在水利工程施工过程中,模板工程技术是非常重要的施工技术,其能够有效提升水利工程施工质量,为水利工程施工建设提供有效的保障。因此本文在分析现阶段我国水利工程施工现状的基础上,对模板工程技术在水利工程施工中的具体应用进行了深入探讨,旨在促进我国水利水电事业实现高质量发展。
一、水利工程施工中模板工程技术概述
(一)模板设计要求
在水利工程项目建设期间,模板设计是提升混凝土施工质量的关键环节,模板主要有支撑和面板两套体系所构成,在模板设计过程中构件的形状、尺寸和相互间的位置必须准确,保证所浇筑的混凝土能够符合施工图纸中所示的轮廓、坡度、高程、尺寸以及表面平整度等要求,而曲面模板的安装要保持足够的精确性,使混凝土表面完全符合所要求的曲线,尽可能不超出规定的允许误差范围。同时,模板在设计过程中必须要具备足够的强度、刚度和稳定性来承受新浇筑混凝土的自重、侧压力以及施工符合,并且其钢拉条要保持水平状态,直径需大于10mm。此外,根据GB 50017-2017《钢结构设计规范》和GB50005-2017《木结构设计规范》的要求,钢模板支撑结构截面的塑性发展系数需要按1来取值,而木模板受压立杆的直径要大于6cm[1]。施工技术人员在拆卸模板时要保持一定的便利性,拆卸期间不可造成模板损坏,以便模板能够进行二次利用,同时由于混凝土在初步凝固前会保持较大的湿度,因此模板在设计过程中要强调耐潮性和光滑性。
(二)模板施工原则
为了保证水利工程模板施工作业的顺利进行,施工人员在应用模板工程技术过程中要遵循安全性、实用性与经济性的基本原则,具体而言,当模板工程作业的高度超过2m时可以采取额外的防护措施来确保作业安全;一旦作业高度超过4m或施工涉及两层以上的水工建筑物时则要通过护栏和安全网的设置来保证安全防护的可靠性。此外,支模施工必须遵循严格的作业流程,在模板尚未固定前严禁进行下一道工序的操作,也不能在同一垂直面上同时进行模板的安装和拆卸工作,而模板的支撑位置必须经过科学、合理的设计来保证其稳定性,避免支撑点设置在结构开洞处或脚手架等位置,造成因模板移动而引发的一系列安全问题。在实用性原则方面,技术人员可以通过减少模板加固体系和简化拼装衔接部位来优化施工流程,同时要注重对安装程序和流程的简化,尽可能在模板施工环节不占用大量的作业时间,此外,模板施工中要强调构件的二次利用,工程管理人员可以凭借高效的构件管理与利用手段大幅降低施工成本,而施工工序的合理规划也是有效避免不必要的重复施工或返工现象的有效途径[2]。
(三)模板安全技术要求
水利工程模板搭建前,监理人员需要做好相应的安全教育与指导工作,施工作业人员上岗时必须佩戴安全帽等必要的安全防护设备,进行滑动式模板施工的人员应额外佩戴安全绳等高空作业防护手段来降低人员或物品意外坠落而引发的安全事故的可能性,避免作业区域因出现人员伤亡而影响施工进度。
同时,脚手架在搭设过程中不能在上面进行任何物品的堆积和摆放,防止因承重过大导致脚手架坍塌或因脚手架在未搭设完成前的不稳定状态使上部物体从高空中掉落而造成安全事故。对于高处复杂模板的安装与拆卸作业而言,首要任务就是要保证施工人员做好相应的安全防护措施以及相关安全尝试和措施能够得到有效执行,在此过程中监理人员要全程对高空作业人员进行监督与指导,并做好相应的应急预案。
对于组合钢模板的拆卸作业来说,施工现场需要有专人进行接应和协助,并严格控制高空抛物等危险行为,高空作业人员不可以使用长撬棍等较为尖锐的工具对模板进行操作,一旦模板上设有预留孔洞则需要在安装完成后及时将洞口覆盖或封闭,降低安全隐患的发生概率[3]。
二、水利工程施工中模板工程的技术类型
(一)爬升模板
