渡槽高大模板支撐工程施工方案

胡 娜

（陜西省涇惠渠灌溉中心,陜西 三原 713800）

1 引言

石堡川水庫灌區北彭東溝渡槽位于渭南市白水縣北彭衙村。工程區地貌復雜,地形破碎,溝壑縱橫交錯,地勢北高南低,地貌類型自北向南依次中低山、洪積扇裙、黃土臺源。地層巖性主要為三疊系延長統及第四系地層。北彭東溝渡槽的拱身和槽身施工均處于相對地面高約12 m～30 m 左右,主要為鋼筋混凝土拱、排架和槽身。渡槽主要承力結構為鋼筋混凝土主拱圈,其跨徑為60 m 和75 m,矢高10 m 和12.5 m,矢跨比1/6；主拱圈由兩片懸鏈線等截面矩形肋拱（梁）組成,肋拱斷面尺寸為100 cm×140 cm（寬×高）,兩片肋拱凈距為210 cm,采用75 cm×105 cm（寬×高）橫系梁連接,橫系梁間距500 cm。

2 施工方案

結合北彭東溝渡槽工程實際,高大模板支撐工程的設計指導方案是：根據住建部《危險性較大的分部分項工程安全管理規定》中模板工程及支撐體系規定,搭設高度8 m及以上、搭設跨度18 m 及以上、施工總荷載（設計值）15 kN/m2及以上、集中線荷載（設計值）20 kN/m 及以上,適用于《超過一定規模的危險性較大的分部分項工程》,依據《建筑施工腳手架安全技術統一標注》（GB 51210-2016）,北彭東溝渡槽施工范圍腳手架的安全等級均為I 級,安全性能要求高；依據《建筑施工模板安全技術規范》GB 50666-2011、GB 51210-2016中荷載取值和荷載組合進行核算,屬于超過一定規模的危險性較大的模板支撐體系。施工前應根據《危險性較大的分部分項工程安全管理規定》《關于印發〈建設工程高大模板支撐系統施工安全監督管理導則〉的通知》等有關法規和行業規定全面做好施工技術方案編制工作。

3 材料與設備

模架位置為拱圈和渡槽。支撐架所需的模板材料和設備選用必須符合《鋼管腳手架扣件》（GB/T 21687-2008）等國家標準,鋼管等材料的主要參數、形式要符合規范。同時應當進行材料的安全和經濟性能分析,力求做到材料的選用既復核安全規定,又達到通用、經濟的目的。根據工程的實際情況,本工程采用插接自鎖式支撐架（60 系列）。

3.1 承插式鋼管支撐架60 系列主要材料

（1）可調底座,用于調整架體的水平高度保證一致,使立桿的集中荷載分散到基礎上。（2）立桿,主要承重構件之一,是傳遞垂直荷載的主要構件,用于與橫桿、斜桿連接。（3）橫桿,傳遞水平荷載的主要構件。（4）斜桿,通過斜拉桿構成穩定的三角形構造,保證架體的穩定。（5）立桿節點,水平橫桿、立桿、斜拉桿交匯聯接處,由立桿上的節點與橫桿、斜拉桿連接。

3.2 鋼管扣件材料

（1）鋼管。主要用于結構柱與主架體拉接,鋼管須滿足國家標準和設計要求,選用經濟實用的焊接鋼管,鋼管材料要求無腐蝕、不得有彎曲、銹蝕重皮等問題,必須有出廠合格證等相關質量證明材料。

（2）扣件。應嚴格按照《鋼管腳手架扣件》（GB 15831-2006）的要求選用鋼管扣件,必須作防銹處理。鑄件不得有裂紋、氣孔,不應有縮松、砂眼等質量問題。扣件和鋼管結合平順,應保證與鋼管扣緊時接觸良好,開口處的最小距離應不小于5 mm。

4 施工方法

4.1 支模架基礎

根據本工程施工安排及現場實際情況,基坑回填整平碾壓后,根據施工工期,經自然沉降一段時間后,再次進行碾壓；分層回填100 cm 厚3∶7 灰土；對場地進行承載力檢測,承載力符合要求后,再在表層做20 cm 厚C25 混凝土墊層作為滿堂架的基礎。

4.2 支撐架搭設施工方法和要求

選用插接自鎖式支撐架產品, 主要使用60 系列的桿件, 不合格的桿件、扣件、配件不得使用。架體橫桿的距離1 m～1.5 m, 斜拉桿依照工程設計圖紙進行安裝。支撐架體搭設的各部位、各環節必須依照規范和施工組織設計進行,塔架的基礎處理非常關鍵,必須保證基礎穩固、平整,施工前應進行重新檢查,確保基礎安全可靠。架體桿件的搭設必須保證橫平豎直,及時用水平儀等專業設備進行檢查校正,特別是隨著架體高度的增加,要及時檢查整個架體的垂直度。架體應當逐層搭設,不得隨意減少材料用量,現場確實需要改變搭設方式時,必須經現場技術負責人員會商、經批準后方可變更搭設方案。

5 架體設計

1）立桿橫向間距為1.5 m,局部調整為1 m 和0.7 m,縱向間距為0.7 m,局部調整為1 m 和1.5 m,使立桿距離梁邊不小于200 mm,以滿足梁側模板支模距離。

