1、概述
大型吊裝：三峽工程永久船閘為雙線連續(xù)五級(jí)船閘，設(shè)計(jì)總水頭為113m，單級(jí)最大水頭48m，為世界之最；其地下輸水系統(tǒng)共包括：南線、中線和北線3條平行布置的輸水廊道（含12條斜井）和與之垂直相貫的大、小36條豎井；其中3條輸水廊道的設(shè)計(jì)總長(zhǎng)度5296m，標(biāo)準(zhǔn)段開(kāi)挖斷面,南、北坡為6.2m×6.5m，中隔墩為13.5m×8.5m（襯砌后一分為二），斷面型式為城門(mén)洞形。永久船閘水平分支廊道岔管是地下輸水隧洞與閘槽第一分流口的連接通道，屬高速水流區(qū)，體型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，南坡開(kāi)挖平面呈丁字管形，中隔墩、北坡呈十字管形，混凝土襯砌后形成4個(gè)丁字管（中隔墩一分為二，見(jiàn)圖1），水平軸線轉(zhuǎn)彎半徑8.5m，隧洞襯砌斷面為城門(mén)洞型，直墻與底板用半徑為0.5m的圓弧段連接，頂拱為半圓形(R=2.5m)。襯砌斷面凈寬5.0m，凈高5.4~6.7m。設(shè)計(jì)混凝土襯砌厚度：南、北坡隧洞為0.6~1.25m，中隔墩隧洞為0.6~2.20m，中隔墻厚度1.5m，設(shè)計(jì)混凝土標(biāo)號(hào)為R90300#，南、北坡丁字管混凝土約600m3，中隔墩十字管混凝土約1200m3。鋼筋布置采用縱橫兩個(gè)方向布置，間距為20cm，雙層結(jié)構(gòu)，鋼筋以28、25為主。
2、模板方案
2.1設(shè)計(jì)思路
此方案按十字管分兩次施工考慮，順序?yàn)橄葷驳装澹缓筮厜晚敼耙黄鹨r砌。方案包括模板和支撐兩系統(tǒng)。其中模板又分為底板模板和邊頂拱模板兩部分；支撐以碗扣式鋼管組合柱為主，普通扣件式鋼管為輔，組成一個(gè)穩(wěn)定、堅(jiān)固的空間桁架系統(tǒng)。
2.2底板模板
岔管段結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為保證結(jié)構(gòu)體形，并保證混凝土澆筑表面質(zhì)量，底板用翻轉(zhuǎn)模板，彎段用雙曲圓弧模板，木拱架木面板，分段制作，面板用兩層一分板拼制，然后釘三層板，每段長(zhǎng)170cm，高度70cm，寬60cm；直段用定型翻轉(zhuǎn)鋼模板，每塊長(zhǎng)120cm，高60cm；中部平段不設(shè)模板。
2.3邊頂拱模板
邊頂拱模板按部位分為彎段頂拱模板、直段頂拱模板、平段頂拱模板以及邊墻模板4部分。
彎段頂拱模板采用木拱架上鋪定型木模塊；拱架沿彎段圓弧按射線狀布置（順徑向布置）；每榀拱架上布置3塊模塊，木模塊用5cm×8cm拉條制作，模塊沿徑向?yàn)榛⌒危厮较蚱唇又笮纬梢粭l折線，矢高小于混凝土平整度要求。頂拱模板用木模塊，弦長(zhǎng)38.007~53.398cm。
平段頂拱用鋼模板，不規(guī)則部位用5分板拼制。平段不用拱架支撐，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況直接在腳手架管上鋪方木，然后在方木上直接鋪模板。
彎段邊墻模板采用30cm寬普通鋼模板，模板豎向布置，按彎段圓弧切線方向拼接，矢高為0.187cm，滿(mǎn)足平整度要求。邊墻模板抗側(cè)力采用鋼管對(duì)撐與12拉筋內(nèi)拉相結(jié)合的辦法處理。
2.4邊頂拱模板支撐
邊頂拱架用碗扣式腳手架支撐，間距60cm×60cm，水平桿步距120cm，底部用TZ-1底座，頂部用TC-1托撐，托撐上布置方木，方木斷面尺寸為12cm×12cm，如圖2。不管采用何種支撐架均需設(shè)剪刀撐，間距180cm。
