某某水电站混凝土缺陷处理施工方案

1 概述    1

1.1 工程概况    1

1.2 混凝土重力坝    1

2 工法特点    2

3 适应范围    2

4 模板结构    2

5 翻转模板侧压力计算    4

6 翻转模板的工艺原理    5

7 翻转模板的工艺流程及施工方法    5

7.1工艺流程    5

7.2 施工方法    6

8 资源配置    10

8.1 翻转模板主要材料    10

8.2 主要机具    10

9 翻转模板的质量保证措施    10

9.1翻转模板组装检验标准    10

9.2 质量保证措施    12

10 翻转模板的安全措施    12

10.1 翻转模板设计技术参数    12

10.2安全措施    12

11 环保措施    14

12 注意事项    14

12.1 对模板的保护    14

12.2 预埋受力螺栓组件的保护    15

12.3 模板支撑架的保护    15

某某水电站混凝土缺陷处理施工方案

1 概述 

1.1 工程概况

某某水电站是某河水电规划中的第五个梯级，自治区某某市某某镇某某村某河下游约2.5km处，下游距离某某市某某县某某镇12.2km，在已建某河大坝上游约5.0km处，是一座以发电为主的中型水电枢纽工程。

某某水电站工程为三等中型工程，开发任务为发电。坝址控制集水面积 6771km2，正常蓄水位 3315.00m，死水位 3313m，总库容 1383×104m3。枢纽建筑物主要由左岸砂砾石坝连接坝段、左岸混凝土重力坝段、发电厂房的坝式进水口坝段、门库坝段、溢流坝段、右岸混凝土重力坝段等组成。坝顶高程 3318.5m，最大坝高 70.0m。厂房为坝后式厂房，厂房内安装 3 台机组，总装机容量 50MW。施工导流方式为一次截断河床配合隧洞导流的方式。

枢纽总体布置采用坝后式厂房方案，枢纽布置由挡水建筑物、泄水建筑物、发电引水系统等组成。枢纽建筑物从左至右依次为左岸砂砾石坝连接坝段、左岸混凝土重力坝段、发电厂房的坝式进水口坝段（包括坝后式厂房）、溢流坝段、门库坝段、右岸混凝土重力坝段。右岸接对外交通公路，左岸设回车场。

1.2 混凝土重力坝

混凝土重力坝坝顶高程3318.50m，防浪墙顶高程3319.70m，坝顶宽度7.00m，坝体内设基础灌浆廊道，断面型式为城门洞型，断面尺寸分别为3.00×3.50m。重力坝建基于弱风化弱卸荷带中上部的较完整岩体，对断层破碎带、夹层部位视具体情况做适当深挖处理。

左岸混凝土重力坝共4个坝段，总长66.0m，坝段号#7～#10，桩号0+119.0m～0+185.0m，最大坝高56.50m，坝体上游面铅直，下游坝坡坡比1：0.78，为插入式坝段。

右岸混凝土重力坝共2个坝段，总长36.0m，坝段号#1～#2，桩号0+000.0m～0+036.0m，最大坝高40.5m。坝体上游面铅直，下游坝坡坡比1：0.78。

门库坝段共一个坝段，坝段长17m，坝段号#3，桩号0+036.0m～0+053.0m，最大坝高62.0m。坝体上游面铅直，下游坝坡坡比1：0.78。

发电厂房的坝式进水口坝段长43.0m，共2个坝段，桩号0+076.0m～0+119.0m。两台大机进水口沿水流方向依次为拦污栅和事故闸门各 1 扇，孔口尺寸分别为 7.0×8.0m（宽×高）和 4.0m×4.0m（宽×高），底坎高程分别为 3297.90m 和 3299.90m，进 水口后接 4.0m 长的渐变段，由 4.0m×4.0m 的矩形断面渐变为直径 4.0m 的圆形断面。一台小机进水口沿水流方向依次为拦污栅和事故闸门各 1 扇，孔口尺寸分别为 4.0×5.0m（宽×高）和 2.5m×2.5m（宽×高），底坎高程分别为 3304.30m 和 3305.55m，进水口后接渐变段，由 2.5m×2.5m 的矩形断面渐变为直径 2.5m 的圆形断面。

