水利泵站肘形流道模板制安施工工法

1、水利泵站肘形流道模板制安施工工法1. 前言大中型轴流泵站的进水流道是一个泵站主要的过流部件，其几何形状、结构尺寸对水泵的性 能有着重要的影响。根据不同的泵站的水泵选型、不同的地质条件及进流条件，每个泵站的进水 流道都是不一样的。目前大部分进水流道的模板制作仍采用手工方法计算设计，不仅费工费时费 料，精度上与理想进水流道模型的要求存在偏差。实际工程中不少泵站因为流道施工质量不高， 造成水泵始终没有工作在理想的运行状态，严重的甚至加剧了气蚀、振动和运行效率低下，直接 导致水泵运行寿命缩短。因此，一个高质量的进水流道混凝土结构，作为水泵吸水的最后一道关 卡，有着重要的意义。华建第十一公司水利水电分公司承建的新河排水河泵站工程和北运河泵站工程，主泵房安装 同步电机立式半调节轴流泵，配备立式同步电机，进水流道均为肘形结构。肘形进水流道未三维 曲面结构，线性复杂，断面变化大，由矩形泵房进水口渐变至圆形水泵口，且泵房本身属于大体 积特异性混凝土施工结构，施工难度大，温控措施要求严格。本工法突出论述肘形流道模板设计 制作的同时，也对钢筋安装、混凝土浇筑进行论述，可供今后类似工程施工借鉴。2. 工法特点

2、2.1 成品效果好：拆模后混凝土面光滑整洁，呈线性优美曲面。2.2 计算机辅助建模：比较于二维图纸设计模板，快速高效准确。2.3 保证工期：内工厂同步加工模板，和泵房底板同期施工；仅用吊车吊装入位，快速便捷。2.4 节约成本：比较于传统的钢、铸铁异形模板成本节省1 倍以上。3. 适用范围适用于大中型水利水电工程泵站进水流道需要制作特异性模板的施工工程。4. 工艺原理4.1应用AutoCAD软件建模AutoCAD 建模过程如下：图纸识别与数据收集一在CAD里建立基线一在CAD里建立断面一断面导线放样成三维实体 -在三维实体中采集需要的参数。图1肘形流道模板设计图纸利用设计给出的肘形流道模板设计图纸如图1所示，画出肘形流道单线图，在AutoCAD华 建立基线和断面；在基线上放置断面，根据建立模型的要求对断面进行适当的加密和减少；最后 生成实体结构。如图2所示。图2带放样面及基线得肘形流道三维实体三维模型建完后，通过AutoCAD软件自带功能可以计算出精确的肘形流道体积、表面积等 数据，Aut。CAD所计算肘形流道体积更接近真实值，将总体积扣除流道部分体积可以得到实际体 积，得到应该完成的泵

3、房混凝土工程量。4.2细化三维模型，提取三维表面4.2.1实体转换在肘形流道模板三维实体制作完成后，首先考虑实际施工中，选取木模模板的厚度、钢筋保护层的厚度等预留厚度问题。艮据实际要预留的厚度之和将三维实体通过AutoCAD命令变为一 个带厚度的实体，使得数字模型更接近模板实物。4.2.2实体渲染而后对三维实体进行渲染，通过选取正确的表面贴图，模拟肘形流道模板实物经过条状板 片组合后的样子，如图3所示图3表面贴图后得三维肘形流道模板壳体4.2.3剖面龙骨加密在对模板实物有了初步认识之后，首先是根据制作需求，对放样剖面进行加密。选取合适 的步长距离，用Auto CAD相关命令加密剖面，软件会自动计算额外加密剖面的轮廓大小，省去了 手工计算的过程。计算到的剖面数据即为加密龙骨的轮廓尺寸。如图4所示。图4加密后的断面4.2.4表面檩条实际施工中，相邻两榀龙骨剖面之间用宽木板檩条做链接，选取三维模型将实体中的表面 提取，并作网格化处理。测量Auto CAD软件自动排布的网格的长宽倾斜度等参数，即为该表面檩 条所需要的尺寸，节省了大量模板计算下料时间。效果如图5所示。图5网格加密区域做表面檩条参