2.5模板計(jì)算
模板計(jì)算的目的是確定模板材料的規(guī)格尺寸，以保證模板在新澆混凝土和施工荷載作用下，具有足夠的強(qiáng)度和必要的剛度。由于施工現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜，荷載計(jì)算難以精確，再加上模板在裝拆、堆放和運(yùn)輸過(guò)程中受力情況復(fù)雜，為簡(jiǎn)化計(jì)算，根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三卷）》中計(jì)算原理進(jìn)行簡(jiǎn)化假定，并套用公式來(lái)計(jì)算模板荷載。
由上述荷載組合，得出面荷載，按拱架間距75cm算出線荷載，取一片拱架兩端簡(jiǎn)支作為受力分析計(jì)算模型，計(jì)算出各桿件內(nèi)力及各節(jié)點(diǎn)變形量，從而進(jìn)行截面選擇。
3、混凝土施工方案
3.1底板混凝土澆筑
在鋼筋綁扎完成后，固定混凝土預(yù)制墊塊或錐套，將翻模逐塊地?cái)[在墊塊上，并調(diào)整好模板邊墻壁的高程和模板底部的水平位置。
搭設(shè)鋼管架反吊平臺(tái)，上平臺(tái)作為混凝土澆筑時(shí)的分料平臺(tái)，下平臺(tái)為抹面平臺(tái)，抹面平臺(tái)離混凝土面30cm左右，不能與邊墻鋼筋相連，鋼管架反吊平臺(tái)的布置如圖3所示。抹面導(dǎo)軌用22~25圓鋼搭設(shè)，先用5cm×10cm方鋼刮尺或木刮尺沿導(dǎo)軌大平面找平，再用木刮尺人工反復(fù)抹面至平整度要求。
混凝土入倉(cāng)采用泵送，利用分料平臺(tái)，每4m左右設(shè)一個(gè)下料點(diǎn)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況加溜槽以保證底板邊墻兩邊下料的均勻性。泵送混凝土從上游澆到下游，先澆至底板面層鋼筋高程以下20cm左右，然后根據(jù)來(lái)料情況，從邊墻下料至高出底板40cm左右，最后再逐段澆邊墻至收倉(cāng)，或邊墻一次澆筑成型，同時(shí)利用反吊平臺(tái)進(jìn)行底板找平。
澆筑結(jié)束后，隨時(shí)觀測(cè)混凝土的凝固情況，掌握翻模時(shí)機(jī)，以便翻模對(duì)反弧段的水氣泡進(jìn)行抹面，同時(shí)也要對(duì)底板進(jìn)行抹面；散裝翻模，最為關(guān)鍵的就是要掌握好翻模時(shí)間，翻早了，會(huì)引起邊墻混凝土塌陷，邊墻上會(huì)形成鼓包和裂隙，甚至邊墻混凝土?xí)湎聛?lái)；翻遲了，混凝土已凝固，水氣泡抹不動(dòng)，失去了翻模的意義。翻模時(shí)，模板按塊一次翻起，進(jìn)行抹面。
3.2邊頂拱混凝土澆筑
十字管模板安裝時(shí)先搭設(shè)腳手架（北側(cè)應(yīng)先留出通道），先安裝南側(cè)拱架和蓋模，形成施工平臺(tái)，然后綁扎南側(cè)內(nèi)層鋼筋，接著再綁扎南側(cè)外層鋼筋，然后安裝北側(cè)拱架和蓋模，綁扎北側(cè)內(nèi)層鋼筋、外層鋼筋，最后安裝固定邊墻模板。內(nèi)層鋼筋綁扎時(shí)，中隔墻分布筋先不綁，留作邊墻模板的遞送通道，等南側(cè)邊墻模板安裝完成后再綁扎，最后安裝北側(cè)邊墻模板。
邊頂拱混凝土澆筑用泵送混凝土入倉(cāng)，采用退管法封拱。主泵管布置在外層鋼筋上面的擴(kuò)挖槽內(nèi)，泵管應(yīng)盡量用1.0m短管，以利于換管，并吊在頂拱的錨桿上，盡量貼緊巖面。從主泵管接豎彎頭，再接溜槽伸至邊墻，溜槽的末端懸掛小溜筒，溜筒距離混凝土面不超過(guò)1.5m。下料點(diǎn)每4m左右設(shè)一個(gè)。在開(kāi)倉(cāng)前應(yīng)將泵管布置好，澆筑邊墻轉(zhuǎn)換下料點(diǎn)時(shí)只需更換彎管即可，整個(gè)澆筑過(guò)程中，各下料點(diǎn)輪換下料，每層澆筑厚度不大于50cm。