2 工法特点

1）翻转模板采用悬臂结构型式，通过水平方向预埋的4根锚筋固定，无需在仓内设置拉筋，模板受力条件好，不易变形走样。

2）翻转模板以垂直叠放的三块模板为一个施工单元，在砼浇筑过程中交替上升，可实现混凝土不间断、连续上升施工。

3）模板拆装时操作简便，拆卸安装速度快。每拆卸安装模板一次所需时间约为7～10min，拆、立模板不影响仓内混凝土正常浇筑，不占直线工期。模板设有操作平台，确保模板安装、拆卸时作业人员施工安全。

4）混凝土表面质量好。按照本工法施工，可确保模板安装平整、牢固，满足坝体外型要求，确保混凝土表面质量好。

5）模板实用性强，上、下块模板之间通过调节螺杆连接，可适用于各种外型的水工建筑物。

6）翻转模板技术含量高、实用性强、周转次数多，能显著降低工程模板费用，缩短工程施工工期。

3 适应范围

鉴于本大坝工程部分仓面分左右两坝块交替上升施工，本施工专项方案翻转模板适用于大坝上下游永久面及左右两坝块分块横缝面。

4 模板结构

大坝浇筑用翻转模板以垂直叠放的2块模板为1个施工单元，在混凝土浇筑过程中交替上升，每块模板长3.0m、宽3.1m、厚6mm、重约1.37t，主要构件包括面板、主梁桁架、调节螺杆、操作平台、套筒螺栓等，全部为钢结构。翻转模板主要用于上下游坝面及两坝块分块横缝面。

1）面板

 采用6mm厚钢板制作，每块宽3.0m、高3.1m。部分面板由3015 型钢模拼装而成，钢模间用U型卡连接。

2）主梁桁架

每块面板背面用螺栓垂直固定两榀支撑桁架，两榀桁架水平间距为1.8m，每榀桁架由［10槽钢和∠63角钢焊接而成，其中内弦杆（连接面板的弦杆）长2.86m，采用2［10槽钢，外弦杆和腹杆均采用2∠63角钢，内、外弦杆间距为1.153m，各杆件通过节点板焊接固定。每块模板背面的两榀桁架外弦杆间用3根∠63角钢通过螺栓相连，形成空间整体结构。

桁架不仅要作为整个模板的支撑系统，而且提升吊环和操作平台也设置安装在桁架上，其中提升吊环采用φ22圆钢加工而成，焊接固定在每榀桁架内弦杆上端外侧；操作平台布置在两榀桁架之间，两端分别连接固定在桁架下部腹杆上。

3）操作平台

操作平台设计为钢板网式以防滑、防积水。 操作平台布置在两榀桁架之间，两端分别连接固定在桁架下部腹杆上。并在其背桁架外侧铺设安全防护网。相邻两块模板之间的防护网栓接牢固。且安全防护网与每块模板底部的安全操作平台栓接密实，确保其整体防护能力。在模板提升过程中，应事先将上下两块模板外侧的安全防护网连接处拆卸开，待原下部模板提升至待浇筑仓并将下部螺杆及仓内拉筋焊接加固完毕时，须及时将该模板下部的安全防护网与相邻上下部位的模板防护网进行栓接。并经监理单位联合检查验收合格后方可进行下道工序（仓内各项工作）的施工。

4）锚固系统

采用套筒式设计，安装拆卸方便。另外，为方便施工，锚筋采用2m长φ16圆钢制作。每块模板上设置有两排、4根锚筋，间排距均为1.5m。锚筋一端做90°弯钩（弯钩长0.5m）埋入混凝土中，另一端穿过定位孔通过螺帽与模板固定，锚筋角度控制在45°为宜。

单套模板组装图

5 翻转模板侧压力计算

计算大模板的受力时，荷载由恒荷载和活荷载组成。

1）恒荷载——新浇混凝土对模板侧面的压力标准值

混凝土作用于模板的侧压力，根据测定随混凝土的浇筑高度而增加。当浇筑高度达到某一临界时，侧压力就不再增加，此时的侧压力即为新浇筑混凝土的最大侧压力。通过理论和实践 可按下列二式计算，并取其最小值：

