大木模板在火力发电厂土建砼结构中的应用

1. 概述

　　某发电厂2×330MW机组的主体工程由投资方为某集团有限责任公司（30%）和某电力有限责任公司（70%）来承担建设任务。某电力设计院为主要设计单位。某工程咨询公司对本工程进行全过程监理。某电力建设公司承担主体工程的建筑及#1机组安装任务。工程积极采用2000年燃煤示范电厂的设计思想，在总平面布置、主厂房布置、系统拟定、控制水平、管理模式、设备选型、土建结构、施工方案等各方面进行了多方案的优化。为在新的形式和机遇下，把某电力第一个自己主投资建设的项目建设成精品工程，主厂房上部框架结构、#1、2汽轮发电机基础被列为精品工程工艺示范点，通过总结、分析某发电厂二期扩建2×600MW机组工程中所用的钢模板、钢模板内衬4mm厚竹模板、钢模板内衬2mm厚PVC板的优缺点，确定直接采用18mm×1220mm×2440mm饰面型大木模板代替传统的组合钢模及其它类型模板来进行新的尝试。实践证明，主厂房上部框架结构和#1、2汽轮发电机基础几何尺寸的准确性、表面平整度、光洁度，质感大大得到改善，而且缩短了工期，取得了显著的经济效益，为火力发电厂土建砼结构模板的选用开辟了一条新路。

2. 模板的选择

2.1 通过对过去已建火电工程模板使用情况分析及对模板市场的调研，提出五种方案

　　方案一：传统组合钢模板；方案二：钢制定型大模板；方案三：组合钢模板内衬2mmPVC板；方案四：组合钢模板内衬4mm竹胶板；方案五：木框组拼式大木模板。

2.2 五种方案的优缺点

　　2.2.1 方案一：组合小钢模板，散拼散拆，曾在许多发电厂建设中被广泛使用，也是火电施工企业传统的施工方法。优点是企业自身拥有大量的钢模板，无需外购，工人熟悉操作流程，技术难度相对较小，运输方便；缺点是施工速度慢，现场散乱，不易管理，安全文明施工较差；上部框架结构埋件较多，埋件固定困难，往往埋件表面和砼面不平齐，砼表面拼缝痕迹过多，拼缝不严，容易漏浆，对已施工完的下部砼污染严重，观感不能达到工艺质量要求。

　　2.2.2 方案二：钢制定型大模板，整拼整装，这是目前高架桥工程常规作法。优点是刚度大，能保证砼几何尺寸，砼表面平整度好，观感好；缺点是一次投入资金过高，自重大，必须由起重机械辅助施工，施工费用过高。

　　2.2.3 方案三：组合钢模板内衬2mmPVC板，即将小型钢模板在地面根据梁柱截面尺寸先进行不同组合，然后在组合完的钢模板上利用连接剂粘贴固定2mm厚PVC板，最后再拼装成型，曾应用于某发电厂二期扩建2×600MW机组工程#2机主厂房上部框架结构中。优点是模板自重较轻，砼表面光洁度好，不损坏钢模板；缺点是PVC板热胀冷缩，冬季施工和夏季施工时，粘贴不易牢固、易起鼓、极易脆断，易造成砼表面不平整；且PVC板接头不易处理，再次拼装时模板缝易漏浆。

　　2.2.4 方案四：组合钢模板内衬4mm竹胶板，即先将小型钢模板根据梁板尺寸进行支模铺设，铺设完后，将4mm竹胶板按梁板尺寸裁割再铺设固定在钢模板上。曾应用于某发电厂二期扩建2×600MW机组工程#1机主厂房上部框架结构中。优点是小钢模在脚手架上组合，无重量限制，组合施工方便，受天气影响较少；砼几何尺寸能够保证，表面拼缝少，观感质量较好；缺点是表面平整度差。

　　2.2.5 方案五：木框组拼式大木模板，即将18mm×1220mm×2440mm大木模板按构件设计尺寸和建筑模数裁割，并在四周加50mm×100mm木框，然后拼装成型。优点是模板自重轻，施工方便，周转次数较多，摊销成本降低。砼几何尺寸准确，表面拼缝少，观感质量好；性能比前四种方案有很大改进。

