曲面貼坡混凝土施工方法探討

郝麗萍

（中國水利水電第五工程局有限公司，成都 610066）

1 引言

國內工程中曲面貼坡混凝土施工主要用于公路及水渠邊坡,在水工建筑物中，多應用于閘壩上、下游護坡以及面板壩等。此類坡面多為直面的平坡，伴有少量的漸變坡，施工起來較為簡單，一般采用普通的鋼模板或是滑膜即可進行邊坡的混凝土施工。國外某水電站引水隧洞進水口段、尾水隧洞出口段全部為曲面坡，采用常規的滑模施工以及組合鋼模板施工無法滿足曲面貼坡混凝土的體型要求，如在國內定制模板，將會大幅提高施工成本，且施工工期將延長。

因此，為了滿足水電站曲面貼坡混凝土的體型要求，采用民用建筑上常采用的清水模板改造后作為曲面貼坡混凝土的澆筑模板。此模板具有足夠的韌性，能夠進行彎折加工，制作出能夠滿足體型要求的不規則的坡面形狀。這樣既可滿足體型要求，亦可節省大量的施工成本[1]。

2 施工方法要點

2.1 測量放線階段

由于設計曲面貼坡混凝土在水平方向上為弧形，在坡面方向上為直線，故測量放點后的繃線須在坡面方向上進行。

2.2 鋼筋安裝

設計鋼筋直徑均為16 mm，現場弧形坡面半徑較大，故不需再進行鋼筋預彎曲成型，可利用鋼筋的延展性，通過架力筋的固定來定位成型。鋼筋安裝完畢后，在其上表面安裝邊長與保護層厚度相同的水泥砂漿墊塊。曲面貼坡鋼筋同時用于后續模板安裝固定。曲面貼坡鋼筋安裝如圖1 所示。

圖1 曲面貼坡鋼筋安裝

2.3 模板設計及制作

模板設計、制作可以和測量放線、鋼筋安裝同時進行。

清水模板單塊設計尺寸為2 400 mm×1 200 mm，厚16 mm，施工時，根據現場實測數據切割。

2.4 模板系統安裝及加固

模板安裝采用內拉方式固定，混凝土入倉前模板內側支撐采用保護層墊塊控制，澆筑過程中模板內側采用拉桿φ16 mm圓鋼控制，拉桿一端與坡面錨桿、加密插筋及面層預留苗子筋焊接，另一端加工成絲扣，絲扣長10 cm，在模板上鉆孔，孔徑φ18 mm，拉桿穿出孔后在模板外側縱橫向交叉圍檁交點處用墊片螺栓固定（或者用蝴蝶卡螺栓固定）[2]。

每道豎向圍檁采用2 根5 cm×8 cm 方木緊貼清水模板外面（方木長邊緊貼到模板面上），由于澆筑坡面為曲面貼坡，每兩道豎向圍檁底部中心間距按照50 cm 控制，上部呈扇形狀，中心間距將＞50 cm。

每道橫向圍檁采用2 根φ48 mm 架子管緊貼豎向圍檁方木外面，由于澆筑坡面為曲面貼坡，橫向圍檁鋼管長度單根6 m，安裝前先加工成弧形，鋼管彎曲半徑與曲面水平半徑相等，每兩道橫向圍檁中心間距按照60 cm 控制。

曲面貼坡混凝土施工過程中，根據現場實測數據，確定每塊不規則模板面積，以及確定如何切割、拼接各分塊模板，以達到最佳的拼裝效果，要求模板之間不存在縫隙以保證混凝土澆筑質量，重疊部分（可切除）面積最小化以節約材料，要求充分考慮清水模板彎曲變形后的覆蓋面積變化。清水模板之間的接縫處拼接應嚴密； 單層支模高度取清水模板的長邊長度。

