泵站工程為例,以大梁的施工作業及面板核算為典型,分析了大梁高支模施工中的要點及注意事項,除此之外,要提高技術應用效果,還需結合項目需求,從施工實況入手,做好施工人員培訓等工作,為高支模工程的順利開展奠定堅實基礎。