2.3 结论

　　方案一：不易保证砼观感质量，要达到观感要求，需重新粉刷，目前小钢模随着周转次数的增加，本身表面平整度，胁边平直度较差。

　　方案二：虽然能保证砼质量，但一次投入资金过多，除砼结构类同外，周转使用的机会不多，且组装尚需机械配合，不易在火电厂施工中使用。

　　方案三：组合钢模板内衬2mmPVC板，热胀冷缩，砼表面平整度较差，粘贴、固定PVC板受气温影响大。

　　方案四：组合钢模板内衬4mm竹胶板，需用自攻螺丝连接，为保证竹胶板不起鼓，自攻螺丝较密，钢模损坏严重。

　　方案五：木框组拼式大木模板，由于有框的保护，增强了刚度，不易破损变形，周次数增加，从而降低了摊销费用，增加边框后，柱四周处理灵活，有利保证柱子垂直度，便于支模；由于模板轻，无需机械辅助施工，木模板导热系数为0.14～0.16，远小于钢模，有利冬季施工保温，木模板表面涂地板蜡，耐水性较好，易脱模，木模板表面平整光滑，厚度均匀，能满足砼的平整度，光洁度、观感质量好。

　　通过分析比较，确定选用方案五，即采用木框组拼式大木模板作为主厂房上部框架结构及#1、2汽轮发电机基础施工模板。

3. 模板的设计

3.1 木模板的选择

　　场上大型木模板类型大致有两种：饰面型和素面型。饰面型表面平整光洁、厚度均匀，浇筑完砼质量观感好；素面型外观质量差、浇筑完砼质量观感差。

　　经比较选用饰面型18mm×1220mm×2440mm木模板。

3.2 木模板的材质参数

　　木模板采用数层大片木材，一般为九层，采用耐水高强度合成树脂在高温高压下制成基板，经定厚砂光二面覆以数张浸渍树脂二次热压后制成，厚×宽×长为18mm×1220mm×2440mm；静曲强度纵向≥51Mpa，横向≥52 Mpa；弹性模量纵向≥6500Mpa，横向≥6600 Mpa，吸水后厚度膨胀率为8%左右；密度为0.7g/cm3。

3.3 模板的加工、制作

　　使用50×100mm木方制作模板边框，根据构件尺寸裁割木模板组合做成定型大模板，要求木方两面刨光，厚度差≤2mm，木方加强档的中心间距视所拼模板大小为250～400mm，一般为300mm，模板组合时，板缝夹海绵胶条，缝隙宽度小于1mm，相邻板平整度小于0.2mm（手摸无不平感），如模板薄厚不同可在背面垫木片找平；为保证砼外观美观，钉子帽均沉入模板1mm以上，然后刮腻子刷清漆用砂纸打磨平。

4. 模板安装

　　拼装前，模板表面刮两遍地板蜡作脱模剂，以增加砼表面光洁度，严禁用废机油代替脱模剂，模板在构件处拼装时，接缝处夹垫海绵胶条并挤压紧密。以防止漏浆，消除砼表面的拼缝痕迹。为保证砼表面工艺质量，钢板预埋件制作只能用切板机切割，角铁埋件用无齿锯切割，埋件周边的毛刺用砂轮机打磨。埋件安装前在埋件上用台钻打好眼：平板埋件四角各一个，不小于1.5m角铁埋件打三个，小于1.5m角铁埋件打两个。预埋件安装时采用M8螺栓固定在大模板上，拧紧埋件时螺母下必须使用20mm×20mm铁垫片或竹垫片，防止螺母被拧进木模板，保证埋件和模板结合严密，拆模后埋件表面和砼面平齐。

　　模板加固的方案为：构件均采用对拉螺栓和ф48脚手管围檩加固，对拉螺栓均做成通长，不再设圆木块，拆模后把螺栓头从砼根部割掉，用手砂轮磨平，然后刷与模板颜色相同的油漆。柱子整片模板组装好后在模板上下接茬处加补纵向短木楞。梁底模采用螺旋微调支撑，在微调上沿梁横向铺设100×100木方，间距为300mm～500mm，梁侧模夹住梁底模，并使侧模木肋与梁底木方子钉在一起。

