浅析高支模施工技术在西枝江补水工泵站施工中的应用

叶东晓

（惠州市水电建筑工程有限公司,广东 惠州 516000）

当前经济社会发展较快,人们对水利工程的关注也逐渐增多,水利工程项目也在逐年增加,在这种形式下,水利工程施工项目的质量及可靠性成为大众关注的焦点。其中,高支模施工技术在水利工程中应用较多,能够提高施工效率和施工质量,值得推广应用。高支模施工存在一定危险系数,在施工过程中容易发生安全事故,此外,高支模施工工艺较为精确,需要进行预案论证和核算验证,否则将会造成人员伤亡和财产损失。因此,需要高度规范高支模施工操作,本文以西枝江补水工泵站工程中的大梁作业为例,深入分析高模施工技术要点,提高高模板施工质量[1]。

1 高支模施工技术

1.1 高支模概念

高支模是指支模高度大于或等于8 m 的支模作业,建筑行业有关规程可知,当施工作业存在一定危险性且需要使用模板支撑作业时,当安装高度大于5 m、跨度不小于10 m、施工总荷载大于10 kN/m2时,需要架设模板施工作业时。在高支模施工主要包括支架和模板施工两大部分。其中,模板施工是为了更好地为混凝土成型提供有效帮助,而支架施工则能更好地发挥固定作用,使其能够承受模板和混凝土的重量,为高层建筑施工提供一定的承载力。高支模作业具有一定的危险性,在正式作业前需要指定一系列的施工计划、应急预案以及相关防范措施,从而保证施工作业安全,使高支模作业能够有效安全的执行。

1.2 高支模分类

高模板可分为三种类型：扣件式、碗扣式和门式。扣件式高模主要由钢管和扣件组成,扣件与钢管之间有很大的偏心摩擦。此外,它在间距设置和高度调整过程中具有很大的灵活性,其安装简单、精度低,所以可靠性不如其他两类高。扣件式高支模在安装过程中,一般需要一天时间完成安装,材料损失较大,一般在4%左右间。碗扣高支模主要由立杆、横杆及相关附件组成,其轴线在垂直方向受力。这种高模板主要按模块设计,布置在一个正方形中,具有一定的可靠性,每个构件都有很大的承载力。碗扣高支模可在半天内架设,材料损失相对较小,一般在1%左右。门式高支模主要由门式刚架及相关附件组成,并承受轴向垂直力,间距也根据模量确定,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 天内安装。材料损耗相对较小,一般只有1%。

2 工程应用

2.1 项目概述

惠州市金山新城水环境综合整治项目（水利改善和水利部分）项目—西枝江补水工程主要任务是从西枝江取水,经输水连接管和加压泵站,将水送至莲塘布水库,主要为水资源配置工程。西枝江补水工程由沙澳取水泵站、引水管道和连通工程组成。沙澳取水泵站工程位于金山污水处理厂上游750 m 处沙澳村,西枝江左岸堤防外侧,由取水头部、连接管和泵房组成。设计取水流量为2.5 m3/s,泵站装机功率为2.24 MW。在泵站的22.00 m 高程,设有对外连接交通桥,连接泵站与西枝江大堤[2]。

沙澳泵房布置于西枝江大堤靠江一侧,在平面上采用圆形布置。泵房底高程1.5 m,顶高程22.0 m,内径30.6 m,衬厚1.5 m,采用钢筋混凝土结构；顶部设置控制室,配电室和值班室等,外层一圈为走道。泵站内部采用隔墙分成前池、进水道、吸水池和环形泵房。泵站剖面见图1。

图1 泵站剖面图

本工程所有部位均采用扣件式钢管脚手架搭设满堂支撑。内外桶墙体施工外排架和梁板支撑体系结合施工。本工程高支撑构件列表见表1。

表1 本工程高支撑构件清单

2.2 大梁模板支撑设计方案

根据高大支模梁列表,15.0 m 高程电缆层及22.0 m 高程交通桥至配电房通道大梁模板支撑体系布置设计参数为：

（1）电缆层高程为15.0 m,大梁支模高度为9.1 m,支承主梁L5（500 mm×1100 mm）、L6（500 mm×1100 mm）,主梁跨度分别为8.75 m、9.19 m。

（2）交通桥至配电房通道层高程为22.0 m,大梁支模高度为16.1 m,支承梁L13（500 mm×800 mm）,梁跨度为9.1 m。

（3）22.0 m 高程配电房层（进水口两侧廊道角落部位）,上下对应15.0 m 高程电缆层部位,面板厚度25 cm,梁L7/8/9/10,尺寸500 mm×1100 mm,层高7.0 m。

设计方案选择以L5（截面为500 mm×1100 mm）、L13（500 mm×800 mm）的大梁,板厚为250 mm 钢筋混凝土为验算对象。其中：

15.0 m 高程电缆层梁模板支撑体系拟选用扣件式钢管脚手架、φ48.3 钢管及顶托作为支撑,大梁下部钢管支撑体系采用粱底承重立杆横向间距或排距Lb=0.6 m,共设置两排,立杆沿梁跨度方向间距La=0.6 m；板下立杆@0.6 m×1.2 m 布设；步距为1200 mm,电缆层设纵、横水平杆拉结、离地200 mm设置扫地杆,外侧设置剪刀撑一道。

