承台施工方案.docx
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承台施工方案
承台施工作业指导书
第一章编制依据及目的
1.1编制依据
(1)施工图纸;
(2)现场地质状况,地质报告;
(3)《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160号);
(4)《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》(TZ213-2005);
(5)《铁路桥涵施工规范》(TB10203-2002);
(6)《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》(铁建设[2005]160号);
(7)《铁路混凝土工程施工技术指南》(TZ210-2005);
(8)JL1标总监质量控制强制性措施(ZZZ-7号)。
1.2编制目的
明确武汉站配套工程跨线车联络线特大桥承台施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准,指导、规范现场承台施工。
第二章工程概况
2.1工程简述
跨线车联络线特大桥中心里程LDK1+365.27,孔跨布置:
(3-32+1-24+8-32)m简支梁+(32+48+32)m连续梁+(6-32+1-24+7-32)m简支梁+(40+68+40)连续梁+(15-32+2-24+17-32)m简支梁+3-32m连续梁,全长2304m,均采用钻孔灌注桩基础,其中桥墩承台共有三个型号,几何尺寸分别为:
530×690×200㎝、540×750×200㎝、560×590×200,桥台承台结构尺寸1260×570×200㎝,混凝土标号C30,浇筑数量最小66.1m3,最大143.64m3。
承台内结构配筋为单层双向网片,另有综合接地专用钢筋通向墩台身。
承台顶覆土深度100~200㎝,基坑开挖深度300~400㎝。
2.2施工场地情况
跨线车联络线特大桥位处地势都比较平坦,有不通程度的穿越鱼塘、水塘情况。
位于鱼塘、水塘地段,水深2-4m,塘底淤泥层厚度1.5-2.5m。
水塘、渔塘地段承台施工时,打设钢板桩作基坑开挖支护。
旱地基坑开挖采用1:
0.5放坡开挖,开挖后方木加斜撑支护。
第三章施工工艺流程及施工方法
3.1施工工艺流程
3.2承台基坑开挖
3.2.1基坑开挖及支护
本工程承台基坑开挖深度为3m~6.0m,基坑采用明挖施工。
先采用全站仪对承台的基坑的边线进行粗放线,测量出基坑中心线、方向和高程。
鱼塘水塘地段承台基础开挖采用钢板桩支护,挖掘机开挖土方的方式进行基坑开挖。
旱地基坑放坡开挖。
3.2.1.1旱地基坑开挖
基坑土方开挖采用机械开挖,人工辅助的施工方法。
1)测量放线。
按照设计要求开工前将基坑开挖边线及底标高进行测量控制,并测设控制桩及水准点。
2)基坑开挖。
根据测设边线,组织挖土机进行开挖。
由于开挖深度不大,根据地质情况,采用放坡开挖的方法,采用1:
0.5的坡度。
挖土机开挖至距基底标高20cm处,在做垫层之前,用人工挖除,防止超挖,同时防止基槽开挖后,暴露时间过长。
同时并在基础边线外开挖排水沟及集水井,用水泵抽排地下水,防止基坑积水,影响基底承载力。
3)基坑开挖至设计标高后,及时浇筑砼垫层,避免基底长时间暴晒或遭受雨水浸泡。
基坑边设置挡水坝,防止地表水和雨水流入基坑。
基坑开挖示意图详见下图:
图表1基础开挖示意图
3.2.1.2鱼塘水塘地段基坑开挖
