卜星瑋，彭真，任凱

（中交第二航務(wù)工程局有限公司，湖北 武漢 430012）

0 引言

閘室是船閘的重要組成部分，其防滲效果的好壞將直接影響船閘功能的實(shí)現(xiàn)。因此，船閘閘室輸水廊道施工工藝的先進(jìn)性與否，將直接影響船閘工程質(zhì)量、安全和進(jìn)度。通過對船閘閘室輸水廊道整體移動模板系統(tǒng)進(jìn)行研究，對船閘施工顯得尤為重要。

1 工程概況

江西贛江新干航電樞紐工程船閘閘室采用分離式結(jié)構(gòu)，墻體內(nèi)布置輸水廊道及側(cè)向分散出水口，閘室結(jié)構(gòu)有效凈尺寸為230 m×23.2 m（長×寬），閘室共有12段，具體布置為（28+10×17.4+28）m，閘室底板厚1.0 m，閘墻高21.95 m，每段閘室均設(shè)有輸水廊道，輸水廊道1號及12號段為變截面段，2～11號段為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段，共20段，截面尺寸為4.5 m×4.5 m，如圖1所示。

圖1 船閘閘室斷面圖Fig.1 Sectional view of lock chamber

2 施工工藝對比

常見輸水廊道施工方法有兩種，一種為側(cè)墻與頂板分開澆筑；另一種為側(cè)墻與頂板同時(shí)澆筑。

1）側(cè)墻與頂板分開施工，先施工側(cè)墻，強(qiáng)度達(dá)到要求后再施工頂板。側(cè)墻采用大塊定型模板加對拉桿施工或者大塊定型鋼桁架背帶模板施工，如圖2所示。

圖2 側(cè)墻與頂板分開澆筑圖Fig.2 The side wall and roof separately poured

①側(cè)墻采用大塊定型模板加對拉桿施工，強(qiáng)度達(dá)到要求后拆除模板，然后在廊道內(nèi)搭設(shè)滿堂支撐架，采用小塊組合鋼模或竹膠板作為頂板底模，澆筑頂板混凝土，強(qiáng)度滿足要求后拆除模板及滿堂支撐架，進(jìn)行下一節(jié)段廊道施工。

該施工方法簡單，但存在許多缺點(diǎn)。側(cè)模采用對拉桿加固，后期需對拉桿孔進(jìn)行防滲處理；側(cè)墻與頂板分開澆筑，接縫處需要進(jìn)行止水處理；頂板滿堂支撐架及模板需反復(fù)拆除安裝，工效低且易造成材料上的損耗。

②側(cè)墻采用大塊定型鋼桁架背帶模板施工，與上面工藝基本一樣，不同之處通過桁架背帶增加模板的整體強(qiáng)度，不需拉桿進(jìn)行加固，減少后期拉桿孔防滲處理，但同樣存在止水處理及滿堂支撐架的反復(fù)拆裝和安裝問題。

2）側(cè)墻與頂板同時(shí)澆筑。側(cè)墻外模采用大塊定型鋼桁架背帶模板，內(nèi)模采用小塊組合鋼?；蛑衲z板，頂板采用滿堂支撐架支撐，安裝完成后同時(shí)澆筑側(cè)墻及頂板混凝土，強(qiáng)度滿足要求后拆除模板及滿堂支撐架，進(jìn)行下一節(jié)段廊道施工。

側(cè)墻與頂板同時(shí)施工，減少了施工接縫，保證了廊道防滲要求，但模板及滿堂支撐架需反復(fù)拆除安裝，工效低且易造成材料上的損耗。

根據(jù)調(diào)研對比分析，傳統(tǒng)的施工方法可以滿足廊道施工要求，但整體工效較低，易對混凝土后期外觀、抗?jié)B造成不利影響。因此結(jié)合橋梁液壓頂升模板工藝，對廊道模板加以改進(jìn)，形成了整體移動模板系統(tǒng)，通過采用該模板系統(tǒng)施工廊道，保證質(zhì)量，提高工效。

3 整體移動模板系統(tǒng)研究

新干船閘項(xiàng)目采用整體移動模板系統(tǒng)施工廊道側(cè)墻及頂板，模板系統(tǒng)采用小塊組合鋼模分塊拼裝可伸縮箱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)滿堂架支撐及型鋼骨架承重體系，系統(tǒng)可整體移動，重復(fù)使用。

