[12-11 16:59:52] 来源：http://www.tmgc8.com 水利水电 阅读：3612次
摘 要：大石桥水库除险加固工程输水隧洞竖井成功应用了滑模技术施工，本文介绍大石桥水库竖井滑模设计和施工。滑模施工设计强调滑模型式及面板选择，以及滑模组成结构。施工强调滑模滑升、滑模纠偏、滑模停滑处理和施工安全隐患及处理措施。竖井混凝土光洁平整，线条平直美观。
关键词：滑模，竖井，大石桥水库
1 工程概况及施工方案选择
大石桥水库位于陆良县大莫古镇菠漠村境内，兴建于1977年11月。工程项目建设包括“除险加固工程”和“新建输水隧洞工程”两个标段，批准工程建设总投资为1568.30万元。2009年5月22日开工，2010年2月10日竣工。坝址以上控制径流面积29.3km2，水库总库容685万m3，可供水库下游4个村委会、2万多名群众的人畜饮水和1.2万亩良田的灌溉用水。坝体为均质土坝，坝高30.0m，坝顶高程1982.00m，坝顶宽4.0m，坝顶长480m。新建输水隧洞竖井闸室底板高程1955.8m，启闭室底板高程1981.0m，设检修闸、工作闸各1道，竖井高25.2m，净断面5.8×3.0m，壁厚0.5m。由于竖井较高，施工难度大，且属抢险工程，采用常规立模分层浇筑施工进度慢，且混凝土质量难保证。采用滑模施工较立模分层浇筑方法优越，滑模施工经济实用、速度快、操作方便、结构简单、能及时抹面等优点，消除气泡、麻面及错台，砼表面光洁、平整。
2 滑模设计
2.1 滑模施工设计力学计算
2.1.1 滑模型式及面板选择
根据输水隧洞进口段竖井设计断面尺寸，将滑模设计成桁架式，利用一套滑模浇筑竖井，选用桁架组装式。为减轻重量、节约成本和提高功效，选用定型小块组合模拼装起来作面板，板厚3mm。
2.1.2 滑模施工设计
（1）设计思路
外层钢筋超前，然后边绑扎内层钢筋边滑升，在距桁架3m高处设计分料平台及钢筋绑扎操作平台，并对滑模滑升摩阻力和爬杆的抗压强度计算复核。
（2）滑模滑升摩阻力计算
计算公式见（1）式。
F＝fs＝kmps＝km(p1+p2)s （1）
式中：F为滑模滑升摩阻力；k为附加系数，取经验数值1.5；m为摩擦系数，金属模板取0.4；p1为砼作用于模板的水平侧压力，p1=p（h+0.05），取p为2.5t/m3；h为滑模浇筑高度，取0.4m一层，为3层，共1.2m；p2为砼入仓时作用于模板的水平荷载，取2kN/m3。S为模板面积，m2。
故F＝km(p1+p2)s＝18.9t。滑模及分料器自身重9.9t，浇筑时施工人员与各种器具对滑模的荷载约为2.5t，操作平台堆放5t钢筋，总荷载为36.3t。
（3）爬杆抗压强度复核
设计4根ф48×3.5钢管为爬杆，4个油压千斤顶出力为40t，其爬杆抗压强度为：δ＝F总/（A×4）＝185.2MPa＜[δ]=205Mpa，故强度满足要求。
2.2 滑模组成结构
2.2.1 模板系统
模板系统包括模板、围圈、辐射梁、提升架等。模板由组合钢模板（120cm×30cm）和特种模板组成。围圈用于固定模板承受传来的水平荷载和竖向荷载，并将其传递到辐射梁、提升架上，围圈采用角钢桁架式结构，断面尺寸为90×50cm。辐射梁混凝土的侧压力大部分通过围圈传递到辐射梁上，由4根对称布置的辐射梁支撑砼的侧压力。提升架由横梁和铺板组成，周围布置栏杆、供浇筑时使用。
2.2.2 操作平台系统
