杨春旗，宫 旭

（辽宁省水利水电科学研究院有限责任公司，辽宁 沈阳 110003）

1 研究背景

在渠道工程建设中，混凝土浇筑的过程需采用支模且要在衬砌间设置伸缩缝，从保证施工进度和经济效益等方面考虑，渠道支模的过程一般会采用木方、木模板、打木桩的固定方式；伸缩缝会采用木板或其它材料进行嵌缝填充。

1）木制模板现状。经常出现支护不牢固，需多次调整、加固，木方只能一次性使用，木桩难以固定、尺寸难以调整、接茬处易出现错台等问题。这种支模方法需要有经验的木工进行操作，支模会使用大量木方，很难周转物料、重复利用，每次支模均需较长的时间。通常是支一段模板、浇筑一段混凝土，浇筑完毕初期养护后拆除该段支护结构，以新浇筑完毕的混凝土为起点再继续支模、浇筑、养护、拆模。这样的作业方式效率低，需耗用大量的时间反复支拆，拆除后支护部分的木料有的可重复使用几次，但模板无法重复使用。

2）伸缩缝现状。通常在处理混凝土衬砌接缝的施工中，成槽工艺简陋，接缝材料的固定，浇筑模块、接缝部位外观是否整齐，接缝质量是否满足止水和伸缩的作用一直是一个棘手的问题。

因此，找到快速支模浇筑和伸缩缝施工新方法很有必要。

2 新型工艺

为提高现有支护模板和伸缩缝施工工艺水平，模板应当使用较为轻质、廉价、结实耐用的材料制作，各种调节机构进行简单组装和操作即可实现快速支模；伸缩缝施工要保证嵌缝材料与混凝土结合紧密，接缝处理的部位外观美观。

1）要解决的技术问题。支模的标准化程度高，可以保证浇筑混凝土具有平整均匀的外观质量；支护结构的可靠性高，支撑牢固程度高于木结构支护体系。因此，需要研发一种新型衬砌渠道薄壁结构混凝土快速模筑装置，主要解决薄壁结构施工时衬砌混凝土架设木模板周期长，形状不易控制等问题。可以在绑扎好的钢筋外侧直接装配支护，能够快速建立较长距离的浇筑仓，提供一种简单易拆装、周转速度快、支模形状即时可调的组合式衬砌渠道薄壁结构混凝土快速模筑装置。装置示意图见图1-4。

图1 快速模筑装置

图2 主次梁及竹模板侧立面组装图

图3 模板支撑装置双侧直立面情形的正立面图

图4 双侧对立面矩形断面图

2）改进混凝土接缝处理方法。研发一种混凝土接缝成槽用胶条组件，可以形成规格统一的嵌缝沟槽，成槽工艺简单，接缝施工质量高。且成缝材料能很方便地从形成的混凝土接缝沟槽中取出，可以重复使用。成槽用的胶条截面为楔形，胶条纵向开设两个孔，其中一个孔形状为椭圆形，位于胶条中间部位，内部可插入截面为椭圆形的内嵌条；另一个孔形状为圆形，位于胶条端部，形成截面为圆形插口的安装条，内嵌条为三元乙丙橡胶。安装条的圆形插口内可以整根插入等直径的光圆钢筋。具体装置设计示意图见图5。

图5 混凝土接缝成槽用胶条示意图

3 应用

3.1 装置

渠道工程中混凝土快速模筑装置主要应包括以下几部分。

1）竹模板。为表面涂刷有混凝土脱模剂的竹质建筑模板，混凝土脱模剂主要采用有机硅类改性的混凝土脱模剂，养护乳液涂刷于模板表面后，只有少量水分局部散失，保持混凝土湿润，可以使脱模更加容易，既可以保证竹模板的表面不受较大的损伤，又提高混凝土浇筑、脱模、养护效率。

2）模板支撑装置。包括主梁、次梁、支撑杆、可调固定器、地面锚固器。主梁为圆钢管制成，主梁的长度可以通过内外套管组合的方式延伸，延伸组合部分依靠顶丝连接校紧。次梁由方钢管一侧固定钢片构成，次梁的长度可通过内外套方钢管组合的方式延伸，延伸组合部分依靠顶丝连接校紧。主梁呈水平布设，次梁呈竖向布置在主梁上，主梁与次梁采用主次梁卡扣连接，主次梁卡扣一端为方口装进次梁，用其上布置的顶丝连接校紧，另一端为两个半圆环组成的圆环形装进主梁，使用螺丝固定两个半圆环来固定主梁。支撑杆为一组圆钢管，由内外不同直径的圆管套装组成，外套钢管设置有顶丝，可以将内套钢管顶紧，可通过不同的组合方式调整支撑杆的长度，支撑杆可以横向布置，也可斜向布置。支撑杆两端均设有由支撑杆卡扣、螺杆、旋调杆组成的可调固定器，可调固定器通过旋调杆与支撑杆套接，用旋调杆上的顶丝顶紧固定，旋调杆内旋螺杆，螺杆外端连接支撑杆卡扣，构成模板支撑装置。竹模板通过次梁一侧钢片的钢螺丝与模板支撑装置的次梁连接，用横向布置的支撑杆两端可调固定器上的支撑杆卡扣连接两侧主梁，通过两侧主梁将两侧竹模板撑起。地面锚固器由膨胀螺栓、固定盘组成。固定盘为焊接有圆环的圆形钢板，采用一组膨胀螺栓将固定盘锚固于地面混凝土表面，采用斜向布置的支撑杆两端可调固定器上的支撑杆卡扣分别连接固定盘上的圆环和主梁，斜向支护单侧竹模板。