对于开挖高度较深的鱼塘水塘地段承台,开挖基坑前,应用机械平整场地,在承台尺寸范围内,采用挖掘机除去表层1.0-1.5m表层土,然后在基坑四壁密排打入20b型槽钢钢板桩支护,桩底标高控制在承台底标高下1.5m位置;钢板桩内部用H型钢水平支撑牢固,间距1.5m;视基坑深度不同,水平撑设1道或2道,第1道在钢板桩顶部以下60cm处,第2道在承台顶面以上60cm处。
钢板桩内部尺寸为承台几何尺寸每边增加120cm。
图表2承台开挖坑壁支护示意图
做好钢板桩制支护后的基坑开挖参照旱地基坑开挖工艺进行施工。
3.2.1.2介于旱地与鱼塘水塘地段的基坑开挖
对于地质较松软无淤泥流动的承台基坑开挖,则结合旱地基坑开挖方法,修正放坡坡度为1:
1,在基坑底排水沟外密排打设高度1米(基底以上)的φ10cm圆木桩,木桩内(靠边坡侧)顺坡往上堆码沙袋至边坡稳定层。
3.2.2基坑排水、降水
对本工程明挖基坑,采取排水沟与汇水井相结合的方法进行排水,在基坑的角落设置一个50*50*50cm的汇水井、基坑四周设置排水沟,确保基坑在施工过程中不浸水。
3.3桩头处理
在桩基混凝土强度达到设计强度的70%以上时,方可进行桩基检测(桩基检测在桩头处理后进行)。
破桩头前,在桩体侧面用红油漆标注高程线,以防桩头被多凿,造成桩顶伸入承台内高度不够。
破除桩头时应用采用空压机结合人工凿除,上部采用空压机凿除,下部留有10~20cm由人工进行凿除。
凿除过程中保证不扰动设计桩顶以下的桩身砼。
严禁用挖掘机或铲车将桩头强行拉断,以免破坏主筋。
桩头凿除完毕后,将伸入承台的桩身钢筋清理整修成设计形状,复测桩顶高程。
桩头凿完后自检合格后报与监理验收,并经小应变无损检测合格后方可浇筑砼垫层。
图表3桩头处理示意图
3.4垫层混凝土浇筑
垫层底标高自检合格后,报监理进行基础标高复核。
再浇筑10cm厚C20混凝土垫层(仅在基坑遭水浸泡,基底松软时采用)并严格控制好垫层面标高。
若不能及时浇筑砼垫层,应用塑料薄膜或彩条布覆盖,防止原状土雨水浸泡或扰动。
其余基底采用铺设砂砾石或级配碎石10cm作为垫层。
基础浇筑前的基坑不得泡水,如发生基坑泡水现象,及时进行排水处理并满足设计要求。
图表4基底高程的允许偏差和检验方法
序号
项目
允许偏差(mm)
检验方法
1
垫层顶面高程
±20mm
测量检查
备注:
①对每个基坑检查不小于5处;②垫层表面平整度允许偏差为8mm,采用2m靠尺、塞尺测量不少于3处。
3.5承台钢筋工程
3.5.1钢筋加工
承台钢筋采用加工场集中加工,进场钢筋经验收及复试合格后方可加工。
(1)钢筋加工工艺流程
钢筋调直→钢筋断料→钢筋弯曲成型→挂牌堆放
(2)加工要点
钢筋班组根据工长提供的配筋单加工,特殊部位钢筋由现场技术人员依据设计图纸将钢筋按部位放大样,抄写钢筋料牌,并经检查无误后由作业班组进行下料加工,钢筋加工现场建立严格的钢筋加工生产安全管理制度,依据实际施工进度提前加工。
钢筋原材和成型钢筋进行挂牌标识和分类堆放。
钢筋工长对钢筋加工进行技术交底,在工作过程中进行指导抽查,成品在完成钢筋加工的检验后方可进行绑扎施工。
钢筋如有锈蚀采用钢丝刷或调直过程中除锈。
带有颗粒状或片状老锈的钢筋不得使用。
钢筋调直时,其调直冷拉率Ⅰ级钢不大于4%,钢筋拉直后应平直,且无局部曲折。
在加工弯折时不得出现裂纹,钢筋不得反复弯曲。
钢筋切断时避免用短尺量长料,防止在量料中产生累计误差,为此在工作台上标出尺寸刻度,并设置控制断料尺寸用的挡板。
在切断过程中,如有发现钢筋有劈裂、缩头或严重的弯头等必须切除。
如发现钢筋硬度与该钢种有较大的出入,及时向工长反映,立即采取处理措施,钢筋的断口不得有马蹄形或起弯等现象。
3.5.2钢筋连接
承台钢筋连接方式采用普通搭接焊接或绑扎搭接连接。
(1)搭接焊接