4、考用5. 施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程施工准备一测量定位一搭设制作平台一肘形流道模板制作一肘形流道模板吊装就位加固一 钢筋制安一混凝土浇筑。5.2操作要点5.2.1肘形流道模板设计肘形流道模板设计按照工程设计施工图，沿肘形流道轴线将其划分为若干个断面，并画出各 个断面的断面图，按每个断面图的设计尺寸配置该断面模板龙骨，在配模平台的中心轴上，按各 个断面的对应位置固定模板龙骨，形成肘形流道模板整体龙骨并校验尺寸，合格后进行模板面板 安装，面板拼装修整，表层处理完成后，再次校验流道外形尺寸，合格即可运至施工现场，利用 大型吊车安装、固定，而后绑扎钢筋、立外模，浇筑混凝土，形成一个符合设计要求的肘形流道。肘形流道模板设计为确保流道模板曲线成型，采用正交流道中心轴线切断面的方法，将其划 分为若干个断面（一般以设计图所给的设计断面为准），根据模板表面中线长度和断面间距，设 计若干榀龙骨架。模板圆弧段采用厚木板制作，方木作内支撑，大在进水侧部分排架的下部预留 进人孔，方便拼装时排架之间的连接。由于模板曲线弧度较大，表面面板采用宽木板条作为面板， 参照4.2.4表面檩条AutoCAD计算

5、出来的尺寸下料，分层钉在龙骨架上。5.2.2肘形流道模板制作搭设制作平台首先选择一块比较平坦的场地，参照流道底板相关尺寸，在场地上采用钢管搭 设支撑系统，支撑系统上铺设木板，按设计尺寸做成流道底板样式，以便于放样、制作曲面模板。流道模板制作根据模板设计图，先制作龙骨架，龙骨架制作时要扣除面板的厚度。通过中轴 线控制龙骨架，模板龙骨架用厚木板制作；且在沿流道的中线上、下曲面各安装一道搭设拼装支 架；每榀龙骨架的上、下中心位置均在木板上预先画好；为保证拼装的龙骨架稳定，底部增设控 制样板。安装龙骨架时，从进水侧（俗称底口）的龙骨架开始，逐榀安装。以中轴线样板上预先 画好的中心位置控制各断面龙骨架中心位置，从 AutoCAD 上量取各断面上、下侧间距，进行龙骨 架上、下侧间距的控制，调整好全断面的位置后，与前一榀龙骨架之间用方木联系固定。因模板 为典型的空间曲面结构，故在每榀龙骨架的四周均须布置测量控制点，在龙骨制作完毕后一定要 精确复核外形后才能钉表面的木板条。龙骨架安装完毕并复核外形合格后，开始钉表面木板条， 由于模板曲线弧度较大，表面面板采用普通木模板无法弯曲成型，难以满足要求，采用宽

6、木板条 作为面板，分层钉在龙骨架上。最后通过测量校验，对不符合要求的部位进行局部修整，使其外 形符合设计要求。为确保混凝土浇筑表面光滑，在入仓吊装前，在面板上贴一层宝丽板（新河排 水河泵站使用）或轻质铝板（北运河泵站使用）。5.2.3 肘形流道模板安装 为保证肘形流道曲面模板在吊装和运输过程中不变形，使用主副吊钩两吊点吊装，依据 AutoCAD 计算确定其质心，起吊点根据龙骨架体的刚度和尺寸经计算确定。根据模板重量、尺寸 和吊装半径选用吊车及平板运输车，先用吊车从模板加工厂将肘形流道曲面模板吊放在平板运输 车上，再由平板运输车将肘形流道曲面模板运至安装现场再进行吊装就位。将肘形流道曲面模板吊入事先放好样的底板上，对应平面高程控制点，将模板初步固定，用 全站仪进行精确测量，用千斤顶进行微调，精确就位后对模板进行加固，两侧焊接对拉钢筋，采 用花篮螺栓紧固在底板预埋的固定环中，以防止模板偏移及上浮。5.2.4 钢筋制安。钢筋在加工厂加工成型，用吊运至混凝土仓，人工进行绑扎。流道钢筋在流道模板安装完成 后外模支立前完成绑扎工作，根据流道混凝土浇筑的要求，流道钢筋一次安装成型。钢筋安装前 按设计

