浇筑式沥青混凝土心墙中提升式模板的应用.docx

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浇筑式沥青混凝土心墙中提升式模板的应用浇筑式沥青混凝土心墙施工，不需要专门的摊铺机械，结构简单，防渗效果明显。根据其施工技术特点，对提升式模板在心墙浇筑应用过程中需要着重考虑的一些问题及关键点进行了梳理总结，进而得出该项技术应用过程中在模板支护方面需要注意的一些要点。1、模板选择与心墙浇筑高度、厚度的关系心墙分层高度的主要取决于沥青混凝土单位时间产量、每层浇筑方量、坝料填筑速度等，层高过低（30cm以下），接合缝较多，如层间结合面处理不到位，质量隐患的风险也比较高，同时也会较多的影响施工进度。层高过高（60cm以上），模板的提升是比较困难的，并且模板提升后，沥青混凝土在自身重力影响下，也易发生塌陷，产生部分浪费，根据规范每2～4m进行一次钻芯取样的要求，浇筑层厚过厚，取样是比较困难的。因此，浇筑高度取中间值（40cm）既在规范要求内，同时，可保证施工进度，尽量减少层间结合面处理，防止沥青混凝土塌陷，模板提升及取样的便利。关峡水库工程设计计算心墙厚度为30cm,心墙采用等厚40cm，心墙底部通过预留的30×30cm键槽与心墙基座连接，心墙基座宽度200cm,在沥青混凝土心墙与基座及两岸连接部位，浇筑宽度由120cm渐变为40cm,边坡为1:0.2。施工过程中，为方便拔模及保证过渡料碾压质量，在保证心墙设计宽度不变的情况下，采用台阶式浇筑。2、模板及支模方式选择浇筑式沥青混凝土心墙施工，目前采用的主流支模方法是钢模板法、沥青砂浆预制块副墙模板法、摊铺机法：（1）就摊铺碾压而言，本工程设计心墙厚度40cm，采用摊铺机工作面过小，而油石比为12%，流动性较大，也不适合采用振捣法施工。（2）浇筑式沥青混凝土具有自密性，可采用预制块作为模板，但造价高昂，需求量大，技术要求高，例如，砌筑面与沥青混凝土防渗墙的接触面均需进行糙化去污处理，砌筑速度慢，无法重复使用。（3）从成本角度而言，无此必要，经综合比选，采用便于拆移的钢模板。是比较经济且切合实际的，既可以保证模板的循环使用，也能在一定程度上节省投资。考虑心墙过渡料摊铺厚度为35cm，钢模起初采用35cm（高度）×5cm（厚度）×150cm（长度）的钢板制作，模板之间采用搭接式，采用∠40×6cm的角铁作为两块模板之间的支撑，每根角铁用切割机按照心墙厚度切出卡槽，过渡料填筑后，利用过渡料作为支撑，为保证模板中间和底部宽度也达到心墙厚度要求，在模板外缘两侧，每隔1m用φ25钢筋楔入过渡料中，以抵抗混凝土浇筑过程中产生的胀缩力。考虑到心墙过渡料碾压试验的结果是碾压厚度在30cm左右，可以实现“土砂平起”，且速度快，易装易拆，但在实际施工过程中，发现由于土的侧向压力及心墙降温慢等因素存在，仅仅依靠角铁和钢筋支撑，效果不理想，角铁在施工过程中容易发生脱落、变形等，φ25钢筋也无法承受混凝土压力，模板变形没有得到很好的控制。经对施工工艺进行修正，找出原因所在，模板采用了60cm（高度）×6cm（厚度）×1500cm（长度）的钢板制作，角铁支撑换成在每块模板（1500cm）两侧焊接沥青混凝土模板上面可采用φ12钢筋焊接，10cm高、15cm宽提手，中间用铅丝直拉的方式能更好保证模板的宽度，理由有两点：（1）模板虽有过渡料的侧向压力存在，但模板浇筑层厚控制在40cm以下，模板高度60cm，每层有10～15cm一直在过渡料中嵌固，形成一个铰支座，可以很好地抵消来自土的侧向压力；（2）沥青混凝土浇筑过程中，由于混凝土的胀缩压力，更容易形成模板的受力主要来自混凝土产生的拉力，如采用角铁无法有效抵抗模板发生的轻微变形。模板上部沿模板方向每隔1m放置1根方木，方木预先用切割机切成4×4×41cm，做成41cm主要是考虑到木材在侧向压力作用下发生变形，以保证模板上口宽度达到设计厚度要求。为保证模板中间和底部宽度也达到心墙厚度要求，采用4×4×80cm的方木斜撑，下部用粒径10cm左右的块石作为支撑受力点，效果显著。3、模板与沥青混凝土的隔离问题目前，可采用的脱模方法主要有脱模剂、无纺布、牛皮纸等，经试验分析采用脱模剂，模板表面不能有油污，否则，易造成涂刷不均匀，形成局部黏接，心墙在自重下塌陷也较为严重，拆模后40cm层高塌陷达到10cm左右；采用报纸黏贴时，拆模较为容易；塌陷5cm左右，采用硬质牛皮纸粘贴时，拔模较为容易；塌陷在2cm左右，缺点在于报纸、牛皮纸无法取出，浇筑完成后势必外包在混凝土外缘，但纸浆类材料易于分解，且位于外缘，对心墙防渗效果的影响是有限的。