姜婷婷

中鐵二十一局集團第四工程有限公司 青海 西寧 810000

1 工程特點

喀什市第二污水處理廠提標改造項目位于喀什市東部新城多萊特巴格鄉(xiāng)15村污水處理廠內(nèi)，項目主要承載的是喀什市東部新城的居民生活污水處理。通過提標改造，采用國內(nèi)較為成熟的厭氧、缺氧、好氧（AAO）脫氮除磷工藝，使污水處理廠出水質(zhì)量由原來的32000立方一級B標準全部提高到一級A標準。施工中重點單位工程為生化池，其尺寸為：長39.0m，寬30.0m，池體高度6.5m。生化池外池壁墻體底部厚度700mm，頂部厚度500mm。生化池分為厭氧池、曝氣池、沉淀池三部分。其中厭氧池設計6.5m高弧形墻模板安裝施工，沉淀池涉及有60°傾斜角度斜板模板安裝加固，跨度30.0m矩形梁支撐體系超過一定規(guī)模危險性模板專項施工方案。

2 難點分析

2.1 厭氧池中弧形剪力墻模板的安裝以及加固

本工程平面面積大弧形墻高度大（6.5m）?；⌒螇ν庋刂荛L達到4.39m。墻體寬度為500mm，底部水平方向加腋對模板安裝嚴密性要求較高且弧形墻中各處模板尤其是曲率變化位置容易出現(xiàn)錯臺，導致澆筑混凝土漏漿或者澆筑后觀感不佳。且由于墻體中模板端頭不閉合受力不同不能產(chǎn)生整體抗拉強度，難以平滑過渡。

2.2 斜板支撐

沉淀池中的傾斜模板傾斜60°板厚度為100mm混凝土采用泵車澆筑后傾斜模板底部支撐體系如加固不當不具有足有剛度難以承受混凝土的沖擊荷載。

2.3 大跨度梁模板支撐體系

沉淀池中荷載以及尺寸最大橫向矩形框架為L3長29.0m，寬0.4m，高3.50m，根據(jù)設計計算書線性荷載集中線荷載 20kN/m2，其長度與線性荷載均達到超過一定規(guī)模危險性模板支撐體系范圍。其模板支撐體系容易產(chǎn)生以下質(zhì)量問題：若采用通常的橫桿支撐梁底模因其尺寸導致線性荷載過大易導致梁底模板炸開。此外因梁高過大若不采取額外側向支撐也會導致梁上口模板傾斜影響混凝土澆筑后觀感質(zhì)量。

2.4 外池壁施工安全性要求較高

生化池外墻底部厚度700mm，頂部厚度500mm，墻體高度6.5m，根據(jù)混凝土澆筑施工計劃需連續(xù)約7小時，連續(xù)施工對安全措施要求較高。池壁鋼筋過高對于模板定位和加固要求高，不僅要保證整個體系的穩(wěn)定性還要兼顧模板位置準確，以便于后續(xù)設備安裝定位。

3 支撐體系設計要點

3.1 厭氧池圓弧形剪力墻模板支撐體系施工要點

厭氧池中弧形墻起到回流。分隔不同水質(zhì)作用。同時污水中的腐蝕性微生物與化學成分對墻體防腐蝕有很高的要求，必須一次澆筑后墻體不留有縫隙、錯臺。這就保證施工中不能采取傳統(tǒng)工藝。通過進行BIM建模技術研究可行性通過，以及技術經(jīng)濟合理性之后決定將圓弧墻水平主鋼楞制成弧形來保證各弧形墻的弧度, 以多層膠合板及鋼管次楞、斜撐（每間隔3道立桿設置）組成的模板體系，放棄初步確定的鋼制弧形模板。主楞鋼管水平間距450mm弧形墻豎向鋼管間距450mm，止水螺桿矩形450mm布置采用雙螺帽加固。由于曲線原因，兩兩相鄰的模板邊楞間會形成夾角，內(nèi)側可能會因此產(chǎn)生縫隙，控制夾角約為0.3°-0.8°，在模板邊位置不變化的情況下，施工過程中采用打泡沫劑來彌補縫隙。

為了確保鋼筋綁扎后不發(fā)生位置變形增加整體穩(wěn)定性，確保高處作業(yè)人員安全。施工增加間隔250mm與墻體主筋規(guī)格相同的鋼筋焊接成梯子骨架（如圖1）。鋼筋梯子保證豎向橫向鋼筋焊接合格。橫向鋼筋在施工過程中兼做頂桿和模板安裝位置分割點，確?；⌒螇φw不發(fā)生偏移?；⌒螇Ψ殖?段施工，每段長約3m。上一段施工完成后不拆除支撐體系以保證弧形墻整體性，為保護基礎筏板支撐體系底部滿鋪平整墊板。