22.0 m 高程交通桥至配电房通道梁模板支撑体系及对应15.0 m 高程的配电房部位均采用扣件式钢管脚手架。选用扣件式钢管脚手架,即φ48.3 钢管及防滑钢管扣件,满堂红式搭设。梁底顺梁轴线立杆间距La=0.60 m；立杆垂直梁跨度方向间距Lb=0.60 m；板下立杆@0.6 m×1.0 m 布设；横杆步距为1200 mm,顶层设纵、横水平杆拉结。

底模、侧模厚度18 mm；第一层龙骨38 mm×85 mm 木枋间距250 mm,第二层龙骨（双钢管）Φ48.3×3.6,钢管纵向间距600 mm（梁底）,1200 mm（板底）。

主梁中间的立杆上部采用U 托,支撑第二龙骨,电缆层的立杆支承在C25 混凝土底板上；通道梁层的立杆支承在C25 混凝土底板上。

主梁（L5、L6、L13）设对拉螺栓2 排φ14,横向间距600 mm、竖向间距600 mm,采用Φ48.3×3.6 双钢管作为横檩梁,最下一排距梁底250 mm,用蝴蝶扣与对拉螺栓联结。

在每一步距处纵横向应各设一道水平拉杆。在最顶层步距两水平拉杆中间应加设一道水平拉杆。所有水平拉杆的端部均应与周围建筑物顶紧顶牢。无处可顶时,应在水平拉杆端部和中部沿竖向设置连续式剪刀撑。

在外侧周圈应设由下至上的竖向连续剪刀撑；在架体外侧周边及内部纵、横向每5 m～8 m,应由底至顶设置连续竖向剪刀撑,剪刀撑宽度应为5 m～8 m。在竖向剪刀撑顶部交点平面应设置连续水平剪刀撑,首层全高设置一道水平剪刀撑,顶层共设置两道水平剪刀撑,水平剪刀撑间距不宜超过8 m[3]。

2.3 主要构造措施

2.3.1基础处理

高支模范围的钢管立柱支承在已浇筑完成的C25 混凝土底板上,上层梁板高支模范围的钢管立柱支承在已浇筑完成的楼板上（泵房梁板浇筑时,下部支架不拆除或采取回顶措施）,承受立杆的压力和冲切力。

泵房22.0 m 高程外飘板需要在基坑回填完成后进行搭设脚手架,施工准备浇筑15 mm 厚C25 垫层。

图2 基坑回填支架基础处理示意图

2.3.2立杆设置

1）立杆接长严禁搭接,必须采用对接扣件连接,相邻两立杆的对接接头不得在同步内,且对接接头沿竖向错开的距离不宜小于500 mm,各接头中心距主节点不宜大于步距的1/3。

2）严禁将上段的钢管立杆与下段钢管立杆错开固定在水平拉杆上。

3）可调支托的螺杆伸出钢管顶部的距离不得大于30 cm。

2.3.3纵横水平拉杆设置

在钢管支顶底部上0.20 m 处纵横设置水平拉杆,用Φ48.3 钢管拉结,以后纵横水平拉杆每1200/900 mm 高设置一道；水平拉杆端头伸出扣件边缘长度不少于100 mm,水平拉杆端头有混凝土墙的应与其顶紧。

图3 纵横水平拉杆设置示意图

由于泵房内为弧形,会出现分区独立的满堂架,无法完全在一个纵横线上,构成一个整体。施工时必须仔细小心进行各部位的连接,尽可能地增加各部位主节点间的连接。

2.4 主梁验算

主梁验算参数见表2。

表2 主梁参数表

主梁自重忽略不计,主梁2 根合并,其主梁受力不均匀系数为0.6,则单根主梁所受集中力为Ks×Rn,Rn为各小梁所受最大支座反力。

图4 受力示意图

（1）抗弯验算

图5 主梁弯矩图（单位：kN·m）

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

（2）抗剪验算

图6 主梁剪力图（单位：kN）

图7 主梁变形图（单位：mm）

（4）支座反力计算

承载能力极限状态

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

立杆所受主梁支座反力依次为P1=2.217/0.6=3.695 kN,P2=6.384/0.6=10.64 kN,P3=2.217/0.6=3.695 kN。

综上所述,满足要求。

3 结语

高支模施工技术在水利工程中具有重要的应用价值,能够提高建筑物的稳定性和安全性,保障人们的生命财产安全。因此,施工企业需要提高高支模施工技术的重视度,严格按照各施工环节的施工技术要点进行施工作业,确保高支模施工高效规范进行,提高高支模施工的整体质量。本文以西枝江补水工泵站工程为例,以大梁的施工作业及面板核算为典型,分析了大梁高支模施工中的要点及注意事项,除此之外,要提高技术应用效果,还需结合项目需求,从施工实况入手,做好施工人员培训等工作,为高支模工程的顺利开展奠定坚实基础。