滑模综合项目施工新工法.doc

液压滑模施工工法
中华人民共和国安能建设总公司
王舜立 张轩庄 岳耕
1．前言
滑模施工技术是建筑施工中比较特殊一门施工技术，由于在施工过程中有一定技术难度，对混凝土持续性施工规定较高。滑模施工具备机械化限度高，多工种协同工作和强制性持续作业特点，任何一环脱节都会影响全盘，因而，周密地做好施工准备和控制工作是搞好滑模施工核心。
三湾水利枢纽工程位于丹东市振安区境内爱河干流九连城庙岭村，是爱河水能开发最末一级，距鸭绿江入口8.0km。坝址位于爱河下游，距离三湾大桥2200m。水库枢纽工程重要建筑物有挡水坝段、取水坝段、泄洪闸、鱼道坝段、电站厂房等某些。泄洪闸墩有左右边墩和中墩，中心间距18.6m，闸墩厚度均为3m，互相之间净空15.6m。中墩▽4.80米高程如下为基本，跨度30.5m，两端上游迎水面▽24.34米高程如下、▽8.50米高程以上和下游背水面▽24.755米高程如下、▽4.80米高程以上为R1.5m圆弧，上游迎水面▽24.34米高程以上接斜度1∶1，牛腿至▽25.34米高程变成矩形截面，封顶于▽26.34米高程；下游▽24.755米高程以上端头截面为矩形。中墩后部接有闸门支座，闸门支座轴线高程为▽20.00米(D0+023.0)。中墩侧面构造形状为直线上升，侧面开有宽2m、深700mm检修门槽和内弧R=14780mm、宽1300mm、深450mm弧形闸门槽。
三湾工程地处东北，属于高寒地区，施工期短，6月20日至9月10日为汛期，11月15日至次年3月15日为冬季，除去汛期和冬季，有效施工期非常短。滑模施工是水利水电工程中一项高效、低廉混凝土施工，具备施工速度快、质量好、成本低等长处。在水利水电工程中采用滑模技术施工可以成倍地提高混凝土浇筑，对于工期紧张、渡汛规定工程具备重要功用。
2. 工法特点
2.1滑模合用于混凝土构造尺寸规范、统一工程施工；
2.2滑模施工具备机械化限度高，多工种协同工作和强制性持续作业；
2.3滑模具备施工速度快、质量好、成本低等长处。
3. 合用范畴
合用于水利工程混凝土坝闸墩、侧墙等部位。
4. 工艺原理与工艺流程
4.1 工艺原理
液压滑模工艺原理支撑杆采用Ф48×3.5mm焊接钢管，所有支撑杆均设立在混凝土构造体内，不回收；液压千斤顶采用GYD-60型滚珠穿心式液压千斤顶；液压控制站采用YKD-36型液压站，控制方式既可自动亦可手动；油路是连接液压控制站与千斤顶液压通路，重要由油管、管接头、液压分派器和单向截止阀等元器件构成，油路布置采用分级式。
4.2 工艺流程
工艺流程见图4-2滑模施工工艺流程图。
滑模拼装
已浇筑混凝土凿毛、清理
砼浇筑
吊装就位
测量校正
支撑架焊接
滑模滑升
滑模吊离
砼养护
图4-2 面板混凝土施工流程图

抹面、裂缝检查与解决

支撑架、横梁桁架安装
千斤顶、油路安装
钢筋、埋件安装
循环滑升
滑模拼装
已浇筑混凝土凿毛、清理
砼浇筑
吊装就位
测量校正
支撑架焊接
滑模滑升
滑模吊离
砼养护
抹面、裂缝检查与解决

支撑架、横梁桁架安装
千斤顶、油路安装
钢筋、埋件安装
滑模拼装
已浇筑混凝土凿毛、清理
砼浇筑
吊装就位
测量校正
支撑架焊接
滑模滑升
滑模吊离
砼养护
抹面、裂缝检查与解决