圖1 鋼筋梯子安全通道圖

3.2 大跨度梁支撐體系設計要點

沉淀池中的L3跨度為30m，梁高度3.5m。其設計計算線性荷載為20kN/m2梁底部承受線性荷載以及施工中承受的沖擊荷載較大，通過專家論證專項施工方案，在梁底支撐橫桿下部中間增加一根立桿。本例以L3為例，取1m單位寬度計算[1]。

W=bh3/6=1000×35×35/6=37500mm3，I=bh3/12=1000×15×15×15/12=281250mm4

承載能力極限狀態(tài)

q1=γ0×[1.3×(G1k +(G2k+G3k)×h)+1.5×Q1k]×b=1.1×[1.3×(0.1+(24+1.1)×0.15)+1.5×2.5]×1=9.652kN/m

正常使用極限狀態(tài)

q=(γG(G1k +(G2k+G3k)×h))×b =(1×(0.1+(24+1.1)×0.1 5))×1=3.865kN/m

計算簡圖如下：

1、強度驗算

Mmax=q1l2/8=9.652×0.32/8=0.109kN·m

σ=Mmax/W=0.109×106/37500=2.896N/mm2≤[f]=15N/mm2

滿足要求

2、撓度驗算

νmax=5ql4/(384EI)=5×3.865×3004/(384×10000×281250)=0.145mm

ν＝0.145mm≤[ν]＝L/400＝300/400＝0.75mm

方案經(jīng)專家論證驗證其可行性。支撐系統(tǒng)立柱接長嚴禁搭接并搭設高度2m以上的支撐架體設置作業(yè)人員登高措施。并且按有關規(guī)定設置安全防護網(wǎng)。大跨度梁底部支撐體系。

支撐體系增加斜撐固定于外池壁以增強穩(wěn)定性，L3底模設置5m一處的分割點每處按照設計要求進行10mm起拱。L3兩側的梁高范圍內(nèi)加固雙立桿并排間隔300mm，兩側梁高范圍內(nèi)水平桿間距為300mm，止水螺桿加固采取雙螺帽300mm矩形布置在L3梁模兩側。每間隔3道立桿加設一道斜撐于沉淀池內(nèi)外側墻體頂牢固定。鋼管立柱的掃地桿、水平拉桿、剪刀撐均采用?48.3×3.0mm鋼管，用扣件與鋼管立柱進行連接扣牢，鋼管掃地桿、水平拉桿嚴格按照相關鋼管腳手架搭設規(guī)范進行對接連接，剪刀撐采用搭接連接，搭接連接長度不小于1000mm，并應采用不少于3個旋轉(zhuǎn)扣件分別在離桿端不小于100mm處進行固定。如下圖2及圖3。

圖2 模板支撐體系鋼管搭設立面圖

圖3 模板支撐體系實際效果圖

梁底處支撐體系在立柱底距地面200mm高處，沿縱橫向水平方向應按縱下橫上的程序設掃地桿。設置一道水平拉桿支撐于L3底模，兩點各設置距離梁側模150mm立桿中間設置一道加強立桿，加強立桿間距保證不大于500mm，并置于梁底的中軸線位置上。保證梁底在澆筑混凝土中不炸模。

3.3 斜模板支撐體系要點：

沉淀池中斜模板角度為60°，厚度為100mm其主要承受沉淀池中水沖擊荷載。其施工中對支撐體系穩(wěn)定性、安裝精準性要求較高。

準備工作模板拼裝：斜板支撐體系采用?48.3×3.0mm鋼管，模板組裝要嚴格按照模板淑女裝尺寸進行組拼安裝成整體，并在安裝過程中控制模板的尺寸偏差，要求模板的水平及垂直偏差均滿足相關設計及規(guī)范要求，在安裝完模板后需對模板的背楞及加固進行逐一檢查，符合審批后的模板工程專項方案要求。

模板的基準定位工作：因斜板于沉淀池框架梁中生根，首先引測沉淀池的框架梁軸線，并以該軸線為起點對應引出每條軸線，根據(jù)軸線與施工圖用墨線彈出斜板模板對應的內(nèi)側及外側控制線，控制線按照距離安裝線10cm進行控制，后期模板安裝過程中根據(jù)控制線對模板進行校正處理；標高控制利用水準儀將建筑物水平標高引測到相對固定的位置，再利用水平尺及鋼尺引入模板底側立桿鋼管上，后期運用水平儀進行標高檢測，是模板標高滿足設計要求。

支模前對前一道工序的標高、尺寸預留孔等位置按設計圖紙做好技術復核工作。對于傾斜面，增設一道斜向支撐作為構造措施，驗算時不考慮其受力，板底斜撐采用?48.3×3.0mm鋼管斜板底部采用同斜板底部長度相同間距450mm斜鋼管支撐。鋼管立桿底部應設墊木和底座，頂部應設可調(diào)支托，支托于斜模板底部鋼管支撐固定好[2]。