3.1 模板系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1）模板系統(tǒng)組成

整體移動模板系統(tǒng)由組合鋼模系統(tǒng)、滿堂支撐系統(tǒng)以及門架行走系統(tǒng)三部分組成，模板系統(tǒng)斷面見圖3、圖4。混凝土澆筑時(shí)，通過千斤頂將門架行走系統(tǒng)頂起離地，此時(shí)由滿堂支撐系統(tǒng)受力；模板系統(tǒng)行走時(shí)，收起千斤頂，門架行走系統(tǒng)著地，同時(shí)調(diào)節(jié)頂托，使?jié)M堂架離地通過鐵葫蘆固定在門架行走系統(tǒng)上面，由門架行走系統(tǒng)受力。

圖3 滿堂支撐系統(tǒng)及組合鋼模系統(tǒng)斷面圖Fig.3 Sectional drawing of full support system and composite steel die system

組合鋼模系統(tǒng)由鋼面板、模板肋板組成。鋼模面板厚4 mm，模板肋板尺寸為5 cm×0.5 cm，布置間距為30 cm×30 cm，模板內(nèi)楞采用 [8型鋼，按照35 cm一道沿豎向布置，模板外楞采用[10/[16a型鋼，頂模沿橫向70 cm、側(cè)模沿橫向60 cm間距布置。頂模中間及側(cè)模底部采用可拆卸模板，方便模板拆除。

圖4 門架行走系統(tǒng)及組合鋼模系統(tǒng)斷面圖Fig.4 Sectionaldrawingofdoorframetravelsystemand compositesteeldiesystem

滿堂支撐系統(tǒng)為扣件式滿堂支撐架，縱橫向間距為70cm×70cm，步距為60cm。上下左右都安裝可調(diào)節(jié)的頂托，方便模板支撐體系的伸縮。

門架行走系統(tǒng)由5榀門架組成，間距4.5m，槽10焊接而定，底部裝滾輪，方便模板系統(tǒng)行走。

2）關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)計(jì)算

①鋼面板計(jì)算

鋼面板采用δ=4mm的Q235鋼板，肋板縱橫向布置間距為30cm，采用四邊簡支雙向板簡化計(jì)算。荷載計(jì)算如下：

應(yīng)力、變形驗(yàn)算：

經(jīng)計(jì)算，鋼模面板強(qiáng)度、剛度滿足施工要求。

②滿堂支撐架計(jì)算

通過建立midas滿堂支撐架模型進(jìn)行分析。經(jīng)計(jì)算，滿堂架穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求。

③門架計(jì)算

通過建立midas門架模型進(jìn)行分析。

根據(jù)GB50017—2017《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》6.1.5，在梁的腹板計(jì)算高度邊緣處，若同時(shí)受有較大的正應(yīng)力和剪應(yīng)力（如連續(xù)梁中部支座處）時(shí)，其折算應(yīng)力應(yīng)按下式計(jì)算：

經(jīng)計(jì)算，門架強(qiáng)度、剛度滿足施工要求。

3.2 模板系統(tǒng)施工

1）模板系統(tǒng)加工

鋼模系統(tǒng)在加工場模架上統(tǒng)一加工制作，制作中注意減小焊接變形，保證面板表面平整、光滑、無銹蝕，接縫平順、嚴(yán)密、不漏漿，外表面涂刷防銹漆。成品驗(yàn)收并試拼好后，運(yùn)輸車運(yùn)送至現(xiàn)場，用塔吊或履帶吊進(jìn)行吊裝，人工配合安裝模板。注意頂模中間及側(cè)模底部采用可拆卸模板，方便模板拆除。滿堂支撐系統(tǒng)和門架行走系統(tǒng)先將原材料運(yùn)輸至現(xiàn)場，然后在現(xiàn)場加工安裝。

2）模板系統(tǒng)安裝

模板系統(tǒng)安裝時(shí)，先拼裝組合鋼模并加固背楞，將拼裝成大塊的組合鋼模放置在門架系統(tǒng)上，同時(shí)將手拉葫蘆固定在模板及門架系統(tǒng)上，安裝滿堂支撐架并與門架固定，滿堂架上下及左右兩端分別安裝頂托，用以調(diào)整模板定位及加固，形成整個(gè)模板系統(tǒng)。

在門架底部縱梁下采用10個(gè)千斤頂將整個(gè)模板系統(tǒng)頂升至設(shè)計(jì)高度（此時(shí)10個(gè)行走輪離地），并安裝鋼支腿；利用頂托將頂模及側(cè)模調(diào)整至設(shè)計(jì)位置并定位；最后安裝頂模中間及側(cè)模底部的3塊可拆卸的調(diào)節(jié)小模板，使整個(gè)模板系統(tǒng)伸展到位，系統(tǒng)精調(diào)完成并加固支撐架。