支撑架、横梁桁架安装
千斤顶、油路安装
钢筋、埋件安装
图4-2 滑模施工流程图

滑模拼装
已浇筑混凝土凿毛、清理
砼浇筑
吊装就位
滑模测量校正
支撑架焊接
滑模滑升
滑模拆除、吊离
砼养护
抹面、缺陷检查与解决

支撑架、横梁桁架安装
千斤顶、油路安装
钢筋、埋件安装

5. 施工办法
5.1模板系统
模板采用105系列大钢模板，模板之间为平接口。考虑到模板施工、制造和运送问题，每个墩头圆弧模板分两半，每半为圆弧+5cm直边，通过M16×45mm螺栓连接。墩侧模板采用平模，每侧含2块宽5.7m、2块宽5.5m和1块宽5m大钢模板，模板之间通过M16×45mm螺栓连接，用定位销定位。为便于模板安装和拆卸，所有模板边框连接孔均为Φ17×25mm长圆孔。所有滑模模板高度均为1.05m，施工时覆盖4层（每层混凝土高度不不不大于0.2m）老混凝土。
5.2操作平台系统
滑模操作平台即工作平台，是绑扎钢筋、浇注混凝土、提高模板、安装预埋件等工作场合，也是钢筋、混凝土、预埋件等材料和千斤顶、振捣器等小型备用机具暂时存储场合。液压控制站放在操作平台中间部位。本工程闸墩滑模操作平台由施工现场采用钢管搭设，支撑于提高架上。吊平台架连接于提高架下，重要用于检查混凝土质量、模板检修、倾斜度调节和拆卸、混凝土表面修饰和浇水养护等工作。吊平台架外侧设立安全防护栏杆，并挂满安全网。
5.3液压提高系统
液压提高系统重要由支撑杆、液压千斤顶、液压控制站和油路构成。
液压提高系统
操作平台系统

