浅谈预制混凝土模板技术在白鹤滩大坝 施工中的应用

高俊锋

（中国水电四局白鹤滩施工局， 四川 宁南 615400）

1 工程概况

白鹤滩枢纽工程为Ⅰ等大（1）型工程，拦河大坝坝后设置四层永久交通桥，坝身设置6个导流底孔、7个泄洪深孔和6个泄洪表孔等泄洪设施。大坝混凝土方量810万m3，结构复杂、交通条件差，工期紧、施工强度高，若采用传统现浇混凝土方式形成坝体设置的牛腿，受倒悬结构影响，模板安拆、质量安全风险等因素制约，很难满足白鹤滩大坝高强度的施工需求，且大坝坝后永久交通桥和孔口进出口均为永久外露面。综合以上因素，采用了较为科学合理的预制混凝土模板技术，使预制模板本身作为承重结构，且不再拆除。预制模板加工过程中，通过工艺创新，使面板外观质量达到镜面混凝土的高标准要求。

2 设计原理

2.1 预制模板特点

（1）较传统现浇混凝土施工方法可缩短工期，预制模板安装直接采用设备整体吊装，提高施工效率，减少现场模板支撑结构安拆量，降低质量安全风险。

（2）预制模板在后方厂内制作、养护，采用流水式作业，成型质量好、利于成品保护。

2.2 预制模板设计

（1）根据大坝设计图纸绘制三维模型，结合各坝段结构尺寸按2m长度以内进行均分绘制剖面图。

（2）根据剖面图尺寸确定面板具体规格，采用直角梯形的以直代曲结构形式，预制模板采用内拉式钢桁架进行模板固定，桁架整体采用结构计算软件进行受力验算，确定材料型号及规格满足要求。

3 施工工艺

3.1 工艺流程

（1）预制模板加工流程：预制面板模板选型、钢筋埋件制安→面板浇筑、养护→内支撑桁架加工→桁架与面板焊接、出厂验收。

（2）预制模板吊装流程：预埋锚固件安装、调节、测量复核→锚固件层混凝土浇筑→预制模板吊装对位→支座板焊接、精调→测量校核→验收、首层混凝土浇筑。

3.2 预制模板加工

3.2.1 预制面板施工方法

（1）配合比选定

根据对预制模板镜面混凝土的特殊要求，进行配合比设计试验，配置的混凝土满足和易性、凝结速度、强度耐久性和表面色泽等质量要求。

（2）面板模板选型

① 面板模板采用定型胎模模具，根据结构形式，模具在长度方向为可调节结构，侧板采用平移式开启，端板一端固定，另一端采用铰链式开启，一端可以在三个尺寸上活动。

② 立模前检查模板底模是否平整、光洁、变形，并清洗模板，涂刷建筑模板长效脱模剂，确保模板表面整洁。

（3）面板混凝土施工

① 浇筑前，对模板、钢筋及埋件的稳固性及混凝土的拌和、运输、浇筑所需的机具设备是否齐全进行一次检查，并对作业人员进行交底。

② 面板一次性浇筑完成，下料均匀连续、不间断，先平仓、后振捣，避免过欠漏振，保证混凝土密实性。

③ 混凝土浇筑完成后，人工收面抹面，表面应平顺、平整，初凝后及时进行旋喷养护，并在表面覆盖土工布辅助进行保湿养护。

④ 面板强度满足拆模要求后，由人工配合吊车将面板吊运至养护池进行养护。

⑤ 由于预制件类型、尺寸较多，拆模后及时对面板进行编号，编号信息包括浇筑时间、所用部位等。

3.2.2 内支撑桁架施工方法

鉴于预制模板尺寸较大，为更好保证其安装精度并降低现场安装定位难度，将预制模板面板内侧采用桁架内支撑结构进行焊接连接，现场安装时仅需进行微调。

（1）按设图纸体型要求制定下料展开图，采用半自动切割机下料；在钢平台上按照设计尺寸进行放样，控制尺寸、平整度偏差；对焊接设备进行焊接操作性能试验，并在放样模具内进行焊接。