閘室側(cè)墻外模及出水支孔模板安裝加固，模板打磨涂油，綁扎頂板及側(cè)墻鋼筋，澆筑混凝土。

3）模板系統(tǒng)拆除

澆筑完成后覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后先拆除閘墻外側(cè)模板。廊道模板系統(tǒng)先拆除頂板中間及兩側(cè)墻底部調(diào)節(jié)小模板，滿堂支撐架卸荷，頂部、底部及兩側(cè)頂托全部脫離模板及地面，底部千斤頂受力，撤出鋼支腿，10個(gè)千斤頂同時(shí)緩慢下放，在自重的作用下廊道頂模隨整個(gè)模板系統(tǒng)下降脫離廊道頂板，行走輪回落至軌道上，用手拉葫蘆將側(cè)模回收，每邊回縮15 cm左右，此時(shí)整個(gè)模板系統(tǒng)頂模、側(cè)模及滿堂架全部懸掛在門架系統(tǒng)上，并與已澆筑的廊道墻體分離。

在相鄰廊道底板上安裝好地錨并鋪設(shè)軌道，采用電動卷揚(yáng)機(jī)將整個(gè)模架系統(tǒng)拉出至相鄰廊道底板上，進(jìn)行相鄰段廊道施工。

3.3 質(zhì)量控制要點(diǎn)

1）模架系統(tǒng)初拼裝

模板采用組合鋼模，初拼時(shí)保證模板連接平順，接縫緊密，防止錯臺及漏漿；模板背楞及門架焊接牢固，滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，保證模板系統(tǒng)剛度；模板使用前須打磨除銹，保證模板表面光滑平整，并涂刷脫模劑，滿足要求后方可使用。

2）過程控制

模板伸展及收縮時(shí)單面模板頂托控制點(diǎn)需同時(shí)進(jìn)行，防止因受力不均導(dǎo)致模板變形。

模板系統(tǒng)安裝前進(jìn)行定位放線，模板就位后需復(fù)核測量，保證廊道結(jié)構(gòu)尺寸。

混凝土澆筑過程中，須派專人監(jiān)控模板的緊固情況，做到隨時(shí)發(fā)現(xiàn)情況，隨時(shí)處理。

3）模板拆除

需等廊道頂板強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%以上方可拆除，拆除時(shí)注意千斤頂及頂托受力的轉(zhuǎn)換，不得敲擊模板及頂撬混凝土以免對廊道混凝土造成損傷，拆模后及時(shí)對混凝土進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)。

拆除后對整個(gè)模架系統(tǒng)進(jìn)行檢修，有局部變形及松動處應(yīng)及時(shí)處理，保證下一節(jié)段正常使用。

4）模架系統(tǒng)在正式使用前需進(jìn)行伸展、回縮、前后移動、調(diào)節(jié)小模板安拆等操作，保證整個(gè)模板系統(tǒng)正常運(yùn)行。

3.4 施工效益

新干船閘項(xiàng)目通過采用整體移動模板系統(tǒng)施工船閘閘室輸水廊道，在有限的工期內(nèi)圓滿的完成了閘室廊道的施工，為整個(gè)航電樞紐工程順利竣工打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。整體移動模板系統(tǒng)不需要反復(fù)拆除安裝，節(jié)約了大量人力物力，經(jīng)濟(jì)效益明顯。同時(shí)，通過采用整體移動模板系統(tǒng)，側(cè)墻與頂板一次性澆筑，澆筑長度可超過18 m，廊道的防滲效果及外觀質(zhì)量都有較大的提高；另外，整體移動模板系統(tǒng)通過計(jì)算，整體結(jié)構(gòu)安全可靠，安全性得到保證。因此，整體移動模板系統(tǒng)具有較大的推廣價(jià)值，社會效益顯著。

4 結(jié)語

船閘廊道移動模架施工工藝在傳統(tǒng)的施工方法上做了較大的調(diào)整和改進(jìn)，使側(cè)墻及頂板同時(shí)澆筑，減少了施工接縫及止水措施，提高了廊道的防滲功能；同時(shí)在滿堂架的基礎(chǔ)上增加了可調(diào)節(jié)模板、門架行走系統(tǒng)，避免了傳統(tǒng)的滿堂架施工需反復(fù)拆除安裝腳手架的弊端，提高了工效，減少了材料損耗，在工期、質(zhì)量及成本控制上都有了較大的進(jìn)步，為以后類似項(xiàng)目提供了借鑒。