爬升模板是模板工程施工技术中一种较为先进的模板工艺,在水利工程建设中被广泛应用于坝体、闸室、桥墩等竖向、高耸构筑物的施工中。其采用轻量化的设计方式便于运输与操作,相比于其他模板类型,爬升模板在施工中具有更为可靠的安全性能。此外,爬升模板可根据工程实际情况纵向依附在结构物上,并根据施工需求通过电动装置和设备实现自行爬升,显著提升施工的整体效率,缩短工程周期。
(二)拆移式模板
在水利工程施工过程中,拆移式模板时可被制作为定型的标准模板,在浇筑表面为平面结构的筑块中更为适用,该种模板按照标准尺寸可以划分为大型模板和小型模板两种类型。大型模板的尺寸一般为100cm×(325~525)cm,适用于3~5m高的浇筑块,而小型模板则为(75~100)cm×150cm,更偏向于薄层浇筑;大型模板由于体积较大需要借助机械工具进行吊装,而小型模板直接采用人力搬运即可。一般来说,拆移式模板通常由支架、肋木和面板三部分组成,面板作为与混凝土发生直接接触的部分,肋木则用于加强面板的刚度,而支架能够对模板的整体结构产生较好的支撑效果;同时,架立模板的支架常用围檩和桁架梁,当浇筑块比较薄时为了防止模板出现变形可以采用斜五条固定的方式。此外,拆移式模板具有较高的周转率,一般标准木模板的重复利用次数即周转率为5~10次,而钢木混合模板的周转率可高达30~50次[4]。
(三)滑动式模板
滑动式模板能够跟随混凝土的浇筑过程而持续作竖向或横向移动的模板,其可以借助机械牵引或液压千斤顶等动力设备,在混凝土浇筑过程中通过逐步滑动来实现连续浇筑的过程。这种类型的模板主要由模板自身、动力设备、升拉装置和轨道所组成,借助动力设备的作用沿已浇灌的混凝土表面滑动,单层浇筑的混凝土厚度一般小于30cm,当模板内最下层的混凝土达到一定强度后,模板继续向上滑动来进行下一层的浇筑,通过这种循环作业的方式来达到施工效果。在水利工程中的坝体浇筑过程中,滑动式模板能够根据坝体的设计形状和尺寸进行定制并连续浇筑,而对于闸室和桥墩等体积较大的复杂结构,也能凭借自身高质量和高效率的浇筑特点来很好地完成作业内容[5]。
三、现阶段我国水利工程的施工现状
(一)水利工程施工监管制度不完善
随着水利事业的蓬勃发展,工程建设规模日益扩大,水利工程施工管理的重要性也日益凸显。在施工过程中,无论是技术的选择还是材料的使用,都必须切实遵循工程项目的特定需求,并严格按照施工标准流程执行。然而,由于不同地区的水利工程项目规模差异显著,一些工程项目在施工中出现了偷工减料、疏于管理的现象,这无疑给工程带来了严重的质量隐患。
(二)水利工程施工技术滞后
水利工程项目通常规模庞大,因此需要庞大的施工队伍来支撑,然而,许多施工人员的教育水平与专业能力参差不齐,对于水利工程施工技术方面的知识与技能难以深入、全面的掌握。此外,在水利工程施工中有部分施工设备与技术陈旧落后、性能较差,无法满足当前水利工程中所产生的使用需求,且部分设备与技术在使用时也可能会因为操作不规范或技术过时等问题,为整体工程质量埋下安全隐患,这一问题不仅会阻碍施工活动的顺利进行、影响工程进度,还会对施工人员的生命财产安全构成严重威胁
(三)施工质量控制意识薄弱
在水利工程项目施工中,部分施工人员存在质量意识淡薄的问题,认为只需要完成自己所负责的施工内容,对于质量控制问题则抱有忽视、疏忽的态度,受到这一问题的不良影响,在水利工程实际施工过程中,有极大概率会出现渗漏的问题,会导致水利工程项目运行效率大幅降低,施工质量难以保证,并且会显著影响水利工程项目在提升经济效益和社会效益方面的重要作用,引发资源浪费、资源损耗的问题。
三、模板工程技术在水利工程施工中的应用
(一)模板安装