采用无纺布，虽然材质本身的伸缩性及防水性较好，但无纺布接头处搭接长度需大于10cm，拆模不太便利。加上材料本身价格相对其他几种方式较为昂贵，经综合比较，采用胶带将牛皮纸粘接在钢模板上，胶带伸出部分采用小刀切割整齐，牛皮纸按照心墙浇筑高度裁剪，可以有效减少牛皮纸搭接厚度，拔模只将模板拔出。4、支模过程及特殊问题处理在模板初步定位后填充过渡料，浇筑前进行精准定位验收，同时，对基层结合面进行清理，这样做的目的在于减少过渡料铺设形成的对模板的侧向压力的影响，浇筑前在模板内侧先粘贴一层牛皮纸，浇筑完成后进行拔模作业，最后，碾压过渡料。具体施工工艺如下图1。(1）混凝土支模过程中，天气的影响因素是比较显著的，特别是在夏季高温期间心墙放大脚的施工，心墙每层缩进12cm，需要在心墙基面上立模，由于心墙表面油层短时间无法实现硬化，由于模板自重，会在心墙面上出现模板塌陷入心墙中的情形，经研讨后，每隔1m用φ25钢筋担立30cm（高度）×6cm（厚度）×1500cm（长度）的钢板，为防止钢筋嵌入心墙中，底部用10×10cm垫块，增大受力面积，有效解决了该技术难题。（2）心墙与左右坝肩接合部位厚度为120～40cm的渐变段，渐变长度为150cm,由于土的侧向压力作用，加之方木长度也不好掌握，模板外侧斜撑方木无坚实的受力点，上口宽度为110cm，下口宽度为100cm，模板偏斜值达到10cm,经观察分析后，采用降低外侧模板浮土高度，减少土的侧向压力，同时，对心墙渐变段与直墙段接触部位外放10cm控制，保证心墙变形余量在设计范围内。5、拔模控制拔模时间和沥青混凝土温度是沥青混凝土心墙脱模作业的关键点和难点，从施工进度方面来说，拔模时间应尽量提前，但过渡料对于包裹其中的心墙导致散热较慢，如单纯等待混凝土冷却硬化，势必对沥青混凝土心墙降温造成一定影响。刚浇筑的沥青混凝土表面温度降温较快，表面油层多但强度低，而混凝土内部温度尚高，仍然有流动性，此时拔模，容易出现拉裂，形成表面裂纹。由于各地取得的经验数据也不完全一致，归纳起来有两种解决方案：（1）尽快拔模，例如，选择在浇筑完成后1h，沥青混凝土内部温度较高，未等表面硬化即行拔模，这种方式的机理是若沥青混凝土心墙与模板间的摩擦力大于混凝土内部强度，即使在拔模过程中造成沥青混凝土拉裂，但此时，混凝土具有流动性，拉裂产生的裂纹有自愈能力，取芯检查层间结合面未发现明显裂纹，证明了上述分析；（2）随着混凝土温度降低，一般超过5h,混凝土内部强度大于与模板之间的摩擦力，再提升模板，防止表面撕裂。对两种方式比选如表1。第一种方式造成了沥青混凝土塌陷超过5cm，且拔模板是较为困难的，进一步分析后，发现天气的变化情况对于沥青混凝土温度呈正相关关系，即天气温度越高，沥青混凝土拔模时间应适当顺延，不能认为只要满足5h的拔模间歇时间就是安全的，特别是在夏季高温时节，拔模间歇时间应在10h以上，最好是经过一夜的冷却时间。拔模可先用人工或机械方式，提升模板时，要注意匀速、受力均匀，以免造成混凝土表面破坏。实际施工过程中，由于对机械操作人员要求极高，无法满足两侧模板同时提升的条件。6、结语提升式钢模板相较于预制块副墙、摊铺机法而言，在浇筑式沥青混凝土中的应用是具有显著优势的。根据现场实际，确定合理的模板高度和支护方式、合理的模板与心墙隔离材料、合理的支模工艺，做好拔模时间和温度的控制，在心墙浇筑模板安装方面起到较好的作用。参考文献：[1]王军,姜波.低温条件下浇筑式沥青混凝土防渗心墙施工[J].西北水电,2013,06(06):50-52+55.[2]韩林安,王文进,余梁蜀,韦伯文.寒冷地区浇筑式沥青混凝土心墙施工关键技术[J].人民长江,2009,2(09):49-51.[3]曹锐.浇筑式沥青混凝土在工程中实践应用[J].黑龙江水利科技,2017,12(03):124-125.[4]李锦山.麦海因大坝工程浇筑式沥青混凝土心墙的施工技术要点探析[J].内蒙古水利,2015,12(05):137-138.[5]赵艳梅,陈伟,冯国庚,赵宝仁,赵艳菊.尼尔基主坝沥青混凝土心墙优化分析[J].水利水电技术,2008,12(12):27-28+38.张自信.提升式模板在浇筑式沥青混凝土心墙中的应用[J].中国设备工程,2020(13):232-234.