曲面贴坡混凝土施工方法探讨

郝丽萍

（中国水利水电第五工程局有限公司，成都 610066）

1 引言

国内工程中曲面贴坡混凝土施工主要用于公路及水渠边坡,在水工建筑物中，多应用于闸坝上、下游护坡以及面板坝等。此类坡面多为直面的平坡，伴有少量的渐变坡，施工起来较为简单，一般采用普通的钢模板或是滑膜即可进行边坡的混凝土施工。国外某水电站引水隧洞进水口段、尾水隧洞出口段全部为曲面坡，采用常规的滑模施工以及组合钢模板施工无法满足曲面贴坡混凝土的体型要求，如在国内定制模板，将会大幅提高施工成本，且施工工期将延长。

因此，为了满足水电站曲面贴坡混凝土的体型要求，采用民用建筑上常采用的清水模板改造后作为曲面贴坡混凝土的浇筑模板。此模板具有足够的韧性，能够进行弯折加工，制作出能够满足体型要求的不规则的坡面形状。这样既可满足体型要求，亦可节省大量的施工成本[1]。

2 施工方法要点

2.1 测量放线阶段

由于设计曲面贴坡混凝土在水平方向上为弧形，在坡面方向上为直线，故测量放点后的绷线须在坡面方向上进行。

2.2 钢筋安装

设计钢筋直径均为16 mm，现场弧形坡面半径较大，故不需再进行钢筋预弯曲成型，可利用钢筋的延展性，通过架力筋的固定来定位成型。钢筋安装完毕后，在其上表面安装边长与保护层厚度相同的水泥砂浆垫块。曲面贴坡钢筋同时用于后续模板安装固定。曲面贴坡钢筋安装如图1 所示。

图1 曲面贴坡钢筋安装

2.3 模板设计及制作

模板设计、制作可以和测量放线、钢筋安装同时进行。

清水模板单块设计尺寸为2 400 mm×1 200 mm，厚16 mm，施工时，根据现场实测数据切割。

2.4 模板系统安装及加固

模板安装采用内拉方式固定，混凝土入仓前模板内侧支撑采用保护层垫块控制，浇筑过程中模板内侧采用拉杆φ16 mm圆钢控制，拉杆一端与坡面锚杆、加密插筋及面层预留苗子筋焊接，另一端加工成丝扣，丝扣长10 cm，在模板上钻孔，孔径φ18 mm，拉杆穿出孔后在模板外侧纵横向交叉围檩交点处用垫片螺栓固定（或者用蝴蝶卡螺栓固定）[2]。

每道竖向围檩采用2 根5 cm×8 cm 方木紧贴清水模板外面（方木长边紧贴到模板面上），由于浇筑坡面为曲面贴坡，每两道竖向围檩底部中心间距按照50 cm 控制，上部呈扇形状，中心间距将＞50 cm。

每道横向围檩采用2 根φ48 mm 架子管紧贴竖向围檩方木外面，由于浇筑坡面为曲面贴坡，横向围檩钢管长度单根6 m，安装前先加工成弧形，钢管弯曲半径与曲面水平半径相等，每两道横向围檩中心间距按照60 cm 控制。

曲面贴坡混凝土施工过程中，根据现场实测数据，确定每块不规则模板面积，以及确定如何切割、拼接各分块模板，以达到最佳的拼装效果，要求模板之间不存在缝隙以保证混凝土浇筑质量，重叠部分（可切除）面积最小化以节约材料，要求充分考虑清水模板弯曲变形后的覆盖面积变化。清水模板之间的接缝处拼接应严密； 单层支模高度取清水模板的长边长度。