①钢筋搭接连接时,单面焊接≥10d;双面焊接≥5d。
②搭接焊接接头的焊缝厚度不小于主筋直径的0.3倍(≥4mm),焊缝宽度不小于主筋直径的0.7倍(≥8mm)。
③搭接焊时,钢筋应预弯,使两条钢筋的轴线在同一条线上。
(2)钢筋绑扎搭接
承台钢筋直径小于16mm及部分特殊部位钢筋采用绑扎搭接。
I级钢筋绑扎搭接长度≥30d(受压区20d),II级钢筋绑扎搭接长度≥35d(受压区25d)。
(3)钢筋绑扎施工
1)工艺流程
在垫层上画底层钢筋位置→绑扎板底钢筋→摆放垫块→绑扎承台钢筋→焊接综合接地预埋件→验收。
2)施工要点
①钢筋绑扎在垫层砼达到设计强度的75%后进行。
在垫层面上弹出钢筋的外围轮廓线,并用油漆标出每根钢筋的平面位置。
承台钢筋集中加工,现场进行绑扎,底层承台钢筋网片与桩身钢筋焊接牢固;搭设钢管架绑扎、定好承台上层钢筋和预埋于承台内的墩身钢筋;按线摆放钢筋,要求横平竖直。
②钢筋保护层的设置,采用混凝土垫块,其抗腐蚀能力和抗压强度高于承台混凝土。
垫块按照钢筋直径制成十字型凹槽状,绑扎在钢筋十字交叉处以保证垫块绑扎后不会转动,保护层垫块的设置要求呈梅花形布置,侧面和底面至少为4个/m2。
承台底层钢筋净保护层厚度为100mm。
③桩顶锚入承台内的钢筋长度为主筋直径的45倍+150mm。
在承台钢筋绑扎时,同时作好预埋件以及综合接地等钢筋的焊接工作。
图表5钢筋安装及钢筋保护层厚度允许偏差和检验方法
序号
项目
允许偏差(mm)
验收方法
1
受力钢筋排距
±5
尺量,两段、中间各1处
2
同一排中受力钢筋间距
±10
3
分布钢筋间距
±20
尺量,连续3处
4
箍筋间距
绑扎骨架
±20
焊接骨架
±10
5
弯起点位置(加工偏差±20mm包含在内)
30
尺量
6
钢筋保护层厚度
+10,-5
尺量,两段、中间各2处
(4)承台综合接地钢筋预埋
桥梁的桩基础,在每根桩中有一根接地钢筋,桩中的接地钢筋在承台中环接,环接采用焊接方式连接,承台内的专用连接钢筋中心到结构表面的距离不小于10cm,钢筋间十字交叉时采用16mm的“L”形钢筋进行焊接连接,桥墩中有两根专用接地钢筋一端与承台中的环接钢筋相连另一端与墩帽处的接地端子相连,专用接地钢筋与承台底层钢筋单面焊接长度不小于20cm,双面焊接长度不小于11cm。
具体做法见武广客施图接(桥)-01-06,桥梁综合接地设计通用图。
(5)承台与墩身间连接钢筋预埋
承台混凝土浇筑完成后,要按规范要求预埋墩台连接钢筋,连接钢筋采用φ16钢筋,钢筋间距不大于32㎝(20d),插入混凝土和伸出混凝土外的长度不少于48㎝(30d),连接钢筋必须确保位置准确。
3.6承台模板工程
模板采用大块组合钢模板。
安装前先用墨线弹出承台外轮廓线,然后用吊机吊装。
为加强模板的刚度减少变形,在模板四周用槽钢组成圈梁进行加固。
模板安装时,采用绷线法调直,吊垂球法控制其垂直度。
在模板内侧设置Ф16的圆钢拉筋,横向间距1.2m,纵向间距0.6m。
模板安装稳固,接缝严密,板缝之间采用胶条填塞。
模板内侧清理干净并涂刷脱模剂。
浇筑混凝土前,模板内的积水和杂物应清理干净。
3.6.1模板工程质量保证措施
(1)加强管理人员、班组长、操作工人精品意识。
(2)认真进行模板配制优化,杜绝随意割锯的情况。
(3)模板安装完成后,加强质量检查,检查内容包括:
模板面平整度、竖向模板垂直度、拼缝情况、钢筋保护层厚度是否符合规范要求等。
图表6模板安装允许偏差和检验方法
序号
项目
允许偏差(mm)
验收方法
1
轴线位置
15
尺量每边不少于2处
2
表面平整度
5
2m靠尺和塞尺不少于3处
3
高程
±20
测量
4
模板的侧向弯曲
h/1000