模板系统

5.4滑模开滑前准备工作
滑模施工有着多工种协同工作和强制性持续作业特点，任何一环脱节都会影响全盘，因而，周密地做好施工准备是搞好滑模施工核心。
5.4.1检修门槽及工作门槽模板安装到位，并将上升至闸顶所有门槽模板加工完毕；
5.4.2检修门槽及工作门槽一期金结埋件安装到位，上升连接埋件运至现场；
5.4.3所有滑升支撑杆调为竖直、千斤顶调到同一高程、桁架连接加固完毕；上下操作平台木板铺设完毕；
5.4.4滑模模板校核：安装好模板应上口小、下口大，单面倾斜度为模板高度0.15％。模板上口如下2/3模板高度处（即上口如下70cm处）净间距应为构造设计宽度300cm，顶口宽度为299.8cm，底口宽度为300.1cm；滑模底口堵缝完毕；
5.4.5准备140根3m长支撑杆摆放到到现场，并将一端开破口形成锥形；
5.4.6主副油管、各种密封圈、各种螺栓、斤千顶配件等宜损件准备若干；
5.4.7铁锹、100型振捣棒、70和50软轴振捣棒等工器具准备到位。
5.5模板初滑阶段
在完毕准备工作后便可进行浇筑。先分层（层厚20cm左右）浇筑70cm左右高，即浇筑3～4小时后将滑模提高10cm左右高，检查脱模混凝土质量，如果在断续上升浇筑时混凝土外鼓则应延长脱模时间，如果混凝土脱模困难则应缩短脱模时间，详细脱模时间依照现场实验拟定。脱模后应进行抹面平整解决。并用仪器观测闸墩与否浮现倾斜或偏移，在各项参数达到技术规定后继续浇筑，进入正常滑升阶段。
5.6正常滑升阶段
5.6.1正常滑升过程中，混凝土浇平模板口后开始提高，两次提高时间间隔原则上不应超过1小时，每次提高20cm左右（如果达不到脱模时间则应采用少提多次办法）。钢筋、门槽、金结埋件高度不够时继续加长，钢管长度不够时再接长。
5.6.2滑模上升2～3m后，在滑模底部挂上吊平台架，用于抹面和养护，在吊吊平台架外面挂上安全网。
5.6.3提高过程中，应使所有千斤顶充分进油、排油。提高过程中，如浮现油压增至正常滑升工作压力(8Mpa)1.2倍以上还不能使所有千斤顶升起时，应停止提高操作，及时检查因素，及时进行解决。
5.6.4在正常滑升过程中，操作平台应保持基本水平。每滑升20～40cm，应对各千斤顶进行一次调平。各千斤顶相对标高差不得不不大于40mm。相邻两个提高架上千斤顶升差不得不不大于20mm。
5.6.5初滑前，可以在上下游端头及两侧面桁架恰当位置安装吊锤，并在相应地面标记位置，在滑升过程中随时观测吊锤位置偏差，同步在滑模每上升1～2m后用测量仪器进行观测找出偏差，采用关闭阀门或拧紧卡环办法提高某些千斤顶进行调偏，调偏应分多次进行，防止突变。
5.6.6在滑模上升到设计高度1/2时，暂停浇筑。这时要检查各种设备工作状态，对于损坏部件要更换或维修，并在观测闸墩变形状况及检查浇筑质量合格后，再继续浇筑。
5.6.7在滑模上升到牛腿高度时，暂停浇筑混凝土。拆除滑模墩头部位弧形模板，支端头模板。在解决好闸墩顶部预留构造模板与埋件后，再行浇筑到闸墩设计高程。最后让整个滑模构造提高出闸墩顶部置空，并解决闸墩顶面。
5.6.8在滑升过程中，应检查和记录构造垂直度、水平度及构造截面尺寸等偏差数值，如有偏差，即行纠偏。
5.6.9在滑升过程中，应随时检查操作平台构造、支撑杆工作状态及混凝土凝结状态，如发现异常，应及时分析因素，并采用有效解决办法。
5.7模板完毕滑升
当模板滑升至距顶部标高1m左右时，滑模即进入完毕滑升阶段，此时应放慢滑升速度，并进行精确抄平和找正工作，保证顶部标高及位置对的。
5.8液压滑模拆除
由于滑模是大型设备，因此在拆除滑模时也要十分注意。
5.8.1把闸墩顶部多余钢筋割掉，把通过液压千斤顶钢管过高某些也割断，以便在较小高度提高下把滑模从钢管下提高出来。
5.8.2把滑模上附属设备拆下来，如电器控制箱、电焊机、照明设备等，减小起吊重量。
5.8.3把滑模提高架下部吊平台架拆下，拆掉模板之间连接螺栓和定位销等连接件，然后拆掉提高架之间脚手架连接钢管。
5.8.4运用提高架上模板位置调节器将模板调离墙面10cm，然后用门机或塔机辅助，逐块将模板与提高架分离，先下落再吊走模板。
5.8.5用门机逐榀拆除提高架。
5.8.6拆除液压站和各液压千斤顶。
6. 材料设备
重要设备见表6-1重要设备表。
表6-1 重要材料设备表
序号
设备、机具名称
单位
数量
备注
1
钢模板
套
1

2
支撑桁架
套
1
槽钢、工字钢自制
3
液压控制站
台
1

4
M16×45mm螺栓
个
200

5
ф48钢管
m
400
长3m
6
穿心式液压千斤顶
个
25
3个备用
7
抹面平台
套
1
角钢、木方自制
8
油管
m
120
连接控制站与千斤顶
9
油阀
个
25
3个备用
10
电焊机
台
2
焊接支撑杆
11
门机
台
1
吊装、拆除滑模

7. 质量检测与控制
7.1 质量检测
质量检测见表7.1-1。
表7.1-1 液压滑模检查项目和频率
检测 项 目
检 测 频 率
检 测 目
千斤顶
每次滑升检查一遍
检测千斤顶工作与否正常
支撑杆
每次滑升检查一遍
检测支撑杆与否弯曲或偏差
模板
每滑升1m检查一遍
检测模板与否在同一水平面上