為滿足模板拉桿焊接固定需要，澆筑前先在現有錨桿中間加密打設φ16 mm，長0.4 m 插筋，入巖0.2 m，間排距為0.5 m×0.6 m，孔口打入木楔加固。

模板系統的安裝施工，部分施工需要在腳手架上進行，可通過腳手架架管對模板進行縱向上的加固。曲面貼坡清水模板安裝如圖2～圖4 所示。

圖2 曲面貼坡清水模板安裝1

圖3 曲面貼坡清水模板安裝2

圖4 曲面貼坡清水模板安裝3

2.5 混凝土澆筑

清水模板與先澆筑塊搭接5 cm，為便于入倉振搗，每次澆筑斜坡面高度按照一塊清水模板的寬度尺寸控制，即澆筑斜坡高1.15 m。

曲面貼坡混凝土為C25 二級配，通過混凝土輸送泵與溜槽相結合的方式進行澆筑。單倉混凝土澆筑寬度最大達14 m，故要求逐層澆筑，同步抬升，使模板受力均勻，避免模板局部變形或位移。露天澆筑混凝土質量受降雨影響較大，要求時刻注意天氣預報并做好遮雨、排水措施。本項目采取了在坡面頂部砌擋水墻，并預備防水彩條布的措施[3]。

曲面貼坡混凝土澆筑成型如圖5 所示。

2.6 拆模養護

模板拆除后的養護采用土工布覆蓋配合灑水養護的方式進行，灑水采用在已澆筑混凝土頂部安裝PVC 水管、管壁上鉆噴水孔的方式。

3 質量控制

施工所采用的清水模板應符合GB/T17656—2018 《混凝土模板用膠合板》中的要求，模板制安過程中應符合DL/T 5110—2013《水電水利工程模板施工規范》中的施工要求。

通過對曲面貼坡混凝土施工方案的優化，相比于使用組合鋼模板支撐襯砌，使曲面貼坡混凝土表面更加光滑、平順，提高了施工質量。

利用角鋼的可塑性，將其加工成與曲面貼坡混凝土弧面相對應的形狀，再利用模板的韌性將清水模板固定在加工好的角鋼上，從而使模板制作成符合邊坡體型的定型模板。

模板的支撐加固系統以邊坡支護的錨桿為依托，通過焊接支撐鋼筋或直接焊接的方式進行模板的支撐加固系統以及腳手架系統的安裝固定。

4 安全措施

1）嚴格執行當地有關法律法規、安全規程和合同要求的技術規范。

2）施工前由安全部門負責進行專項安全技術交底，施工過程中，每個作業面配備1 名安全人員，各個作業面分工合作、統一指揮。

3）所有進入施工現場的人員做好安全防護，須穿工作服，佩戴安全帽，在邊坡腳手架上臨邊作業時，必須系好安全帶。

5 環保措施

1）建立環境管理體系，成立施工環境管理組織機構，明確職責，遵守當地野生動物保護區的有關環境保護的法律法規和規章制度。

2）所有的施工材料和棄料必須堆放規整，及時回收處理。

3）施工過程中的污水，必須經過沉淀池沉淀后方可排放至林區內。

4）加強施工現場的揚塵、廢油的控制和治理工作。施工道路與臨時場地經常灑水養護，保證施工區空氣清潔。對施工設備及車輛的加油統一進行調度管理，禁止廢油亂排、亂放。清水模板易加工的特點使某些邊角位置的模板封堵更加嚴密，有效避免了漏漿造成的混凝土缺陷，減少了對環境的污染。

6 效益分析

由于施工項目位于不發達地區，無法現場定制鋼模板，使用本施工方法進行曲面貼坡混凝土澆筑，大幅縮減了模板采購、運輸等施工準備時間，加快了施工進度，縮短了施工工期，提高了項目效益，降低了項目施工成本。與此同時，使用本方法減少了制作、運輸不規則鋼模板等而投入的成本。共計為項目部節約施工成本約882 萬元。

7 結語

國外某水電站引水隧洞進水口段、 隧洞尾水出口段采用曲面貼坡混凝土施工，混凝土澆筑質量良好，相比于傳統的使用組合鋼模板成型的混凝土，在平順度和光滑度方面都有很大的提高，而且混凝土形體控制良好，整體施工質量達標，給業主、監理和當地工人留下了深刻的印象，樹立了中國水電科學施工的形象。