F=0.22*γc*t0*β1*β2*V1/2

F=γc*H

式中: F为新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（KN/m2）

 γc为混凝土的重力密度（kN/m3），此处取25kN/m3

 t0为新浇混凝土的初凝时间（h）,可按实测确定。当缺乏实验资料时，可采用 t0=200/(T+15)计算；假设混凝土入模温度为250C，即 T=250C，t0=5

  V为混凝土的浇灌速度（m/h），取 2.5m/h 

  H为混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（m），取9m

  β1为外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1；掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2。

  β2为混凝土塌落度影响系数，当塌落度小于30mm时， 取0.85；50～90mm 时，取1.0；110～150mm时，取1.15。

翻转模板侧压力计算：

F=0.22*γc*t0*β1*β2*V1/2=0.22*25*5*1.2*1.0*30.5=57.2KN/m2

F=γc*H=25*3=75KN/m2

取二者中的较小值 F=57.2kN/m2

2）活荷载——振捣混凝土产生的荷载标准值

在新浇混凝土侧压力的有效压头高度内，振捣混凝土对垂直模板产生的荷载为4kN/m2。

3）确定大模板的侧压力为

F=4×1.4+57.2×1.2=74.2kN/m2<面板承受的最大侧压力（4t/m2）,满足要求。

6 翻转模板的工艺原理

使用翻转模板可以实现砼连续施工，获得良好的砼外观质量。该模板成组使用，每组由2～3套模板组成。具有调节方便，安装拆卸速度快的特点。模板安装拆卸方便，模板每翻转一次时间为7 ～10分钟。门塔机或吊车通过平衡梁对准下块模板上口，徐徐落下，使模板准确就位，然后用连接机构把上下两块模板进行有效连接。在连接时，利用斜销同时调整两块模板的平面度。此时，门塔机或吊车与模板脱钩，安装人员通过调节螺杆来实现面板内外倾斜度的调整，使其达到施工精度要求。当混凝土浇筑至锚筋布置高程后进行锚筋预埋。

随着混凝土浇筑的上升，以同样的方法依次将三层模板的底层模板翻转至顶部以达到混凝土连续上升的目的。在浇筑过程中，中间层模板锚锥螺锥不紧固所受荷载全由底层翻转模板锚筋承担。

7 翻转模板的工艺流程及施工方法

7.1工艺流程

                       翻转模板施工工艺流程图

7.2 施工方法

7.2.1 模板组装

7.2.1.1 准备工作

1) 在浇筑现场附近选择适宜的装配场地，场地要求平整，以利于模板组装的精确性调整也便于吊车运行。

2) 准备好组装平台。根据工地实际情况，可用方木放在砼面或地坪上形成简易组装平台，平台面积约为 3.5m×3.5m。

3) 在模板拼装场地准备好组装材料：

① 模板系统各部件的堆放应分类分项，整齐有序；

② 脚手架钢管、扣件及螺栓标准件；

③ 模板组装使用工具：木工角尺、锤子、撬棍、活动扳手、5m钢卷尺、水平尺、颜料画笔等。

7.2.1.2 模板组装

1）模板组装程序：

放置面板 → 装配桁架 → 脚手架钢管加固定位 → 安装工作平台 → 装配锚筋梁 → 装配调节杆 → 模板组装质量检查 → 模板编号待用。

2）模板组装方法

① 首先将钢面板背面朝上放在方木上，并注意有预埋孔的一边朝上，钢肋的方向向下；

② 按设计定位尺寸把两榀桁架放在面板背面，用Φ12钢筋短钩或M16螺栓将其固定在面板上，同时用脚手架钢管将桁架两端规方加固，再将面板与桁架连接的短钩或M16的螺栓拧紧；