3）模板形状控制调整装置。包括卡扣、外延钢管、限位环、旋转环、固定底座、穿杆转盘、手柄、方头螺杆、手柄锁定轴。外延钢管一端通过转轴连接卡扣，另一端为两侧还装有限位环的旋转环，旋转环连接有固定底座，固定底座设装有穿杆转盘的手柄锁定轴，穿杆转盘上设有穿装的方头螺杆，手柄锁定轴外端装有手柄，并用卡扣校紧螺栓锁定卡扣与主梁。当方头螺杆穿过竹模板连接两个主梁，转动方头螺杆即可调整两个对称主梁的相对位置，进而可以控制模板的间距及边墙混凝土的浇筑厚度；在模板的适当位置开设与螺杆同直径的圆孔，螺杆穿过圆孔连接两个主梁，既可以达到控制间距的目的，又起到拉结固定的作用。卡扣的设计使可调固定盘产生一定的自由变化，因此，转动方头螺杆时，螺母及可调固定盘带动主梁产生精准的位置变化，方便校准所有模板的形状尺寸，提升浇筑外观质量。当由于振捣等原因导致模板移位时，可以通过调节方头螺杆恢复支模规格。

3.2 成型

采用喷射砂浆预先成型，首先安装嵌缝闭孔泡沫板，然后使用喷射砂浆在闭孔泡沫板的两侧成型，成型后闭孔泡沫板和嵌缝沟槽位于砂浆体中间，大量成型养护好接缝处结构体后，再实施其他部位的整体性浇筑施工。养护混凝土，拆除楔形橡胶条后使用嵌缝材料做接缝处理，具体施工工艺如下。

1）将楔形胶条紧贴闭孔泡沫板安装在迎水侧。当喷射砂浆或者浇筑混凝土时，内嵌条起到内部支撑的作用，保持楔形橡胶条的外部形状不变形，以便形成楔形沟槽；当喷射砂浆或者混凝土硬化后，先向上抽出表面涂有润滑油的内嵌条，再整体向外拉出安装条，失去内部支撑的整个楔形橡胶条可以轻易从燕尾形槽口中取出。安装条内插入的光圆钢筋底端固定于地面，上端固定于模板之上，可以牢固地定位楔形橡胶条的位置；拆模时，钢筋不需拔出安装条，上端与底端同时向外拉出光圆钢筋即可整体把楔形橡胶条拉出，清理干净后可重复使用。

2）将另一侧安装规定尺寸的模板，模板使用穿过固定架的钢筋进行固定，模板对闭孔泡沫板、楔形胶条起到固定的作用。对胶条外露部分涂刷脱模剂后，使用砂浆喷涂机向露出闭孔泡沫板一侧喷射砂浆，达到要求的厚度。

3）待砂浆达到预定强度后，拆除另一侧的模板，将橡胶条表面涂刷脱模剂后，再向该侧喷射砂浆，养护砂浆达到预定强度。

4）将支好模板的接缝部位都按照同样办法喷射砂浆进行处理，养护好所有砂浆后，在模板中集中一次性浇筑混凝土，养护达到预定强度；拆模后，将楔形橡胶条取出，清洗干净后反复使用。

5）清理接缝部位后，将嵌缝止水材料施涂于接缝当中即完成接缝处理。

4 结语

结合上述新型施工工艺，配合适宜的脱模剂后，衬砌模板部件全部可以重复使用，在满足混凝土初期强度后轻松拆下支撑结构，留有少量的斜支撑结构即可，大部分支撑结构拆除后，可以整体吊装、移位、清理杂物、涂刷脱模养护涂层后立即重新大量使用。由于模板与支撑装置标准化，浇筑成型后混凝土外观质量较好，渠道整体性良好，浇筑体尺寸统一，接缝整齐严密，增强了美观程度。在混凝土衬砌伸缩缝的处理上，形成嵌缝沟槽规格统一，成槽工艺简单方便。可以使嵌缝板材在浇筑的过程中不发生偏离、移位，浇筑完毕后容易简单形成整齐的接缝沟槽，并且成缝材料可以方便、容易地从混凝土接缝沟槽中取出，可以重复使用，所形成的接缝整齐均一，外观美观。

通过后续在渠道工程建设过程中，对新装置和新型工艺的使用，验证了该工艺具有可靠性，施工方便、快捷，适用于多种复杂地形的施工，发挥了显著的经济效益和生态效益。