拉线尺量
5
两模板内侧宽度
+10,-5
尺量不少于3处
6
相邻两板表面高低差
2
尺量
说明:
h为高度。
3.7混凝土工程
混凝土采用搅拌站集中搅拌,罐车运输,混凝土入模方法视场地条件或基坑周边地质稳定性,设溜槽直接倾放或混凝土汽车输送泵泵送混凝土施工,插入式振捣器振捣。
混凝土运输车辆的选配以满足一个承台在四个小时内完成混凝土浇筑计算,配备四台罐车,可以满足要求。
3.7.1承台混凝土出罐温度计算
由拌合站计算并采取措施,保证混凝土搅拌出罐温度不高于27℃,并采取措施控制混凝土拌合物在运输过程中的升温不大于3℃,从而确保混凝土入模温度控制在30℃以内。
在此不进行详述。
3.7.2承台大体积混凝土温度计算
承台采用C30混凝土,经项目中心检测试验室进行的C30混凝土的配合比设计,当前桥梁承台和墩台身的砼设计强度为C30,采用泵送施工,其理论配合比如下
水泥:
粉煤灰:
砂子:
石子:
水:
外加剂=229:
94:
776:
1163:
155:
3.23
(1)最大绝热温升
Th=(mc+K*F)*Q/c*ρ
=(229+0.30*94)*375/(0.97*2400)
=41.43℃
式中:
Th——混凝土最大绝热温升(℃);
mc——混凝土中水泥用量(245kg/m3);
F——混凝土活性掺合料用量(94kg/m3);
K——掺合料折减系数。
粉煤灰取0.25~0.30;
Q——水泥28天水化热(375kJ/kg);
c——混凝土比热、取0.97[kJ/(kg.K)]
ρ——混凝土密度、取2400(kg/m3)。
(2)混凝土中心计算温度
T1(t)=Tj+Th*ξ(t)
=30+41.43*0.68
=58.17℃
式中:
T1(t)——t龄期混凝土中心计算温度(℃);
Tj——混凝土浇筑温度(混凝土入模温度取30℃);
ξ(t)——t龄期降温系数(按3天龄期取0.68)。
(3)混凝土表层(表面下50~100mm处)温度
1)保温材料厚度
δ=0.5h*λx*(T2-Tq)*Kb/[λ*(Tmax-T2)]
=0.5*2*0.035*20*2.0/[2.33*25]
=0.024m
式中:
δ——保温材料厚度(m);
λx——所选保温材料导热系数[0.035W/(m*K)];
T2——混凝土表面温度(℃);
Tq——施工期大气平均温度(℃);
λ——混凝土导热系数,取2.33W/(m.K);
Tmax——计算得混凝土最高温度(℃);
计算时取T2-Tq=15~20℃
Tmax-T2=20~25℃
Kb——传热系数修正值,取1.3~2.0。
2)混凝土表面模板及保温层的传热系数
β=1/[∑δi/λi+1/βq]
=1/[0.024/0.035+1/23]
=1.37W/(m2.K)
式中:
β——混凝土表面模板及保温层等的传热系数[W/(m2.K)];
δi——各保温材料厚度(取0.024m);
λi——各保温材料导热系数[取0.035W/(m.K)];
βq——空气层的传热系数,取23[W/(m2.K)]。
3)混凝土虚厚度
h’=k*λ/β
=(2/3)*2.33/1.37
=1.134m
式中:
h’——混凝土虚厚度(m);
k——折减系数,取2/3;
λ——混凝土导热系数,取2.33W/(m.K)。
4)混凝土计算厚度
H=h+2h’
=2+2*1.134
=4.268m
式中:
H——混凝土计算厚度(m);
h——混凝土实际厚度(m)。
5)混凝土表层温度
T2(t)=Tq+4*h’(H-h’)[T1(t)-Tq]/H2
=30+4*1.134*(4.268-1.134)*[58.17-30]/4.2682
=51.984℃
式中:
T2(t)——混凝土表面温度(℃);
Tq——施工期大气平均温度(取夏季温度30℃);
h’——混凝土虚厚度(取1.575m);
H——混凝土计算厚度(取6.15m);
T1(t)——混凝土中心温度(取58.17℃)。
经上述计算,承台混凝土温度与混凝土表面温度之差为58.17℃-51.984℃=6.186℃<20℃,能够满足规范对承台混凝土在养护期间内部温度与混凝土表面温度之差在20℃的要求,不需要在承台内部采取预埋循环冷却水管的措施进行内部降温。
但因为外界的不确定因素的影响,仍需加强混凝土的养护工作,以避免出现大体积混凝土温度裂纹。
3.7.3混凝土浇筑
浇筑大体积混凝土应在一天中气温较低时进行。
混凝土的浇筑温度(振捣后50~100mm深处的温度)不宜高于30℃。
1)积极和混凝土拌和站协调,优化混凝土配合比设计,通过计算确定混凝土内部温度不超过65℃,对原材料进行有效降温,采取妥善措施降低混凝土出机温度。
2)积极调查施工现场及周围道路情况,同时主动与搅拌站协调,共同确定好合理的运输路线,并确定1~2条备用运输线路,施工现场做好施工便道建设,确保混凝土运输车辆能顺利通行,减少混凝土运输时间。
混凝土运输车辆覆盖棉被、麻袋等物品,以减少运输过程中混凝土坍落度损失和温度增加。
3)做好模板、钢筋等工序的验收工作,混凝土浇筑前对钢筋、模板进行淋水降温。
4)准备好现场混凝土检测的设备、人员,混凝土到场后立即进行检测,确保混凝土到现场后经必要检测合格后即可进行浇筑,减少混凝土在现场的停留时间。
安排好现场混凝土施工人员,安排好钢筋、木工、电工等其它工种人员配合,确保混凝土到场后立即投入工作。
准备好现场混凝土施工机械、设备,并确保正常运行,以确保浇筑一气呵成,顺利完成。
5)必要时,浇筑场地搭设遮阳棚,避免阳光直射钢筋与模板,保证砼入模时模板和钢筋的温度不超过30℃;气温较高时采用冷却水喷洒模板外侧,模板内侧采用喷雾(在浇筑时不能有附着水),控制模板温度不超过30℃。
6)夏季高温达到30℃以上时,浇筑混凝土应在室外气温较低时进行,(每日20:
00~次日8:
00)避开高温时段,以保证混凝土的入模温度小于30℃。
7)承台以及墩台身均采用全断面分层浇筑的施工方法,层厚控制在0.3~0.4m,连续浇筑(见附图1),分层间隔浇筑时间不超过试验所确定的混凝土初凝时间,以防出现施工缝。
混凝土振捣采用插入式振捣棒,振捣深度宜插入下层5cm,并保证下层在初凝前再进行一次振捣,使混凝土具有良好的密实度。
利用分层浇筑的层面进行散热,降低砼内部温度,确保大体积混凝土施工质量。
8)搅拌运输车在卸料之前应高速旋转30s以上,使卸料时混凝土均匀一致,避免发生分层、离析。
3.7.4混凝土养护
混凝土浇筑后初期阶段的养护非常重要,混凝土浇筑完成后及时抹压、修整。
抹面过程中用喷雾器喷水防止表面裂纹和大体积混凝土温度裂缝,浇筑完成后立即覆盖保湿。
混凝土初凝后,立即进行养护。
对有代表性的混凝土结构在浇筑混凝土中设置测温导线、探头,在浇筑后进行温度监控,随时掌握混凝土内部、外部温度变化动态,指导混凝土的养护,保证混凝土表面和内部温差不大于20℃。
(1)混凝土带模养护期间,采取带模包裹、浇水、喷淋洒水等措施进行保湿养护,保证模板接缝处不致失水干燥。
为了保证顺利拆模,可在混凝土浇筑24~48h后略微松开模板,并浇水养护至拆模,保湿天数不少于7d。
(2)混凝土去除表面覆盖物或拆模后,重点加强混凝土的湿度和温度控制,尽量减少表面混凝土的暴露时间,为了降低砼的内外温差,采用表面保温的方法降低砼内外温差,在混凝土表面处于潮湿状态时及时对混凝土暴露面进行紧密覆盖,采用蓬布、塑料布覆盖,防止表面水分蒸发。