2）支撐架橫桿步距為2 m,塔架橫桿的步距為1 m,根據支模高度可調整為1.5 m、0.75 m 不等,使頂托絲桿外露長度不大于350 mm,立面斜拉桿豎向兩步兩跨設置,架體四周立面設置,中間每間隔一個立面設置,塔架自帶斜拉桿,搭設成格構柱形式。

3）1000×1400 的混凝土梁底支撐架立桿間距為0.7 m,跨距為1.5 m 局部跨距調整為1 m、0.7 m。梁下雙排架上安裝可調頂托,在頂托上順梁方向擺放14#槽鋼,垂直于槽鋼的方向擺方100 mm×100 mm 木方,木方間距為100 mm,面板為15 mm 膠合板,做法詳見圖1。

圖1 結構圖

6 架體預壓

為檢驗架體的強度、穩定性,消除混凝土施工前架體的非彈性變形,以及檢驗架體的受力情況和彈性變形情況,測量出架體的彈性變形。在架體及底模鋪設完畢后,進行架體預壓。架體拼立好后采用等載預壓工藝。

6.1 預壓前的檢查

檢查架體各構件聯接是否緊固,金屬結構有無變形,檢查架體的立桿、橫桿、斜拉桿連接是否牢固；檢查現場警示是否明確；即完全模擬澆筑狀態進行全面檢查。

6.2 預壓前的準備工作

6.2.1載荷準備

根據渡槽的施工條件,擬采用砂袋預壓法。砂袋采用100 cm×100 cm×100 cm 的規格,預壓總荷載為鋼模板+鋼筋+混凝土+施工荷載的總量的1.1 倍,預壓時依據混凝土澆筑的順序進行。其總荷載的60%→80%→100%三次預壓。

在預壓前, 將拱圈與槽身底各部分放線分塊編號, 以確定各荷載分布的位置。首先在需預壓面外圍搭設間距為50 cm 的腳手架,搭設完成后采用25 t 吊車將砂袋吊至預壓面,分層堆放。

6.2.2場地安全準備

預壓范圍內無雜物,設置安全范圍及告示,要求非工作人員一律不得入內；現場配聯系人、協調員、測量工程師和現場指揮,架子工、裝吊工負責支架本身安全。

6.3 預壓施工

（1）堆載前,為避免模板劃傷,影響混凝土外觀質量,應在木模板表面鋪設彩條布一層。砂袋兩側用鋼管搭設防護架。

（2）第一次加載60%,在底板上均勻加載,從渡槽兩端開始,向中心均勻加載,加載完成后,對各點每隔12 h 對支架沉降量進行監測,當支架測點連續2 次沉降差平均值均小于2 mm 時,方可繼續加載。

（3）第二次加載80%,對支架所有的頂托進行檢查加固,對各點每隔12 h 對支架沉降量進行監測,當支架測點連續2次沉降差平均值均小于2 mm 時,方可繼續加載。

（4）第三次加載100%,對支架所有的頂托進行檢查加固,測量各測點的高程。加載完成后,每小時對各點的高程觀測一次。根據測量數據,各測點沉降量平均值小于1 mm 或連續三次各測點沉降量平均值累計小于5 mm,否則繼續觀測,直至沉降穩定為止。

根據實際情況,在沿渡槽水流方向每隔4 個步距布置一排觀測點,每排布置6 點。采用自動安平水準儀1 臺,觀測支架高程變化；全站儀1 臺,觀測支架水平位移。

6.4 卸載方案及注意事項

架體預壓沉降趨于穩定后可進行卸載,卸載與加載順序相反,按加載反向程序依次逐級卸載,每卸載一級,需對不同的觀測點進行高程測量,防止出現偏壓失穩現象。卸載完成后,將模板清理干凈,觀測各點高程及位置。

7 驗收要求

高大模板支撐系統搭設前,應組織對需要處理或加固的地基、基礎進行驗收,并留存記錄；基礎要堅實,并有排水設施。高大模板支撐系統的結構材料應按要求進行驗收、抽檢和檢測,并留存記錄、資料；進場的承重桿件、連接件等材料的產品合格證、生產許可證、檢測報告須進行復核,并對其表面觀感、重量等物理指標進行抽檢。對承重桿件的外觀抽檢數量不得低于搭設用量的30%,發現質量不符合標準、情況嚴重的,要進行100%的檢驗,并隨機抽取外觀檢驗不合格的材料送第三方專業檢測機構進行質量檢測。采用鋼管扣件搭設高大模板支撐系統時,應對扣件螺栓的緊固力矩進行抽查,抽查數量應符合《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》（JGJ 130）的規定,對梁底扣件應進行100%檢查。

架體搭設應當先進行樣板的搭設,并請監理單位進行驗收后,開始繼續實施。模板按作業流程要求全部或分部安裝完畢后,應按照規定履行驗收手續,對立柱、水平拉桿、施工荷載、作業環境等部位、監測設施進行查驗,經施工技術和安全負責人或其書面委托人主持分段或整體驗收,并約專業監理工程師參加技術部門和安全部門的檢查驗收,驗收合格,經施工單位、項目監理單位簽字后,方可進入后續工序。

8 結語

高大模板支撐工程施工危險系數大、技術要求高,必須按照法律法規和行業技術規范認真編制施工技術方案,抓好施工準備和實施過程管理,認真做好檢查驗收工作,保證高大模板支撐工程施工安全、高質量實施,從而確保整個輸水渡槽工程體系安全運行。