操作平台系统主要包括上部受力料平台、中间操作平台及下部抹面平台。受料平台有立柱、梁和铺板组成，周围布置栏杆供浇筑时下料，上面布置液压系统。操作平台由木板铺设在两侧围圈上，上面布置各种操作设备，是浇筑砼施工人员的操作场地。抹面平台主要供砼浇筑后抹面，找预埋钢板、拆预埋盒、砼养护及质量检查用，由吊杆、横梁、脚手板及护栏组成，上吊于围圈桁架上，宽72cm。
2.2.3 液压滑升系统
液压滑升系统是滑模上的动力装置，由支撑杆（爬杆）、液压千斤顶、液压控制台和油路等组成。爬杆是千斤顶上爬的轨道，采用ф48×3.5mm钢管组成，单根长3～6m，要求同一高程上接头不超过25％，且相邻支撑杆接头应错开，接头处用丝牙连接。液压千斤顶采用穿心式楔块千斤顶（QYD-60A），通过油压反复供油和停油来完成一次循环，从而带动模板上升。液压控制台和油路系统用于操作千斤顶的运转并供给千斤顶油压。液压控制台主要由电动机、油泵、换向阀、溢流阀、压力表、开关等组成。油路系统是连接控制台至千斤顶使油液通行的通路，主要由油管、管接头、分液器、针阀等器件组成。www.tmgc8.com
3 滑模施工技术
3.1 滑模滑升
3.1.1 初始滑升
首批入模的砼分层连续浇筑至60～70cm高后，当砼达到强度（0.2～0.3Mpa）时，即用手按新浇砼面，能留有1mm左右的痕迹，便开始试滑升。试滑升是为了观察砼的实际凝结情况，以及底部砼是否达到出模强度。因全部荷载已有爬杆承受，此时应特别注意爬杆有无弯曲，千斤顶、油管接头有无漏油现象，模板的倾斜度是否正常等。
滑模初次滑升要缓慢进行，滑升过程中对液压装置、模板结构以及有关设施的负载条件作全面的检查，发现问题及时处理，并严格按以下六个步骤进行：第一次浇筑3～5cm厚的水泥砂浆（新老砼面能较好的结合）；接着按分层厚度40cm浇筑2层，厚度达到85cm时，开始滑升5cm，检查脱模的混凝土凝固是否合适；第四层浇筑后滑升10cm，继续浇筑第五层又滑升15～20cm；第六层浇筑后滑升20～30cm，若无异常现象，便可进行正常滑升。
3.1.2 正常滑升
滑模经初始滑升并检查调整后，即可正常滑升。正常滑升时应控制速度为10～20cm/h，每次滑升5～10cm，控制日滑升高度为2.0～2.5m，滑升时，若脱模砼有流淌、坍塌或表面呈波纹状，说明砼脱模强度低，应放慢滑升速度；若脱模砼表面不湿润，手按有硬感或伴有砼表面被拉裂现象，则说明脱模强度高，宜加快滑升速度。模板在滑升过程中随时检查偏移情况，及时进行纠偏处理。滑模浇筑至接近上坝通道口时，应放慢滑升速度，准确找平混凝土，浇筑结束后，模板继续上滑，直至砼与模板完全脱开为止。
3.2 滑模纠偏
滑模发生偏移有两种原因造成：一是模板内混凝土的侧压力不均衡而使模板发生偏移；二是千斤顶不同步而造成模板产生倾斜，甚至发生扭转，如果不及时纠正，会随着倾斜模板的上升而发生偏移。为防止模板发生偏移，针对产生的原因不同采用不同的措施进行预防和纠偏，纠偏按渐变原则进行，一次纠偏不能过大，否则会造成局部变形过大，砼保护层不一致，模板及平台过分倾斜，爬杆弯曲变形，滑升阻力大。
3.2.1 测量控制
模板的初次滑升必须在设计的断面尺寸上，当模板组装好之后，要求精确的对中、整平。模板对中、调平后，在井口上方中心位置放置铅垂，垂线穿过滑模上预留的φ40mm中线孔，下放到模板下方。垂线在井口固定好，并在井口设置测量保护点。在滑升过程中，时刻观察模板与锤线的相对位置。利用水准管对千斤每上升50cm进行一次监测，随时掌握千斤顶高差情况，并及时调整。每滑升5m，测量检查体型一次。
3.2.2 改变下料方向与初次滑升模板固定