在水利工程中,施工技术人员进行模板安装前需要在施工区域内进行地基准备工作,清理掉地面杂物的同时要对地基的坚实程度进行检测,避免因地基不稳定而导致模板安装后出现变形或倾斜等情况。在支撑架安装过程中要根据设计要求对其高度和位置进行设置和固定,支撑架由于自身具备较高的稳定性和承载力能够充分保证模板在安装和使用过程中的安全性。随后施工人员将预先加工好的木模板按照设计图纸和施工方案的要求进行安装,并注意对模板牢固性和平整度进行相应的质量控制工作,保证其能够稳定地承受混凝土浇筑时的压力。在模板安装完成后可以使用钢尺或垂球等工具对模板的位置、尺寸以及垂直度进行校正和检查,对于不符合要求的模板要进行更换和调整处理。此外,技术人员在进行模板安装过程中,如果承重梁板结构的跨度在4m以上需要在跨中预留拱高度,并保持每米增加3mm的高度,使模板能够更好地应对地基沉陷和支撑结构压缩变形等影响,图1为水利工程模板安装现场图。
图1 水利工程模板安装现场图
(二)模板拆除
模板工程技术在水利工程中的科学应用能够保证混凝土的强度和浇筑效果得到充分保证,但由于模板施工是一种技术含量十足的工艺流程,对于各个环节中的要求和标准都较为苛刻,不仅需要技术人员在模板的成模阶段精心操作,也需要模板使用完毕后的拆除作业能够保持一定的合理性和规范性。具体而言,拆除模板前要对混凝土的强度以及侧模的稳固性进行全面的检测,使其在为整体结构提供稳定支撑力的同时还能符合后续施工作业的标准和要求,特别是在模板底模选择方面要是其设计强度和预定的标准值契合度一致。同时,模板拆除工作要以模板的结构设计为依据来确定合适的拆除顺序和方法,如果没有相关规定可以遵循“先支护后拆模”的拆除原则,拆除模板过程则应根据“先非承重后承重”的流程来进行。
此外,在模板拆除的过程中,为确保安全必须在下方设置警戒线,并安排专门的安全监管人员进行现场管理,在模板拆除工作结束后应再全面检查一遍,避免遗漏任何悬空模板;在拆模过程中施工人员应配备必要的登高工具和安全带,拆下的模板不得直接抛向地面而应放置在指定的安全区域,板拆除后的临时堆放处与工程边沿间距应大于1米,且堆放高度控制在1米范围内。
(三)模板维护
在混凝土浇筑与养护过程中,相关技术人员需要对模板和支撑系统采取必要的监测措施,对其结构受力后所出现的变形情况进行检查,一旦监测数据所体现出的参数不符合相关设计要求和标准就需要借助更换或修复等处理措施来保证模板工程的整体质量。同时,由于灌浆施工中所应用的材料具有一定的黏性,因此混凝土浇筑时要采用收缩橡胶管道压力的方式来控制裂缝的宽度。拆模过程注意在支架与地面之间增加垫块,降低不均匀沉降等现象出现,模板拆卸完毕后要对模板表面的杂质进行清理并根据类型进行摆放,尽可能降低模板脱落而引发的安全事故。
结语:模板工程是水利工程施工的重要组成部分,也是确保工程质量、提高工程经济效益的关键因素,因此,加强对水利工程中模板施工技术的研究,对确保工程质量、提高工程效益有着重要意义。但从目前我国水利工程的施工现状来看,模板施工技术受到多重因素的影响而导致无法得到相应的质量标准。基于此,本文首先简要介绍了水利工程中模板施工技术的特点,并对水利工程中施工现状进行了分析,最后从多个方面对水利工程中模板施工技术应用措施进行了详细的阐述,希望能够为相关工作人员提供一定参考和借鉴。
参考文献:
[1]牟汉玉.关于模板工程技术在水利工程施工中的实施探讨[J].四川建材,2023,49(09):121-123.
[2]李安超.水利工程施工中模板工程技术的应用[J].中国住宅设施,2022,(06):1-3.
[3]王正,张平,戴成根.模板工程技术在水利工程施工中的应用[J].工程建设与设计,2022,(04):148-150.
[4]王雪蓉.模板工程技术在水利水电工程施工中的应用措施[J].工程技术研究,2021,6(23):64-67.
[5]张彦明.模板工程施工技术在水利工程中的应用研究[J].四川水泥,2021,(08):310-311.