施工人員下到澆筑面振搗，振搗以50插入式振搗器為主，快插慢拔，有序進(jìn)行。距離下料點(diǎn)較遠(yuǎn)部位要求人工平倉(cāng)，不準(zhǔn)用振搗器以拖代平。在鋼筋密集區(qū)，為防止卡棒，用25小振搗器及插釬等加強(qiáng)振搗，如有必要，還要求用小木錘在模板外面對(duì)模板進(jìn)行針對(duì)性的有序敲擊，以確保澆筑質(zhì)量。
3.3模板拆除及混凝土養(yǎng)護(hù)
對(duì)于不承重的側(cè)面模板，應(yīng)在能保證混凝土表面及棱角不因拆模而損壞時(shí)，才能拆除。對(duì)于承重的頂拱模板，應(yīng)在混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的40%～50%后，才能拆除。非特殊要求，拆模時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，以免造成拆模困難。同時(shí)，為保證混凝土表面質(zhì)量，也便于拆模，模板表面須涂刷脫模劑后方可澆筑混凝土。
4、小結(jié)
本項(xiàng)目設(shè)計(jì)是對(duì)復(fù)雜斷面異形模板形式的一種嘗試，有待于進(jìn)一步探索和實(shí)踐，從而使其更具合理性和可靠性。三峽永久船閘水平十字岔管段已完成兩個(gè)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查看，確認(rèn)使用效果達(dá)到設(shè)計(jì)意圖，滿(mǎn)足表面平整要求。
大型吊裝：三峽工程永久船閘為雙線連續(xù)五級(jí)船閘，設(shè)計(jì)總水頭為113m，單級(jí)最大水頭48m，為世界之最；其地下輸水系統(tǒng)共包括：南線、中線和北線3條平行布置的輸水廊道（含12條斜井）和與之垂直相貫的大、小36條豎井；其中3條輸水廊道的設(shè)計(jì)總長(zhǎng)度5296m，標(biāo)準(zhǔn)段開(kāi)挖斷面,南、北坡為6.2m×6.5m，中隔墩為13.5m×8.5m（襯砌后一分為二），斷面型式為城門(mén)洞形。永久船閘水平分支廊道岔管是地下輸水隧洞與閘槽第一分流口的連接通道，屬高速水流區(qū)，體型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，南坡開(kāi)挖平面呈丁字管形，中隔墩、北坡呈十字管形，混凝土襯砌后形成4個(gè)丁字管（中隔墩一分為二，見(jiàn)圖1），水平軸線轉(zhuǎn)彎半徑8.5m，隧洞襯砌斷面為城門(mén)洞型，直墻與底板用半徑為0.5m的圓弧段連接，頂拱為半圓形(R=2.5m)。襯砌斷面凈寬5.0m，凈高5.4~6.7m。設(shè)計(jì)混凝土襯砌厚度：南、北坡隧洞為0.6~1.25m，中隔墩隧洞為0.6~2.20m，中隔墻厚度1.5m，設(shè)計(jì)混凝土標(biāo)號(hào)為R90300#，南、北坡丁字管混凝土約600m3，中隔墩十字管混凝土約1200m3。鋼筋布置采用縱橫兩個(gè)方向布置，間距為20cm，雙層結(jié)構(gòu)，鋼筋以28、25為主。
2、模板方案
2.1設(shè)計(jì)思路
此方案按十字管分兩次施工考慮，順序?yàn)橄葷驳装澹缓筮厜晚敼耙黄鹨r砌。方案包括模板和支撐兩系統(tǒng)。其中模板又分為底板模板和邊頂拱模板兩部分；支撐以碗扣式鋼管組合柱為主，普通扣件式鋼管為輔，組成一個(gè)穩(wěn)定、堅(jiān)固的空間桁架系統(tǒng)。
