5t扭工字块预制卧式及立式工艺施工总结

盛剑 孙海洋

摘 要：港珠澳大桥主体工程岛隧工程西人工岛岛壁外坡安放5t扭工字块体。文章以此工程为例，介绍了扭工字块立式模板预制和卧式模板预制两种施工工艺，通过对两种工艺的对比分析，阐述其在不同施工环境中的适用性，对以后类似工程施工工艺选择具有一定的参考价值。

关键词：5t扭工字块预制 立式模板 卧式模板

1.工程概况

港珠澳大桥主体工程岛隧工程西人工岛岛壁结构为抛石斜坡式，岛壁外坡安放消浪性能良好的5t扭工字块体，共30595块，需预制C30混凝土66513m3。本工程所用扭工字块重5t，高2.483m，体积2.174m3。

2.施工工艺

2.1模板安装

（1）立式模板安装。立式预制模板由下横肢支撑底座、上横肢顶盖、中间部分两片纵向对称轴模板以及4片堵头模板组成，模板间均用螺栓连接和紧固，底模用膨胀螺栓紧固在地面上。在上肢顶面中间开口下料，顶面在混凝土初凝后采用人工抹面。

模板安装时先组装中间部分两片纵向对称轴模板，然后组装上横肢顶盖，待检查内部模板无错牙后，安装4片堵头模板。

（2）卧式模板安装。卧式预制模板由底模、两片侧模、顶模以及两片堵头模板组成，模板间均用螺栓连接和紧固。在顶面留一个振捣口，从顶面端头处下灰；为提高施工效率并保证块体端头表面质量，模板上下两侧不设堵头模板，下部采用橡胶垫板，上部直接进行人工抹面。

2.2混凝土浇筑

2.2.1混凝土搅拌与运输

混凝土搅拌采用经过2m3搅拌站进行搅拌，混凝土搅拌严格按照配合比下料，配料单通过自动计量系统称量、配料，并且施工中随时测试骨料含水量、拌和物塌落度的变化，及时分析调整。

塌落度经检测合格后，混凝土采用水泥搅拌车运输至预制平台旁。卧式、立式设计配合比塌落度均为70±20mm，现场施工发现塌落度为70～90mm时效果最佳。

2.2.2混凝土浇筑振捣

（1）浇筑方法：浇筑时立式预制先将混凝土由水泥搅拌车放入装载机内，由装载机将灰放入操作平台，通过下灰口的收口型导管卸至扭工字块模板内；卧式预制直接由水泥搅拌车从卧式模板下灰口将混凝土放入模板内。

（2）浇筑方式：为减少块体上下肢顶面气泡和防止肢杆处微小沉缩裂缝的出现，经过多次试验确定扭工字块混凝土分3层进行浇筑振捣。立式、卧式具体分层浇筑如图1所示。

在保证块体分层浇筑质量的前提下，为提高施工效率、合理利用施工时间，采用如下浇筑顺序：（卧式浇筑顺序与此类似，此处以立式为例说明）

①1#第一层→2#第一层→1#第二层→2#第二层（移动下灰平台）；

②3#第一层→4#第一层→3#第二层→4#第二层（移动下灰平台）；

③5#第一层→6#第一层→5#第二层→6#第二层（移动下灰平台）；

④1#第三层→2#第三层→3#第三层→4#第三层→5#第三层→6#第三层。

采取上述浇筑顺序，第一层与第二层浇筑间隔时间约为5min，第二层与第三层浇筑间隔时间约为1h，在充分利用工作时间的气体下，较好地减少了块体下肢顶面气泡和防止了肢杆处微小沉缩裂缝的出现。

（3）浇筑振捣要求：混凝土振捣均使用ф70mm振捣棒，振捣棒振捣时移动间距不超过振捣棒作用半径的1.5倍。每层砼振捣时保证插入下层砼5～10cm左右，以保证每层砼良好结合。振捣达到砼骨料不下沉，表面不再冒气泡，呈平坦、泛浆为度，不漏振、过振。浇注完成后保证砼20h内不受到振动。

通过现场预制施工情况发现，通过对塌落度、振捣分层和时间控制可有效提高块体预制质量。

2.3模板拆除及抹面施工

（1）立式模板。混凝土初凝后及时将顶盖模板拆除，采用人工抹面消除气泡及保证下灰口处原始弧面；人工抹面二次压光完成后用排笔蘸水涂刷块体表面残留抹面痕迹及不光滑位置，待混凝土终凝后及时覆盖土工布进行洒水养护。