3.4 安全保護措施

生化池墻體高度為6.5m，根據(jù)高處作業(yè)安全施工規(guī)范必須加設安全措施。各水池墻體頂部設置高度為1.5m防護鋼管。每間隔3道立桿加設一道斜撐并于曝氣池出設置專用上下人安全通道。為了保證混凝土施工中各水池內(nèi)外池壁穩(wěn)定性，采用鋼管將各水池分隔處墻體頂牢。外池壁采用鋼管于室外基坑固定以傳遞施工中水池內(nèi)產(chǎn)生的荷載[3]。

4 模板安裝技術要點

本工程生化池墻體高度較高且墻體厚度遠大于一般墻體厚度，在模板安裝過程中除對模板的支撐體系進行嚴格設計要求外，還需對模板安裝進行嚴格技術控制。

4.1 模板配置要點

本工程末班的配置重點難點在厭氧池圓弧剪力墻設置較為復雜，為了保證工程施工尺寸與設計尺寸要求，本工程采用模板選擇上采用1.5cm厚壓合竹膠板模板，背楞和橫向固定鋼管采用?48.8型鋼管，在模板的拼裝設計過程中嚴格按照設計圖紙及國家相關規(guī)范要求進行模板大小的拼裝設計，在拼裝設計完成后按照設計要求對模板進行加工制作并進行編號，保證在后期施工安裝過程中做到一一對應，以保證成型后的截面尺寸滿足設計要求。對于其他結構簡單的防水剪力墻的模板配置嚴格按照設計及相關規(guī)范規(guī)定要求做到相互匹配。所有模板的配置均須進行前期按照設計圖紙進行二次設計工作，按照二次設計要求對換算出來的模板進行深度加工制作。

4.2 模板的安裝要點

本工程因生化池設計高度為6.5m，且為地上一層，在施工前根據(jù)設計圖紙、施工現(xiàn)場平面布置及施工方案未進行塔吊的安裝，所有吊裝均采用吊車及龍門架完成。在模板的拼裝過程中嚴格按照模板二次設計要求進行拼裝，在拼裝過程中由于不是在安裝完成的鋼筋面上進行拼裝，而是在地面拼裝完成后再進行吊裝加固，所有在拼裝過程中須嚴格控制拼裝的順序和方向，必須講橫向模板先進行拼裝再進行豎向模板的拼裝。拼裝完成后的大面積（每塊大面積模板面積均在8m2左右）模板采用雙臺吊車進行吊裝安裝，這對模板的吊裝工作難度相對較大，需要吊車、指揮人員及安裝人員的相互配合，待把模板吊裝到安裝位置后運用人工運用撬棒和固定器對大模板進行位置調(diào)整，使模板固定在二次設計所安裝位置上，待剪力墻兩側模板同位置模板均固定在安裝位置上后運用防水穿墻螺桿進行對眼固定，以此來固定墻體厚度及模板的位置固定。對上述大模板按照要求整個剪力墻模板安裝到位后按照模板安裝工藝運用鋼管作為背楞及橫向鋼管加固。加固過程中控制底邊模板控制線對模板的垂直度及平整度進行隨時檢查并校正。待所有模板安裝加固完成后為防止大模板拼縫處及模板底部出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，對模板拼縫處及底部采用防水石膏進行封堵。

由于本工程剪力墻的高度較高及厚度比一般剪力墻厚度厚，為防止在后期澆筑混凝土過程中出現(xiàn)由于混凝土壓力過大導致模板漲模跑?，F(xiàn)象，對模板的對拉螺桿及水平固定鋼管均要求較高，根據(jù)專項施工方案及專家論證結構，所有對拉螺桿間距按照300cm梅花型布置且為雙螺帽加固。以保證后期混凝土的垂直度及外觀質(zhì)量。

5 結語

目前生化池主體結構施工已經(jīng)完成，從完成的混凝土面及工程的整體質(zhì)量要求均滿足設計要求，通過實踐該模板支撐體系，在混凝土澆筑過程中未發(fā)生任何安全、質(zhì)量問題。靈活多樣、安全可靠、安全穩(wěn)定、經(jīng)濟性價比高是選擇扣件式鋼管腳手架支撐體系的原因。由于其工藝成熟，可參考準技術標注規(guī)范齊全，保證了方案數(shù)據(jù)的準確性、實用性。此外，由于技術成熟專家論證階段對結構的認可也較為明確統(tǒng)一。只要做好設計傳統(tǒng)的扣件式鋼管支撐體系也可以在主體結構復雜的污水處理工程中靈活應用。