2.2底板模板
岔管段結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為保證結(jié)構(gòu)體形，并保證混凝土澆筑表面質(zhì)量，底板用翻轉(zhuǎn)模板，彎段用雙曲圓弧模板，木拱架木面板，分段制作，面板用兩層一分板拼制，然后釘三層板，每段長(zhǎng)170cm，高度70cm，寬60cm；直段用定型翻轉(zhuǎn)鋼模板，每塊長(zhǎng)120cm，高60cm；中部平段不設(shè)模板。
2.3邊頂拱模板
邊頂拱模板按部位分為彎段頂拱模板、直段頂拱模板、平段頂拱模板以及邊墻模板4部分。
彎段頂拱模板采用木拱架上鋪定型木模塊；拱架沿彎段圓弧按射線狀布置（順徑向布置）；每榀拱架上布置3塊模塊，木模塊用5cm×8cm拉條制作，模塊沿徑向?yàn)榛⌒危厮较蚱唇又笮纬梢粭l折線，矢高小于混凝土平整度要求。頂拱模板用木模塊，弦長(zhǎng)38.007~53.398cm。
平段頂拱用鋼模板，不規(guī)則部位用5分板拼制。平段不用拱架支撐，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況直接在腳手架管上鋪方木，然后在方木上直接鋪模板。
彎段邊墻模板采用30cm寬普通鋼模板，模板豎向布置，按彎段圓弧切線方向拼接，矢高為0.187cm，滿(mǎn)足平整度要求。邊墻模板抗側(cè)力采用鋼管對(duì)撐與12拉筋內(nèi)拉相結(jié)合的辦法處理。
2.4邊頂拱模板支撐
邊頂拱架用碗扣式腳手架支撐，間距60cm×60cm，水平桿步距120cm，底部用TZ-1底座，頂部用TC-1托撐，托撐上布置方木，方木斷面尺寸為12cm×12cm，如圖2。不管采用何種支撐架均需設(shè)剪刀撐，間距180cm。
2.5模板計(jì)算
模板計(jì)算的目的是確定模板材料的規(guī)格尺寸，以保證模板在新澆混凝土和施工荷載作用下，具有足夠的強(qiáng)度和必要的剛度。由于施工現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜，荷載計(jì)算難以精確，再加上模板在裝拆、堆放和運(yùn)輸過(guò)程中受力情況復(fù)雜，為簡(jiǎn)化計(jì)算，根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三卷）》中計(jì)算原理進(jìn)行簡(jiǎn)化假定，并套用公式來(lái)計(jì)算模板荷載。
由上述荷載組合，得出面荷載，按拱架間距75cm算出線荷載，取一片拱架兩端簡(jiǎn)支作為受力分析計(jì)算模型，計(jì)算出各桿件內(nèi)力及各節(jié)點(diǎn)變形量，從而進(jìn)行截面選擇。
3、混凝土施工方案
3.1底板混凝土澆筑
在鋼筋綁扎完成后，固定混凝土預(yù)制墊塊或錐套，將翻模逐塊地?cái)[在墊塊上，并調(diào)整好模板邊墻壁的高程和模板底部的水平位置。
搭設(shè)鋼管架反吊平臺(tái)，上平臺(tái)作為混凝土澆筑時(shí)的分料平臺(tái)，下平臺(tái)為抹面平臺(tái)，抹面平臺(tái)離混凝土面30cm左右，不能與邊墻鋼筋相連，鋼管架反吊平臺(tái)的布置如圖3所示。抹面導(dǎo)軌用22~25圓鋼搭設(shè)，先用5cm×10cm方鋼刮尺或木刮尺沿導(dǎo)軌大平面找平，再用木刮尺人工反復(fù)抹面至平整度要求。
