配重式滑模在嘉陵江草街航電樞紐廠房及沖沙閘工程中的應(yīng)用

李海濱，熊惠

（中交一航局第三工程有限公司，遼寧 大連 116001）

1 工程概況

嘉陵江草街航電樞紐工程沖沙閘溢流曲面由2個(gè)反弧段和1直線段組成，底層混凝土分臺(tái)階澆筑完成，面層40 cm混凝土為抗沖耐磨混凝土，設(shè)置有插筋，見(jiàn)圖1、圖2。面層混凝土澆筑時(shí)采用了配重式滑模施工工藝，有效保證了收面工程質(zhì)量和進(jìn)度。

2 滑模設(shè)計(jì)

2.1 滑模組成

本工程采用的滑模由滑模模體、牽引系統(tǒng)和軌道系統(tǒng)、滑模操作平臺(tái)4部分組成[1]。

2.2 滑模模體的設(shè)計(jì)

2.2.1 面模

根據(jù)收面寬度及施工質(zhì)量進(jìn)度要求，模板采用桁架結(jié)構(gòu)，面模長(zhǎng)8 m，寬1.2 m，采用P3015鋼模拼裝，鉤頭螺栓連接，［12槽鋼作圍檁，25的工字鋼作肋板。為保證面模剛度，面模背后焊∠100×10等邊角鋼桁架。在面模的兩端，焊接2個(gè)吊環(huán)作為牽引之用，吊環(huán)采用φ36鋼筋彎曲并與角鋼雙面焊接而成。面模與側(cè)模接觸的上、下口進(jìn)行倒角處理，以防止在升降過(guò)程中帶動(dòng)側(cè)模。面模兩端與側(cè)模搭接長(zhǎng)度各30 cm。

2.2.2 側(cè)模

側(cè)模采用P3015鋼模，高50 cm，每塊長(zhǎng)1.5 m。上口在拼裝時(shí)測(cè)量放線，保證與設(shè)計(jì)弧線吻合。使用鋼三腳架與大頭螺母與下層混凝土固定牢固。

圖1 沖沙閘溢流曲面示意圖Fig.1 The overflow surface sketch of desilting sluice

圖2 沖沙閘溢流面Fig.2 The overflow surface of desilting sluice

2.2.3 配重

滑模設(shè)計(jì)荷載包括模體荷載F1、施工荷載F2、鋼模板與混凝土的粘結(jié)力F3以及新澆混凝土對(duì)模板的上托力F。根據(jù)規(guī)范規(guī)定應(yīng)滿足F1+F2+F3＞F。當(dāng)模板的傾角小于45°時(shí)，上托力取3～5 kN/m2，本工程中上托力F=5S=5×8×1.2=48 kN。模板自重35 kN，需配重13 kN?？紤]現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用混凝土塊與大塊石進(jìn)行配重，可滿足配重要求。

2.2.4 提升系統(tǒng)

根據(jù)水工建筑物滑動(dòng)模板施工技術(shù)規(guī)范[2]，滑模牽引力T按以下公式計(jì)算：

式中：A為模體與混凝土的接觸面積；τ為模體與混凝土的黏結(jié)力；θ為模體傾角；G為模體系統(tǒng)自重；p為混凝土的上托力；f1為鋼模板與混凝土的摩擦系數(shù)；f2為滾輪與軌道的摩擦系數(shù)；K為牽引力安全系數(shù)。

取 τ=0.5 kN/m2，A=6 m2，G=35 kN，θ=45°，P=48 kN，f1=0.5，f2=0.05，K=2.0，計(jì)算得T=34.8 kN，選2臺(tái)20 kN卷?yè)P(yáng)機(jī)提升，動(dòng)滑輪換向。卷?yè)P(yáng)機(jī)的位置隨混凝土澆筑倉(cāng)面的移動(dòng)而移動(dòng)，并通過(guò)吊環(huán)固定。卷?yè)P(yáng)機(jī)、吊環(huán)以及地錨之間用φ14mm鋼絲繩連接。2臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)間設(shè)置同步裝置，使2臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)能同步或異步運(yùn)行。

2.3 配重式滑模的施工工藝及施工過(guò)程

2.3.1 滑模施工程序

滑模施工程序?yàn)閭}(cāng)面清理→鋼筋制安→測(cè)量放線→立側(cè)?！惭b滑模軌道→測(cè)量驗(yàn)收→滑模模體就位→提升系統(tǒng)安裝→滑模系統(tǒng)安裝、調(diào)試→滑模系統(tǒng)試運(yùn)行→滑模系統(tǒng)驗(yàn)收→混凝土澆筑→滑模系統(tǒng)提升，抹面→滑模移動(dòng)下一倉(cāng)，混凝土養(yǎng)護(hù)。