包覆期间,包覆物应完好无损,彼此搭接完整。
应尽量延长混凝土的包覆保湿养护时间,混凝土养护时间应不少于28d。
3.7.5承台大体积混凝土温测措施
本工程承台砼厚度2000mm,砼硬化所释放的水化热会产生较高的温度,因砼在较大截面范围内硬化速度和散热条件的差异,内部会产生一定的温差,可能导致底板砼产生温度裂缝。
对浇筑后的混凝土进行温度监控,随时掌握混凝土内部温度变化动态,以此指导混凝土的养护工作,保证混凝土内表温差控制在允许范围内。
在对不同形式的承台,每种形式至少选择2座承台进行温测,但不少于总数的3%(选取最先浇筑的承台作温测试验)。
(1)布点方案
在承台平面位置选择具有代表性的部位布设三个测温点,每个测温点分别沿混凝土的厚度方向设置3个探测片,平面布置3个探测点。
(见附图2)
底板砼测温点导线探头在截面高度上的分布原则:
高度设置顶部点距砼表面下50mm,底部点距砼底面上50mm,中间点设置在承台中部。
(1)大体积混凝土选择有代表性的结构,采用电子测温仪,配合测温导线,测温探头使用。
预埋时用钢筋做支承载体,先将测温线绑在钢筋上,在浇筑前,将绑好的测温线植入大体积混凝土中。
将温度的传感器采用胶布固定于钢筋的各个不同部位。
混凝土浇筑开始安排专人进行监测,浇筑后1-3d为每4h一次,4-7d为8h一次,其后为每12h一次,测温延续时间自混凝土浇筑始至撤出保温层为止,同时不应少于7d。
现场测温时要作详细的记录,并整理绘
制温度曲线图,温度变化情况及时反馈分析,以调整温控措施。
(2)测温方法
承台混凝土测温采用JDC-Ⅱ型便携式建筑电子测温仪,配合测温导线、测温探头使用。
预埋时可用钢筋做支承载体,先将测温线绑在钢筋上,测温线的温度传感器处于测温点位置并不得与底板及支撑钢筋直接接触,在浇筑砼时,将绑好测温线的钢筋植入砼中,插头留在外面并用塑料袋罩好,避免潮湿,保持清洁。
留在外面的导线长度应大于20cm。
测温时,按下主机电源开关,将各测温点插头依次插入主机插座中,主机屏幕上即可显示相应测温点的温度。
(3)布点及监测
①布点在砼浇筑前夕进行。
当拟施工段钢筋绑扎完成,进行钢筋验收时,可开始进行布点施工。
按布点方案确定的布点平面位置进行布点,用φ14钢筋,其长度为浇筑层厚度加20cm,将温度传感器采用胶布固定于钢筋上的各不同位置处,然后小心将每根钢筋与底板钢筋网绑扎牢,布点结束后,检查测温导线是否完好,如有损坏应更换。
承台大体积混凝土测温记录表
测点
时间
1d
2d
3d
4d
5d
6d
7d
1-A
1-B
1-C
平均
砼表面温度
大气温度
日期:
年月日
②砼浇筑开始,安排专人即开始进行监测。
测温时间间隔,砼浇筑后1~3d为每4h一次,4~7d为每8h一次,其后为每12h一次。
测温延续时间自砼浇筑始至撤出保温层后为止,同时不应少于7d。
现场测温时要作详细记录,并整理绘制温度曲线图,温度变化情况应及时反馈。
图表7承台大体积混凝土测温记录表
图表8承台大体积砼测温曲线图
(4)注意事项
砼浇筑时,应提醒操作人员避开温度传感器位置,在砼振捣时,应距离传感器50cm以上,防止损坏传感器,对导线也要加以保护,防止拉断。
3.7.6基坑回填
当承台砼养护强度达到设计强度的50%时,即可开始基坑回填,回填采用分层夯填的施工方法,夯实机具主要采用手扶式小型振动机械,每层填筑厚度按10cm控制。
桥墩处填料为原状土。
桥台台后及两侧用贫砼回填,台前用原状土回填。
填前需对坑底清理干净,使其无积水和杂物,先回填至与承台顶面平齐。
并预留排水坡度,防止积水。
3.8质量要求
1)基底高程误差及检验方法:
±50㎜测量检查
2)模板允许误差及检验方法:
相邻两板高差:
2mm尺量