③ 装配工作平台，工作平台上开有交通洞，方便施工人员上下移动，拼装时把开口的一端置于左侧；

④装配锚筋梁时，为使锚筋梁位置精确，应预先将预埋螺栓与锚筋梁、面板连接起来，再将M12螺栓拧紧；

⑤ 调节杆在直面（圆弧面、斜面）与变坡处的装配孔位不同，需根据所施工项目的具体情况采用专用调节杆连接；

装配好的模板经检查合格后，进行编号，标明仓位及装置号，以备运往浇筑砼仓位。

单套模板组装图

几种不同坝体结构配板示意图

7.2.2 模板安装

1）将组装成套的模板运至安装处，运输和现场堆放时板面向下，用方木垫平，最多只能叠放一块，以边运边安装为宜。

2）从仓位的一端或仓位转角处开始，根据模板配板图将组装好的模板依次在仓位面上定位。第一块模板安装时，须使用水平仪和铅垂线，以保证模板安装时模板水平、垂直。

3）模板安装采用8t吊车配合，吊装钢丝绳只准栓在桁架两侧的吊耳上，吊起后指挥到位将模板架立在起始仓模板上边线，桁架与桁架对接到位装上连接销，装好调节螺杆后便可松开吊钩。

4）起始浇筑部位只先安装最下层模板，中间层和最上层模板在混凝土浇筑过程中安装。中间层和最上层模板安装在混凝土浇筑到距其下层模板上边线600mm时便可开始，安装方法相同。

7.2.3  模板校正加固

1）模板定位后，根据测量放样点拉线检查横向平整度，吊锤球检查竖向平整度，用调节杆调节模板的倾斜度，将模板校正调直，然后在面板之间用U型卡连接。

2）在面板空隙之间插入补缝板，用螺栓将其固定。

3）模板第一次安装时，面板要比混凝土面设计线前倾10mm，以后各次安装模板时，将面板前倾6mm。

4）仓位模板验收合格后，开始混凝土浇筑，当砼浇筑至预埋螺栓孔附近应及时安装好预埋螺栓及D15锚筋。

5）模板每翻高一层，测量放样一次，根据放样点检查模板变形情况，依据放样点拉线利用调节螺杆校正模板。

7.2.4 模板拆除

7.2.4.1 模板拆除时间

当混凝土浇筑至距上层模板上边线600mm时，便可拆卸、提升第一层模板并安装在第三层翻转模板上，模板拆除由8t吊车配合（钢丝绳直径不小于18.5mm）、由一侧向另一侧逐块进行，8t吊车须停在已完毕的仓面处。具体操作方法见下图。

翻转模板起吊示意图

7.2.4.2 模板拆除程序

吊车钢丝绳拴挂待拆除模板吊耳，吊钩稍带紧→紧固中层（翻转模板三块组合，称作上中下层）模板的套筒螺丝→拆卸下层模板接缝上的U型卡、连接销→松卸下层模板的套筒螺丝→紧缩调节螺杆使模板脱开砼面→拆卸桁架上的内铁楔和外连接销→指挥吊车将模板提起 → 将拆除后的模板安装在上层模板上。

7.2.4.3 模板拆卸工艺流程

1）用专用工具紧固中层模板的套筒螺丝；

2）松开下层待拆除模板之间的竖向U型卡连接；

3）取下面板之间的连接销；

4）松开预埋螺栓上的M30加厚螺母；

5）用专用扳手卸下预埋螺栓；

6）紧缩调节螺杆使模板脱开砼面；

7）作业人员退至旁侧模板安全处；

8）指挥吊车吊钩下落50厘米、再外伸1.5米左右后将模板慢慢提起至安装高度；

9）将拆除下来的模板上残留的灰浆及时铲除干净后，将拆除下来的模板安装装到上层翻转模板上。

10）拆除下一块翻转模板。

各部位的翻转模板拆装均按以上程序操作，依次交替上升至所设计高程。

8 资源配置

8.1 翻转模板主要材料

翻转模板主要材料见下表：

翻转模板主要材料表

 8t汽车吊、木工钻、电钻、扳手、锤子、撬杆、木工角尺、5m卷尺、水平尺、钢丝绳、起吊扁担、卡环、拆模装置、铁铲等。

9 翻转模板的质量保证措施

9.1翻转模板组装检验标准

翻转模板组装检验标准，见下表：

翻转模板组装检验标准

翻转模板安装允许偏差（单位：mm)