（2）单榀桁架制作过程中作好桁架定型控制，桁架制作好后与面板上预埋工字钢拼装焊接；预制面板养护完成后，在养护池内进行预制模板内支撑桁架焊接安装工作。

3.3 预制模板安装

（1）为保证预制模板与坝体混凝土能够有效连接，预制模板安装前需在前一仓混凝土内预埋锚固件，锚固件预埋安装时必须严格按照图纸要求进行测量定位、精确安装，预制模板与锚固件通过钢板焊接连接。

（2）预制模板根据编号信息，结合现场施工需求计划分批分类利用塔机或缆机调入大坝仓内，仓内采用汽车吊将相应倒悬部位的预制模板吊至特定部位进行安装。

（3）预制模板安装过程中，采用测量跟踪技术，即预制模板在吊装就位至焊接加固的过程中测量棱镜始终在检测模板体型，使预制模板安装后体型偏差满足要求。

3.4 工艺创新

预制模板作为白鹤滩大坝坝体永久外露面，且面积大，其外观质量直接影响大坝的整体美观。

（1）前期存在问题

① 为保证钢筋保护层，使用了混凝土垫块，由于垫块的浇筑时间与混凝土面板的浇筑时间不一致，导致存在色差。

② 混凝土面板拼缝处未进行倒角处理，安装拼接过程中容易损伤混凝土棱角。

③ 由于钢模表面光洁度有限且使用植物油作为脱模剂，导致混凝土面不光洁且混凝土面板之间存在色差。

（2）采取对策

针对前期预制模板外观质量问题，多方面分析原因，主要存在模板工施工经验不足、脱模剂选用不当、混凝土垫块使用不妥、面板棱角未进行倒角处理等原因，并针对性地制定了详细的实施措施。

① 编制并严格落实《混凝土预制模板施工工艺标准手册》。

② 使用建筑模板长效脱模剂代替植物油脱模剂；使钢筋网片和工字钢架成为一个整体，让钢筋网片成为悬空状态，取消垫块使用；混凝土浇筑前预装pvc倒角条。

（3）通过一系列的工艺控制和创新，预制面板光洁细腻，平整度在±0.5mm内，达到了“镜面混凝土”的质量要求。

4 取得效益

按照传统现浇混凝土施工方法，大坝上下游牛腿均采用现浇方式施工，其中牛腿倒悬面采用定型组合散钢模板和阴阳角模进行混凝土浇筑，加固形式为型钢内拉，浇筑完成等强后再对模板进行拆除和外观处理、挤塑板粘贴等，整体施工安全质量风险大，人员设备投入多且不均衡，致使施工进度受多方面制约，容易造成较大经济损失。为提高倒悬牛腿部位的备仓效率，加快施工进度，降低安全风险，在保证混凝土施工质量的前提下，大坝倒悬牛腿部位均采用内拉式钢桁架预制混凝土模板进行施工。

白鹤滩大坝倒悬牛腿结构主要包括大坝导流底孔、泄洪深孔及泄洪表孔的进、出口倒悬牛腿（闸墩）部位，坝后永久交通桥倒悬牛腿部位以及深孔启闭机检修桥机倒悬牛腿部位。其中左岸大坝导流底孔牛腿施工面积833.96m2、泄洪深孔3468.99m2、泄洪表孔2018.22m2、坝后永久桥3334.42m2、深孔检修桥机134.67m2，采用预制混凝土模板技术施工后，可节约大量劳动力和设备，其中节约工作日约946天，钢结构制安部分增加，质量安全风险显著降低，施工进度和效率明显提升。

5 结束语

传统现浇混凝土施工倒悬牛腿方法资源投入大，施工进度缓慢，存在各种风险。白鹤滩大坝上下游倒悬牛腿结构采用预制混凝土模板技术施工后，避免后续倒悬部位大量模板的拆除作业，有效降低施工难度和质量安全风险，且预制模板在后方厂内加工，施工相对灵活，采用流水式批量作业，成型质量好，保证大坝上下游永久外露面体型达标、整体美观。