　　板墙侧模采用脚手管支撑，立管间距300mm，模板加劲木肋采用纵向放置，外设两道脚手管（一道立管，一道横管）和对拉螺栓加固，螺栓间距500mm，设双螺母，为保证模板拼缝严密不漏浆，模板拼装时接缝处夹垫海绵胶条并挤压紧密。

5. 质量验收

5.1 对进场木模板按《九层板模板》（JG/T3026-95）标准逐批验收。

5.2 模板制作安装标准见表1

表1

5.3 拆模后砼结构标准见表2

表2

注：表1、2摘自《火电施工质量标准及评定标准》（第一篇土建工程篇1994）

5.4使用效果

　　某发电厂主厂房上部框架结构和#1、2汽轮发电机基础，从2000年5月初开挖，到2000年12月底主厂房框架接顶和#1、2汽轮发电机基础交安，工程工期和质量均达到同行业最高水平，构件几何尺寸的准确性、表面平整度、光洁度，质感大大得到改善，经监理、甲方及省局质量监督部门验收，全部模板制作安装、砼内在质量及工艺观感均符合质量验收评定标准要求，达到优良标准。

6．经济效益分析

　　方案一：购买一平方米标准组合钢模（包括连接件等），所需费用160元，根据钢模定额，可周转使用50次，但实际使用20次以上必须修理，平均按35次周转计算，每次使用摊销费4.6元/m2，由于周转次数增多后，砼表面不平整，通常需重新粉刷水泥砂浆层以弥补，水泥砂浆层定额直接费≥7.5元/m2

　　方案二：每平方米造价需625 元（考虑了机械费），火电厂工程中很难有同类工程，暂考虑能使用10次，成本为62.5元/m2

　　方案三：每平方米造价需191元（钢模160元/m2，2mmPVC板28元/m2粘贴胶3元/m2，），实际周转3次后就要更换PVC板，成本约为14.9元/m2

　　方案四：钢模160元/m2，使用摊销费5.3元/m2（钢模打眼，损坏严重，实际使用10次以上），4mm竹模板48元/m2及螺丝3元/m2，实际周转5次后就要更换竹胶板，使用摊销费10.2元/m2，成本为15.5元/m2

　　方案五：饰面型木模板每平方米市场价约66元，铁钉和螺丝3元/m2，方木10元/m2，造价需79元/m2，实际能周转5次，成本为15.8元/m2

经济效益对比分析见表3

表3

7. 结束语

　　通过总结有以下几点非常值得借鉴：

　　1、浇筑砼前，柱和梁内不得有积水，否则梁柱底部根部砼表面的水泥浆就会被水冲刷走，造成砼表面出现砂面；

　　2、浇筑完砼后，砼表面的泌水必须及时用海面吸干净，否则水会顺着梁柱表面下流，顶部砼表面的水泥浆就会被水带走，造成砼表面砂面；

　　3、浇筑完砼后，必须24小时后才能浇水养护，否则刚初凝的砼表面水泥浆会被冲刷走而出现大面积砂面；

　　4、构件模板现场拼装时，所有接缝必须使用海面条或双层海面条，否则会出现漏浆而造成麻面；

　　5、木模板的50mm×100mm加劲木楞间距最好不要超过300mm，否则木模板自身刚度不够，会造成浇筑完砼表面平整度极差，有光洁度而无平整度；

　　6、木模板接缝处必须附加加劲木楞，而且必须设置一道钢抱卡，钢抱卡距离接缝最大不能超过100mm，否则易胀模而出现漏浆。

　　实践证明，木框组拼式大木模板，具有较强的刚性、耐久性和灵活性，自重轻、周转次数较多，适应多种工程的砼浇筑。使用木框组拼式大木模板，砼结构拆模后，其形状、几何尺寸、表面平整度、光洁度是其它种类模板无法达到的。

　　饰面型木模板的原材料资源丰富，造价低廉，是一种具有良好推广前景的模板材料。