混凝土入倉(cāng)采用泵送，利用分料平臺(tái)，每4m左右設(shè)一個(gè)下料點(diǎn)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況加溜槽以保證底板邊墻兩邊下料的均勻性。泵送混凝土從上游澆到下游，先澆至底板面層鋼筋高程以下20cm左右，然后根據(jù)來(lái)料情況，從邊墻下料至高出底板40cm左右，最后再逐段澆邊墻至收倉(cāng)，或邊墻一次澆筑成型，同時(shí)利用反吊平臺(tái)進(jìn)行底板找平。
澆筑結(jié)束后，隨時(shí)觀測(cè)混凝土的凝固情況，掌握翻模時(shí)機(jī)，以便翻模對(duì)反弧段的水氣泡進(jìn)行抹面，同時(shí)也要對(duì)底板進(jìn)行抹面；散裝翻模，最為關(guān)鍵的就是要掌握好翻模時(shí)間，翻早了，會(huì)引起邊墻混凝土塌陷，邊墻上會(huì)形成鼓包和裂隙，甚至邊墻混凝土?xí)湎聛?lái)；翻遲了，混凝土已凝固，水氣泡抹不動(dòng)，失去了翻模的意義。翻模時(shí)，模板按塊一次翻起，進(jìn)行抹面。
3.2邊頂拱混凝土澆筑
十字管模板安裝時(shí)先搭設(shè)腳手架（北側(cè)應(yīng)先留出通道），先安裝南側(cè)拱架和蓋模，形成施工平臺(tái)，然后綁扎南側(cè)內(nèi)層鋼筋，接著再綁扎南側(cè)外層鋼筋，然后安裝北側(cè)拱架和蓋模，綁扎北側(cè)內(nèi)層鋼筋、外層鋼筋，最后安裝固定邊墻模板。內(nèi)層鋼筋綁扎時(shí)，中隔墻分布筋先不綁，留作邊墻模板的遞送通道，等南側(cè)邊墻模板安裝完成后再綁扎，最后安裝北側(cè)邊墻模板。
邊頂拱混凝土澆筑用泵送混凝土入倉(cāng)，采用退管法封拱。主泵管布置在外層鋼筋上面的擴(kuò)挖槽內(nèi)，泵管應(yīng)盡量用1.0m短管，以利于換管，并吊在頂拱的錨桿上，盡量貼緊巖面。從主泵管接豎彎頭，再接溜槽伸至邊墻，溜槽的末端懸掛小溜筒，溜筒距離混凝土面不超過(guò)1.5m。下料點(diǎn)每4m左右設(shè)一個(gè)。在開(kāi)倉(cāng)前應(yīng)將泵管布置好，澆筑邊墻轉(zhuǎn)換下料點(diǎn)時(shí)只需更換彎管即可，整個(gè)澆筑過(guò)程中，各下料點(diǎn)輪換下料，每層澆筑厚度不大于50cm。
施工人員下到澆筑面振搗，振搗以50插入式振搗器為主，快插慢拔，有序進(jìn)行。距離下料點(diǎn)較遠(yuǎn)部位要求人工平倉(cāng)，不準(zhǔn)用振搗器以拖代平。在鋼筋密集區(qū)，為防止卡棒，用25小振搗器及插釬等加強(qiáng)振搗，如有必要，還要求用小木錘在模板外面對(duì)模板進(jìn)行針對(duì)性的有序敲擊，以確保澆筑質(zhì)量。
3.3模板拆除及混凝土養(yǎng)護(hù)
對(duì)于不承重的側(cè)面模板，應(yīng)在能保證混凝土表面及棱角不因拆模而損壞時(shí)，才能拆除。對(duì)于承重的頂拱模板，應(yīng)在混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的40%～50%后，才能拆除。非特殊要求，拆模時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，以免造成拆模困難。同時(shí)，為保證混凝土表面質(zhì)量，也便于拆模，模板表面須涂刷脫模劑后方可澆筑混凝土。
4、小結(jié)
本項(xiàng)目設(shè)計(jì)是對(duì)復(fù)雜斷面異形模板形式的一種嘗試，有待于進(jìn)一步探索和實(shí)踐，從而使其更具合理性和可靠性。三峽永久船閘水平十字岔管段已完成兩個(gè)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查看，確認(rèn)使用效果達(dá)到設(shè)計(jì)意圖，滿(mǎn)足表面平整要求。