7.2 质量控制
为了保证施工质量满足设计规定，混凝土达到优良，在混凝土施工过程中，严格按规范及设计规定，对混凝土生产原材料、配合比及仓面作业等混凝土过程中各重要环节进行全方位、全过程质量控制，以保证混凝土施工质量。液压滑模要及时调平、维修，保证施工持续性。
7.2.1支撑杆控制
在模板滑升过程中，由于支承杆加工或安装不直、脱空长度过长、操作平台上荷载不均及模板遇有障碍而硬性提高等因素，均也许导致支撑杆失稳弯曲。施工中应随时检查、及时解决，以免导致严重质量和安全事故。对于弯曲变形支承杆，应及时停止该支承杆上千斤顶工作，并及时卸荷，然后按弯曲部位和弯曲限度不同采用相应加固办法。
支撑杆在混凝土内部发生弯曲，从脱模后混凝土表面裂缝、外凸等现象，或依照支承撑杆突然产生较大幅度下坠状况，就可以检查出来。此时，应将弯曲处已破损混凝土挖洞清除。加焊绑条时，应保证必要焊缝长度。支承杆加固后再支模补灌混凝土。
支撑杆在混凝土外部易发生弯曲部位，大多在混凝土上表面至千斤顶下卡头之间或门窗洞口等脱空处。对采用平头对接、榫接或丝扣接头非工具式支承杆，当千斤顶通过接头部位后，应及时对接头进行焊接加固。用于筒壁构造施工非工具式支承杆，当千斤顶滑过后，应与横向钢筋点焊连接，焊点间距不适当不不大于500mm。当发生支承杆失稳，被千斤顶带起或弯曲等状况时，应及时进行加固解决。支承杆兼作构造受力钢筋时，其加固和接头处焊接质量还应同步满足受力钢筋关于规定。当支承杆穿过较高洞口或模板滑空时，应对支承杆进行加固。