1）模板安装严格按照施工图纸和测量放样点拉线进行控制，安装好后的模板表面应光洁、平整，其结构必须具有足够的强度、刚度和稳定性,且接缝严密，以保证砼的浇筑质量。

2）适当控制混凝土上升速度。

3）混凝土浇筑过程中，经常检查、调整模板的形状及位置，如发现模板变形走样，立即紧固调节螺杆，上紧“U”型卡。

4）立模过程中，须及时清洗模板表面及侧面灰浆，使模板拼缝严密。

5）面板之间的垂直缝用U形卡连接,U形卡不得少于4个,水平缝用连接销连接，不少于3个。

6）模板每翻高一次，测量队放样一次，根据放样点检查模板变形情况并及时调整。

7）埋设中间层模板锚筋的该层碾压混凝土凝期未达到要求时不得拆除其下层模板。

10 翻转模板的安全措施

10.1 翻转模板设计技术参数

翻转模板承受最大砼侧压力为15KN/㎡。

锚筋D15拉拔力60 KN/㎡。

砼的浇筑速度小于0.5m/h。

持力层锚筋所在的砼浇筑完毕后48h方能出力。

10.2安全措施

1）进入现场，必须带好安全帽，扣好帽带，并正确使用个人劳动防护用具。

2）工作前，应检查所使用的工具是否牢固（包括起吊模板专用的钢丝绳），扳手等工具必须用绳链系挂在身上，工作时思想要集中。

3）吊装模板的起重设备的机械状况、安全系数，钢丝绳的型号、允许荷载及配套的卸扣等必须符合起重规程规定。

4）安装拆卸过程中，除操作人员外，下面不得站人，操作人员应挂上安全带。指挥起吊员应手持红色小标旗和口哨。待各项准备工作完毕后，由专人负责指挥 起吊人员用口哨和红色小标旗发布现场起吊、降落或待停等各项施工指令。

5）模板安装必须按模板的施工设计进行，严禁任意变动其模板结构组合使用性能。

6）使用汽车吊吊装模板时，必须在模板就位并连接牢靠后，经检查合格后方可脱钩。并严格按照吊装机械使用安全交底的相关技术要求进行操作执行。

7）调节模板倾斜度时，应同时旋动两端的调节杆，以保证模板调节一致。

8）每层砼开始浇筑前，必须清理模板的面板并涂刷脱模剂。严禁脱模剂接触D15锚筋。

9）预埋螺栓和D15锚筋必须旋合到位。

10）预埋螺栓应保持在同一水平线上。预埋螺栓内的D15特殊内螺纹应涂抹黄油。

11）用振捣器振捣边侧砼时，振捣棒与锚筋之间距离须大于5cm，严防振捣器碰撞D15锚筋，以免锚筋松动，使面板定位孔变形。若发现定位孔产生变形，必须及时矫正。严禁碰撞踩踏D15锚筋。

12）砼采用汽车卸料时，与模板距离不得小于3m，严禁混凝土料直接冲击模板。料堆边缘与模板距离不得小于1.2m

13）模板安装就位后，应将连接调节杆和连接销加固牢，未加固牢，不得摘取起吊钢丝绳。起吊钢丝绳取掉后，不得任意拆除连接销、调节杆，如需拆除时，应重新吊挂钢丝绳。

14）模板拆除时，在挂好钢丝绳、上好卸扣之前，只允许先拆除套筒螺栓、U型卡、花兰螺丝，待挂好钢丝绳，上紧卸扣后，才允许拆除连接销、调节杆。拆下的螺栓、连接销、U型卡及工具类应放在工具箱或工具袋内。作业人员撤离被拆除的模板，然后拆除模板开始提升。