7、规定的保护层厚度制作强度等级不低于槽身混凝土等级的水泥砂浆垫层块，钢筋安装完成 后，将砂浆垫块绑扎在钢筋外侧，以每平方米不少于4个垫块，垫块按梅花形布置，以保证钢筋 保护层厚度符合设计要求。5.2.5 混凝土浇筑（1）混凝土浇筑方法该工程进水流道采用商品混凝土泵送浇筑，采用分层浇筑法一次成型，每层厚度4Ocm,采 用 2 台泵车同时从泵站两端向中间浇筑。进水肘形流道混凝土浇筑时，从最低点向最高点水平浇 筑，混凝土在振动棒振捣下从一侧向另一侧流动，当从另一侧能够看到混凝土时，才能在另一侧 浇筑混凝土，防止在肘形流道底部模板下形成“气饼”。进水肘形流道混凝土表面平整度要求较 高，浇筑时刻适当减小混凝土塌落度，减慢浇筑速度，加强混凝土振捣。（2）混凝土温控措施该工程肘型流道混凝土设计强度为C30,为大体积异型结构混凝土，受力复杂、尺寸厚薄不 同，如施工措施不当，极易产生裂缝，施工中做好了温控措施，优化混凝土原材质量。商品混凝 土由单独一家搅拌站集中供料，根据天津市水利科学研究院提供的C30混凝土配合比单进行试 配，最终选择合理的配合比。为降低水化热，水泥选用中低水化热的非早强型普通硅酸盐水泥

8、， 并尽量减少水泥用量；掺加粉煤灰，等量取代水泥；掺入高效减水剂，改善骨料级配，增大骨料 粒径，减少拌合用水量，降低水胶比；掺入纤维素，提高大体积混凝土的抗裂性和耐久性。混凝 土塌落度控制在18020mm。混凝土浇筑完成后及时采取蓄热保温保湿措施，减少混凝土表面热 量和水分散失，从而降低内外温差，避免干缩裂缝。（3）混凝土养护及表面保护措施流道混凝土浇筑12h后对水平混凝土表面覆盖塑料薄膜一层，加盖棉被等材料进行养护，在 整个面层终凝后使混凝土在一定时间内保持湿润。在流道进水口用彩条布或土工布悬挂封闭，防 止冷风进入造成混凝土内外产生较大温差；同时延迟四周围模板拆模时间，延缓降温时间和速度。 拆模后，在混凝土表面及时涂刷养护剂,防止混凝土表面失水过快造成表面收缩，从而完成混凝 土水化作用，达到养护目的。混凝土养护的持续时间不少于14天。6. 材料与设备6.1工程材料主要材料：木方、杉木模板、宝丽板、轻质铝板。6.2机具设备主要机具设备表序号设备名称型号规格数量用于施工部位1全站仪TC7021施工测量2经纬仪DJ21施工测量3激光垂准仪Leica ZL1施工测量4无齿锯G2282模板加工

9、5圆锯机床MJ1052模板加工6压刨机MB-1042模板加工7机动平板车1场内运输8汽车吊QY251起重7. 质量控制7.1质量控制标准1建筑结构荷载规范GB50009-20122混凝土结构设计规范GB50010-20103钢结构设计标准GB50017-20174木结构设计标准GB50005-20175混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-20156建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-20137混凝土结构工程施工规范GB50666-20118混凝土模板用胶合板GB/T17656-20189建筑施工起重吊装工程安全技术规范GJG276-201210建筑施工模板安全技术规范JGJ162-200811建筑施工临时支撑结构技术规范JGJ300-201312建筑施工安全检查标准JGJ59-201113建筑施工高处作业安全技术规范JGJ80-201614建筑工程模板支撑系统安全技术规程DB29-203-201015房屋建筑工程施工组织设计编制标准DB29 -115-201016天津市建设工程施工现场安全管理规程DB29-113-20117.2质量保证措施肘形流道模板制作过程是整体质量控制关键环节，对模板外观及结构均产生直接影响。主 要注意事项有如下几点：一是榀架制作过程中严格按照图纸尺寸施工能够有效减少制作误差。二 是榀架制作过程中方木的接缝应尽可能减少，接缝宽度应尽可能减小，这样可以有效减小混凝土 浇筑时产生模板自身变形。三是避免最大受力方向上排架方木接缝，如果无法避免应该进行错缝 处理。四是装订面板同样需要避免通缝，防止产生薄弱部位。五是宝丽板或轻质铝板安装是为了 保证模板表

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