7.2.2滑模施工水平度控制
在模板滑升过程中，保持整个模板系统水平同步滑升，是保证滑模施工质量核心，也是直接影响构造垂直度一种重要因素。因而，必要随时观测，并采用有效水平度控制与调平办法。
1.水平度观测
水平度观测，可采用水准仪、自动安平激光测量仪等设备。在模板开始滑升前，用水准仪对所有千斤顶高度进行测量、校平，并在各支承杆上以明显标志（如红色三角）划出水平基线。当模板开始滑升后，不断按每次提高高度20～30cm或以每50cm高程，在支承杆上从基线向上量划出水平尺寸线，以进行水平度观测。后来每隔一定高度，如每滑升一种楼层高度，均须对滑模装置水平度进行测量、检查与调节。
2.水平度控制
水平度控制办法，重要是采用控制千斤顶升差来实现，当前重要有限位调平法和激光自动调平控制法。
限位调平法是在支承杆上按调平规定水平尺寸线安装限位卡挡，并在液压千斤顶上增设限位装置，惯用限位装置有限位调平器和液压限位阀。限位装置随千斤顶向上爬升，当升到与限位卡挡相顶时，该千斤顶即停止爬升，起到自动限位作用。模板滑升过程中，每当千斤顶所有升至限位卡挡处一次，模板系统即可自动限位调平一次。而向上移动限位卡挡时，应认真逐个检查，保证其标高精确和安装牢固。
激光自动调平控制法是将激光平面仪安装在操作平台恰当位置，水准激光束高度为2m左右，同步在每个千斤顶上面该标高处都配备一种光电信号接受装置。由激光平面仪发出激光束射到信号接受装置上产生脉冲信号，通过放大后来，可控制千斤顶进油口处电磁阀启动或关闭，用以控制每个千斤顶爬升，使之达到调平目。这种控制系统普通可使千斤顶升差保持在10mm以内。
7.2.3滑模施工垂直度控制
1.垂直度观测
垂直度观测设备可采用光学垂准经纬仪、激光铅直仪和导电线锤等，其精准度不应低于1/10000。激光铅直仪操作以便且精度高，施工中可在建筑物底层设立若干处固定测点，并在操作平台相应地面测点部位设立激光接受靶（楼板需预留方孔）。观测时，在测点上架设激光铅直仪，对中调平后启动电源，然后将仪器射出铅直激光束打在接受靶上光斑，与接受靶原点位置对比，即可得知该点位移。导电线锤是一种重约20kg钢铁线锤，线锤尖端有一根导电触针，用直径为2.5mm细钢丝悬挂在平台下部，其上装有自动放长吊挂装置。通过线锤上触针与设在地面上方位触点相碰，可以从液压控制台上用电线与之相连信号灯光，得知垂直偏差方向及不不大于10mm垂直偏差。
2.构造垂直度控制
在滑模施工中，影响构造垂直度因素诸多，诸如：操作平台上荷载分布不均匀，导致支承杆负荷不一，致使构造向荷载大一方倾斜；千斤顶产生升差后未及时调节，操作平台不能水平上升；操作平台构造刚度差，使平台水平度难以控制；浇筑混凝土时不均匀对称，发生偏移；支承杆布置不均匀或不垂直；以及滑升模板受风力、日照影响等。
为了控制构造垂直度，除应采用某些针对性防止办法外，在施工中还应加强观测，发现水平偏移后及时采用纠偏办法。在纠正构造垂直度偏差时，应徐缓进行，避免浮现硬弯。纠正垂直度偏差办法较多，惯用有平台倾斜法和顶轮纠偏控制法。
平台倾斜法又称调节高差控制法。其原理是：当构造浮现向某侧位移垂直偏差时，操作平台同一侧普通会浮现负水平偏差。据此应将该侧千斤顶升高，使该侧操作平台高于其他部位，产生正水平偏差。然后继续浇筑混凝土并使操作平台倾斜滑升一段高度，其垂直偏差即可逐渐得到纠正。至构造垂直度恢复正常时，再将操作平台水平上升。对于纠偏时千斤顶需要高差，可预先在支承杆上做出标志（可通过抄平拉斜线），最佳采用限位调平器对千斤顶高差进行控制。需要注意是，当采用该办法纠正垂直度偏差时，操作平台倾斜度应控制在1%之内。
7.2.4混凝土质量控制
1.混凝土水平裂缝
混凝土产生水平裂缝因素有：模板安装时倾斜度太小或产生反倾斜度；滑升过程中纠正垂直偏差过急，模板严重倾斜；模板表面不光洁，摩阻力太大等。对已浮现问题，细微裂缝可磨平压实；裂缝较大时，当被模板带起混凝土脱模落下后，应及时将松散某些清除，并重新补上高一级强度级别混凝土。
2.混凝土表面鳞状外凸（出裙）
这是由于模板倾斜度过大或模板下部刚度局限性；每层混凝土浇筑厚度过高或振捣混凝土侧压力较大，致使模板外凸。解决办法是调节模板倾斜度，加强模板刚度；控制每层浇筑厚度，采用振动力较小振捣器。滑模施工具备施工速度快，机械化限度高，构造整体性能好长处。
8. 安全办法
滑模是一种钢制框架构造，普通从检修门槽和工作门槽分开，由墩头、中间段和墩尾三段通过高强度螺栓连接构成，总重达数十吨。每座水电站依照各自闸墩尺寸设计滑模。滑模主体构造是由工字钢、槽钢、角钢三种型钢焊接而成，辅助钢材有钢管、扁钢、钢丝，用来制作滑模顶部栏杆及其遮雨蓬、抹面吊篮和爬梯。依照现场施工安全技术办法如下：
8.1安装及施工过程中