下料正常时应对称下料，当模板发生偏差时，有意改变下料方向，保证模板不继续偏离设计线。在整体滑升过程中，应避免下料不均匀而对模板产生不均衡侧压力，因此要求砼下料对称均匀，必须遵守入仓、平仓、振捣、滑升的顺序。
在初次滑升时，为了防止砼下料不均匀而对模板产生不均衡侧压力使模板发生偏移，因此在模板对中、调平、固定中垂线后，对模板上下口进行加固，上口周圈用φ40丝杆顶住模板进行固定。在模板的下口内侧焊挡块进行限位，周圈共设六个匀布在模板下口外侧，为保证钢筋保护层的厚度，周圈预放混凝土预制块（厚度5cm），固定在钢筋上，同时对模板进行限位。当准备滑升时，松开上口丝杆，即可进行进行滑升。每次下料厚度不超过40cm，下一层振捣一层，提升一次，并保证模板内有一定厚度的砼，且控制好混凝土的下料速度和滑模的滑升速度，一般控制模板中混凝土高度在90cm左右，即滑空高度不超过30cm。
3.2.3 爬杆限位
爬杆在外力作用下有可能产生侧向位移，为了防止此类现象发生，在施工中根据施工情况，利用井壁内锚筋焊接φ16钢筋，钢筋一端焊接φ50mm圆环套住爬杆，当模板上升到此位置时割除，模板继续上升，爬杆第一次安装时要错开接头布置。
3.2.4 对千斤顶不同步进行限位和纠偏
模板在滑升过程中发生偏移最主要原因就是由于千斤顶不同步而造成模板发生倾斜，即模板中心线与井壁的中心线不重合，为了防止此类现象的产生，第一，每个千斤顶在安装前必须进行调试，保证行程一致；第二，每个千斤顶在安装限位装置，即在井口的千斤顶上部30cm处安装限位器，安装限位器时用水准仪找平，保证模板在30cm行程中行程一致，从而使整个模板水平上升而不发生偏移。www.tmgc8.com
在滑升过程中，通过中垂线发现模板有少量偏移（一般在±1cm以内），利用千斤顶来纠偏，如发生向一侧偏移，关闭此侧的千斤顶，滑升另一侧，即可达到纠偏目的。在纠偏过程中，要缓慢进行，以免混凝土表面出现裂缝。
3.3 滑模停滑处理
滑模停滑包括正常停滑及特殊情况下的停滑。正常停滑指滑模滑升至预定桩号停滑，特殊情况下的停滑包括出现故障及其他意外因素引起的停滑。停滑后，在砼达到脱模强度时，将滑模全部脱离砼面，防止模体与混凝土粘在一起，并清理好模板上的砼、涂刷脱模剂。因特殊情况造成的停滑，混凝土面按施工缝进行处理。
3.4 滑模施工安全隐患及处理措施
施工中材料运输及人员上下安全存在隐患，采取在井口设置安全施工平台，在滑模上部设置封闭安全平台，在滑模底部抹面平台位置用安全网全部封闭的安全处理措施。
4 结 语
滑模施工技术是一项新型技术，在陆良县大石桥水库竖井混凝土施工中成功应用，是控制混凝土质量和进度的有力措施。一是强化模板工序质量，保障混凝土施工质量，确保可靠性、适用性要求。二是脱模后，混凝土一次成型，可有效地节约工时和劳动力。三是改善工艺，提高混凝土质量，混凝土表面平整光洁、线条平直美观。四是创造优越的作业条件，提高混凝土浇筑能力，施工进度快。
参考文献：
[1] 江正荣,朱国梁.简明施工计算手册[M].第三版.北京:中国建筑工业出版社,2003.
[2] 康世荣,陈东山.水利水电工程施工组织设计手册[M].北京:中国水利水电出版社,2003.
[3] 范美师,何向英.混凝土薄壁水池施工研究[J].中国农村水利水电,2008(1):99-101.
[4] 吴德平,范美师,杨育礼.莲花田水库输水隧洞竖井滑模施工技术[J].人民长江,2009(3):44-45.
作者简介：周国忠（1959.7—），男,工程师。主要从事水利水电工程勘察设计、施工工作。Email：zgz195707@163.com