为满足模板拉杆焊接固定需要，浇筑前先在现有锚杆中间加密打设φ16 mm，长0.4 m 插筋，入岩0.2 m，间排距为0.5 m×0.6 m，孔口打入木楔加固。

模板系统的安装施工，部分施工需要在脚手架上进行，可通过脚手架架管对模板进行纵向上的加固。曲面贴坡清水模板安装如图2～图4 所示。

图2 曲面贴坡清水模板安装1

图3 曲面贴坡清水模板安装2

图4 曲面贴坡清水模板安装3

2.5 混凝土浇筑

清水模板与先浇筑块搭接5 cm，为便于入仓振捣，每次浇筑斜坡面高度按照一块清水模板的宽度尺寸控制，即浇筑斜坡高1.15 m。

曲面贴坡混凝土为C25 二级配，通过混凝土输送泵与溜槽相结合的方式进行浇筑。单仓混凝土浇筑宽度最大达14 m，故要求逐层浇筑，同步抬升，使模板受力均匀，避免模板局部变形或位移。露天浇筑混凝土质量受降雨影响较大，要求时刻注意天气预报并做好遮雨、排水措施。本项目采取了在坡面顶部砌挡水墙，并预备防水彩条布的措施[3]。

曲面贴坡混凝土浇筑成型如图5 所示。

2.6 拆模养护

模板拆除后的养护采用土工布覆盖配合洒水养护的方式进行，洒水采用在已浇筑混凝土顶部安装PVC 水管、管壁上钻喷水孔的方式。

3 质量控制

施工所采用的清水模板应符合GB/T17656—2018 《混凝土模板用胶合板》中的要求，模板制安过程中应符合DL/T 5110—2013《水电水利工程模板施工规范》中的施工要求。

通过对曲面贴坡混凝土施工方案的优化，相比于使用组合钢模板支撑衬砌，使曲面贴坡混凝土表面更加光滑、平顺，提高了施工质量。

利用角钢的可塑性，将其加工成与曲面贴坡混凝土弧面相对应的形状，再利用模板的韧性将清水模板固定在加工好的角钢上，从而使模板制作成符合边坡体型的定型模板。

模板的支撑加固系统以边坡支护的锚杆为依托，通过焊接支撑钢筋或直接焊接的方式进行模板的支撑加固系统以及脚手架系统的安装固定。

4 安全措施

1）严格执行当地有关法律法规、安全规程和合同要求的技术规范。

2）施工前由安全部门负责进行专项安全技术交底，施工过程中，每个作业面配备1 名安全人员，各个作业面分工合作、统一指挥。

3）所有进入施工现场的人员做好安全防护，须穿工作服，佩戴安全帽，在边坡脚手架上临边作业时，必须系好安全带。

5 环保措施

1）建立环境管理体系，成立施工环境管理组织机构，明确职责，遵守当地野生动物保护区的有关环境保护的法律法规和规章制度。

2）所有的施工材料和弃料必须堆放规整，及时回收处理。

3）施工过程中的污水，必须经过沉淀池沉淀后方可排放至林区内。

4）加强施工现场的扬尘、废油的控制和治理工作。施工道路与临时场地经常洒水养护，保证施工区空气清洁。对施工设备及车辆的加油统一进行调度管理，禁止废油乱排、乱放。清水模板易加工的特点使某些边角位置的模板封堵更加严密，有效避免了漏浆造成的混凝土缺陷，减少了对环境的污染。

6 效益分析

由于施工项目位于不发达地区，无法现场定制钢模板，使用本施工方法进行曲面贴坡混凝土浇筑，大幅缩减了模板采购、运输等施工准备时间，加快了施工进度，缩短了施工工期，提高了项目效益，降低了项目施工成本。与此同时，使用本方法减少了制作、运输不规则钢模板等而投入的成本。共计为项目部节约施工成本约882 万元。

7 结语

国外某水电站引水隧洞进水口段、 隧洞尾水出口段采用曲面贴坡混凝土施工，混凝土浇筑质量良好，相比于传统的使用组合钢模板成型的混凝土，在平顺度和光滑度方面都有很大的提高，而且混凝土形体控制良好，整体施工质量达标，给业主、监理和当地工人留下了深刻的印象，树立了中国水电科学施工的形象。