混凝土强度达到拆模要求时，先拆除4片堵头模板；然后拆除中间部分两片纵向对称轴模板，拆除时采用左右松动法：在下横肢支撑底座、中间部分两片纵向对称轴模板3片模板连接处各焊接一根Φ25mm钢筋，利用撬棍可将中间部分两片纵向对称轴模板左右松动，模板左右脱离块体5cm左右时，1t简易龙门吊直接吊起模板慢慢移出，运至下一个底模位置。

（2）卧式模板。待混凝土初凝后先将模板拆除，人工进行抹面，消除顶面和两侧端头气泡及振捣口处表面缺陷。待混凝土强度满足要求时，拆除两片纵向对称轴模板，由人工先松动模板，用撬棍把模板移出，模板脱离块体5cm左右时，1t简易龙门吊直接吊起模板慢慢移出，运至下一个块体预制位置。拆模时严格控制吊装速度，以保证安全，并防止模板磕碰到块体。

（3）总结对比。①立式工艺模板位于地面上，拆装模板操作空间较大；卧式模板位于沟槽中，在沟槽中空间受限，拆装模板效率低。②立式模板两片立模可直立在地面上保持稳定；卧式模板两片立模本身不具备稳定性，需侧靠在溝槽上，在模板拆除摆放时消耗时间较长。经统计：立式预制组模时间为20min/套、拆模时间为12min/套、模板片数4片；卧式预制组模时间为25min/套、拆模时间为20min/套、模板片数5片。③立式顶盖模板拆除后，人工抹面需登高作业，增加了抹面难度，抹面质量较难控制；立式人工抹面区域刚好与地面齐平，抹面难度较低。④卧式抹面工程量比立式大，但较易操作；立式抹面面积较小，但对抹面人员抹面水平要求高。

2.4块体修补养护

（1）块体修补：拆除模板后，对有表面缺陷的混凝土及时进行修补，首先将普通水泥、细砂和白乳胶的混合物抹到气泡内（参考配比为：普通水泥：白水泥：白乳胶：细砂=2.5：1：1.5：1）。待强度增大后，用腻子刀刮平，刮平时修补工要精心操作，保证修补处平整光滑。刮平后，人工用手将拌和好的干硬水泥净浆（参考配比为：普通硅酸盐水泥：白水泥：水=3：1：1）在修补位置擦抹一遍，以调节色差和平整度。模板拼缝处产生的飞边、错牙用角磨机打磨，达到光滑平顺。

（2）块体养护：待修补完成后，即在预制现场覆盖土工布洒水养护。块体运输至现场后，由专人洒水养护14d，并做好养护记录。

（3）总结对比：卧式预制块体表面气泡比立式少。卧式块体气泡主要在模板拼接的水平位置，立式预制块体气泡主要在下肢顶面处。

2.5成品保护及标识

利用回弹仪进行实际块体强度的检测判断，混凝土是否满足扭工字块起吊要求。根据现场情况，气温在20℃左右时，一般浇筑完砼20h左右即可拆模，30h左右即可进行块体吊装转运。立式、卧式预制块体均采用14t随车吊进行倒运存储，吊装速度不受工艺影响，倒运至存储场地按规则摆放存储。

3.立式、卧式预制工艺总体对比

通过在5t扭工字块立式及卧式预制施工中的不断摸索和改进，项目部分别总结出了立式和卧式一套可行的施工工艺，经过9个月的施工验证，施工质量均满足要求。立式、卧式综合对比表如表1所示。

4.结束语

综上所述，卧式施工在设备投入上卧式优于立式；在模板拆装工序上立式施工效率优于卧式；立式抹面速度总体高于卧式，但抹面质量控制起来比卧式困难；立式预制表面气泡略多于卧式；立式预制施工效率高于卧式预制。可知：立式与卧式预制各有适用性，需根据现场情况、资源配置及工期要求进行选用。

参考文献：

[1]JTS 202-2011，水运工程混凝土施工规范[S].北京：人民交通出版社，2011.

[2]JTS 257-2008，水运工程质量检验标准

[S].北京：人民交通出版社，2009.