1.装配式构件安装，应制定安装方案，并建立统一指挥系统，施工难度，危险性较大作业项目应组织施工技术、指挥、作业人员进行培训。
2.吊装前，应检查安全技术办法及安全防护办法等准备工作与否准备，检查机具设备，构件重量，长度及吊点位置等与否符合设计规定，禁止无准备盲目施工。
3.旧钢丝绳，在使用前，应检查其破损限度，每一节距内折断钢丝，不得超过5%，对大型构件、重构件安装宜用新钢丝绳，使用前也要检查。
4.吊装前应先进行试吊，按设计重分阶段进行观测，拟定无误后，方可进行正式吊装作业。施工时，工地重要领导及专兼职安全员应在现场亲自指挥和监督。
5.滑模施工工程操作人员上下，应设立可靠楼梯或在建筑物内及时安装楼梯。
6.吊车吊装钢管、钢材、小型器具等构件时，应符合起重吊装关于规定。
7.滑模施工中，应严格按施工组织设计规定分散堆载，平台不得超载且不应浮现不均匀堆载现象。施工人员必要服从统一指挥，不得擅自操作液压设备和机械设备。
8.应遵守施工安全操作规程关于规定。滑模施工场地应有足够照明，操作平台上照明采用36V低压电灯。
9.滑模平台在提高前有经验专业操作人员对所有设备装置进行检查，调试妥善后方可使用，重点放在检查平台装配、节点、电气及液压系统。
10.平台内、外吊脚手架使用前，一律安装好轻质牢固安全网，并将安全网靠紧筒壁，经项目部安全验收后方可使用。
11.为了防止高空物体坠落伤人，滑模下部，在2．5m处搭设保护棚，并在上部铺一层6～8mm钢板防护。
12.避雷设备应有接地线装置，平台上振动器、电动机等应接地。
13.通讯设备除电铃和信号灯外，装备3～4台步话机。
14.滑模在提高时，应统一指挥，并有专人负责量测千斤顶，升高时浮现不正常状况时，及时停止滑升，找出因素，并制定相应办法后方准继续滑升。
8.2拆除滑模安全办法
1.把闸墩顶部多余钢筋割掉，把通过离心式液压千斤顶钢管过高某些也割断，以便在较小高度提高下把滑模从钢管之中提出来。
2.把滑模上附属设备拆下来，如电器控制箱、电焊机、照明设备等，减小起吊重量。
3.把滑模提高架下部吊平台架拆下，拆掉模板之间连接螺栓和定位销等连接件，然后拆掉提高架之间脚手架连接钢管。
4.把滑模底部吊挂吊篮从滑模分节出用氧焊切割开来，把连接滑模墩头、中间段和墩尾三段螺栓所有拆除。
5.运用提高架上模板位置调节器将模板调离墙面10cm，然后用门机辅助，逐块将模板与提高架分离，先下落再吊走模板。
6.用门机辅助，逐榀拆除提高架。
7.拆除液压站和各液压千斤顶。
8.用门机吊住滑模墩尾段，松开离心式液压千斤顶，使门机吊起墩尾段滑模，缓慢提高。注意，在起吊时，如滑模门槽构件与闸墩有钩、挂，用氧焊割断。
9.吊出滑模后，门机旋转起重臂至预先准备好空场地上空缓慢放下。当滑模底部吊篮刚接触到地面时停止下放。圈拆除吊篮后，再把滑模移吊到场地别的空位置。如此，再把中间段和墩尾段拆除。
10.滑模拆除后及时清除模板上残存混凝土，并涂刷脱膜剂防护，设立必要防雨办法。
9. 环保办法
9.1成立相应施工环境卫生管理机构，在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发关于环保法律、法规和规章，加强对施工燃油、工程材料、设备、废水、生产生活垃圾、弃渣控制和治理，遵守有防火及废弃物解决规章制度，做好交通环境疏导，随时接受有关单位监督检查；
9.2将施工场地和作业限制在工程建设容许范畴内，合理布置、规范畴挡，做到标牌清晰、齐全，各种标记醒目，施工现场整洁文明；
9.3对施工中也许影响到各种公共设施制定可靠防止损坏和移位实行办法，加强实行中监测、应对和验收。同步，将有关方案和规定向全体施工人员详细交底；
9.4定期清运滑模更换、维修物品、砼产生弃料及其他工程材料运送过程中防散落和沿途污染办法，废水除按环境卫生指标进行解决达标外，并按本地环保规定指定地点排放。弃渣及其他工程废弃物按工程建设指定地点和方案进行合理堆放和处治；
9.5对施工场地道路进行硬化，关在晴天经常对施工通行道路进行洒水，防止尘土飞扬，污染四周环境。

10. 经济效益分析
液压滑模混凝土施工是水利水电工程中一项高效、低廉混凝土施工，具备施工速度快、质量好、成本低，获得了明显经济效益。
11. 工程实例
辽宁三湾水利枢纽及输水工程，坝体为混凝土重力坝，17孔泄洪闸，18个闸墩。墩混凝土浇筑采用滑模施工从10.5m至23.79m高程，闸墩检修闸门槽由于为平直构造、金结预埋件为钢锚板，检修闸门槽采用钢模板与滑模一起整滑升，工作门槽为弧形门槽施工采用木模板，工作门槽木模提前定做成型在滑模滑升过程中进行安装。滑模施工在三湾工程应用中获得了较好效果，在工程工期紧、任务中状况下，运用液压滑模进行闸墩施工，一种闸墩滑模安拆和施工只用时8天，大大缩短了工期、提高了施工效率、保证了工程质量，得到业主、监理好评。