15）模板安装加固好后，必须及时清理多余的材料，严禁放在模板或操作平台上。

16）施工过程中严禁攀爬模板脚手架管。

17）现场设置安全标志，模板拆卸提升、安装时，下方严禁作业通行。

18）模板周转达到5次时，须检查清理调节杆及预埋螺栓等，涂润滑油一次。施工过程中注意检查螺栓、标准件以免松落；模板使用周转达到30次时，必须对模板进行维修保养。

19）夜间施工，应加强施工部位的照明度，灯光昏暗视线不清，严禁操作运行。模板提升尽量安排在白天施工。

20）为了防止因风力或其他外力碰撞引起模板倾倒事故 在模板支、拆、堆放阶段均应注意其稳定。

21）针对大模板施工的特点，大模板安装、拆除、提升前应分别进行安全技术交底 ，并经常进行检查，加强安全施工的宣传教育。

① 大模板的堆放场地必须坚实平整，模板落地或周转至另一工作面时必须安放稳固。倾斜度要符合75～80°自稳定角的要求。

② 吊装大模板必须用自锁卡环，防止脱钩。应经常检查大模板上吊环焊缝、连接螺栓是否可靠 有无使用隐患。

③ 吊装大模板时应设专人指挥，模板起吊应平稳，不得偏斜或大幅度摆动。

④ 吊装工要经过专业培训，当大模板就位或落地时，要防止摇晃碰人或墙体。当风力超级5 级应停止吊装作业。

⑤ 在脚手支架上放置大模板时，必须采取可靠的防倾倒措施。遇有大风天气，应将大模板与建筑物固定，防止碰撞造成坠落。

⑥ 钢大模提升后安装、就位稳固前，不允许拆除捯链。

⑦ 拆模后起吊或提升时应检查所有螺杆或其它连接物是否已经松脱。在确定充分脱离后，方准起吊或提升。

⑧ 安装、拆除大模板时，操作人员和指挥人员站在安全可靠的地方，防止意外伤人。

11 环保措施

 1）所有组装件模板均进行了喷砂除锈处理后喷刷防锈漆，再涂刷油漆；所有标准件（包括U型卡、销钉和螺栓等）均按国家现行有关标准采用镀锌表面处理，以防锈蚀污染环境。

2）本工法所采用的翻转模板使用中产生的少量废弃物，如混凝土废料，均集中后运至规定地点处理。

3）模板清洗的污物通过临时排水沟汇集到临时集水坑沉淀后集中清理，废弃的脱模剂采用油桶收集后运至指定地点。

12 注意事项

12.1 对模板的保护

1）拆模时，不允许用撬棍、钢筋、钢管、大锤等工具直接撬、击面板。必要时需在面板上垫木块，用千斤顶辅助拆模。

2）利用模板下操作平台，及时对受力螺栓预埋孔以及混凝土表面缺陷进行填补和修饰。

3）注意对调节螺丝等运动部件的保护和保养，定期涂油，加防雨套，使其始终保持干净，活动自如。

12.2 预埋受力螺栓组件的保护

1）施工人员不得站在预埋件上作业。

2）不得对任何埋件或爬锥实施焊接作业，避免破坏其金相组织，降低其强度。

3）混凝土吊罐、振捣器等不得碰撞预埋受力螺栓。

4）根据仓面内的条件，采取有效的加固措施，保证预埋受力螺栓不变形、不偏移。

12.3 模板支撑架的保护

1）不得在作业平台上堆放重物。

2）及时清理掉落在作业平台上的混凝土、杂物。

3）起吊的钢筋、混凝土吊罐等，不得撞击支撑架。

4）模板暂时不用时，用方木垫平，防止模板变形和损伤，遮盖防雨。

5）支撑架暂时不用时，也用方木选好支点垫平，避免变形和突出部位损坏，遮盖防雨。

6）没升一层检查一次支撑架是否受撞击损坏或变形，焊缝是否正常，吊钩有无异常，踏板、护栏有无损伤，螺栓连接是否牢固。并及时采取措施。

7）第一层模板吊装就位前，按要求位置、角度预埋高强拉杆；锚固长度大于690mm。

8）为避免工具、零件失落，给操作人员配备工具袋，并用绳子将工具连接以防坠落。

9）使用中的安全检验检查，除满足上述各项要求外，尚应符合国家现行相关强制标准规定。