2.3.2 滑模施工方法

根據(jù)施工順序，首先進(jìn)行測(cè)量放線，再進(jìn)行側(cè)模及軌道施工，滑模軌道采用鋼管架設(shè)，澆筑完成后要及時(shí)拆除，見(jiàn)圖3。隨后進(jìn)行滑模系統(tǒng)安裝、調(diào)試，采用50 t履帶吊將滑模吊運(yùn)至施工倉(cāng)面進(jìn)行拼裝，同時(shí)進(jìn)行提升系統(tǒng)安裝。

本工程采用2臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)，卷?yè)P(yáng)機(jī)沿待澆筑混凝土中心線對(duì)稱布置。卷?yè)P(yáng)機(jī)的布置應(yīng)注意鋼絲繩繞入卷筒的方向應(yīng)與卷筒軸線垂直，這樣能使鋼絲圈排列整齊，不致斜繞和相互錯(cuò)疊擠壓。鋼絲繩可使用鋼管架架立一定高度。

圖3 牽引鋼絲繩滑輪支架Fig.3 The load cable pulley support

圖4 滑模工藝及收面Fig.4 The slip form technology and surface

卷?yè)P(yáng)機(jī)操作時(shí)需2名操作人員，在操作中要同步一致。

2.3.3 混凝土入倉(cāng)，澆筑，抹面

根據(jù)施工作業(yè)速度，按試驗(yàn)室提供的施工配合比，盡量降低水灰比?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)后確定坍落度控制在0.9～1.2 cm，水灰比控制在0.48～0.55范圍內(nèi)，確?；５奶嵘俣群唾|(zhì)量。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)配備技術(shù)人員盯倉(cāng)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行調(diào)整。

混凝土運(yùn)輸采用10 t自卸汽車運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，挖機(jī)配合澆筑?；炷寥雮}(cāng)后采用平鋪法鋪料，鋪料厚度控制在30 cm左右，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，保證混凝土薄層澆筑均勻上升?；５撞康幕炷烈獫仓M，并且振搗到位，混凝土振搗采用φ75插入式振搗棒振搗，要求操作人員均勻插搗，振搗棒垂直插入20～30 cm，振搗棒不得插入過(guò)深，以防止過(guò)振抬高滑模。施工過(guò)程中滑模的提升速度可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)氣候條件、混凝土和易性、凝結(jié)時(shí)間等進(jìn)行調(diào)整，施工中由于是抗沖耐磨混凝土，提升速度控制在1.1m/h。

收面是該工藝的關(guān)鍵，滑模模體提升后，便開(kāi)始進(jìn)行人工收光抹面。完成后立即進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，見(jiàn)圖4。

2.3.4 脫模

脫模采用專門的工具，混凝土強(qiáng)度控制在0.2 MPa左右，脫模時(shí)采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，以避免混凝土及模板損傷。

3 滑模施工質(zhì)量要求

采用配重式滑模進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，除滿足混凝土施工技術(shù)要求外，還需注意以下要求[3]：

1）必須保證牽引力的方向平行于混凝土結(jié)構(gòu)邊線。

2）卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)滑模時(shí)要求同步進(jìn)行，以保證滑模施工過(guò)程中無(wú)側(cè)向偏移。

3）滑模的就位與安裝、側(cè)模的安裝、軌道的安裝必須進(jìn)行測(cè)量放樣，確保施工尺寸符合設(shè)計(jì)要求。

4）控制混凝土入倉(cāng)速度及滑模提升速度，以保證混凝土成品質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

在嘉陵江草街航電樞紐廠房及沖沙閘工程項(xiàng)目中，通過(guò)對(duì)混凝土澆筑質(zhì)量及運(yùn)行效果的分析，配重式滑模施工工藝的應(yīng)用取得了良好效果。

[1] 張志武，李智淵.配重式滑模在邊坡支護(hù)工程中的應(yīng)用[R].武漢：中國(guó)葛洲壩集團(tuán)公司三峽建設(shè)公司，2007.ZHANG Zhi-wu,LIZhi-yuan.Application of counterweight slip form in slop supportengineering[R].Wuhan:ChinaGezhoubaGroup ThreeGeogesConstruction Engineering Co.,Ltd.,2007.

[2]SL-32—92，水工建筑物滑動(dòng)模板施工技術(shù)規(guī)范[S].SL-32—92,Technical specifications for sliding form construction ofhydraulic structure[S].

[3]張榮.配重式滑模在小灣水墊塘邊坡施工中的應(yīng)用[R].長(zhǎng)沙：湖南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)總院，2009.ZHANG Rong.Application of counterweight slip form in Xiaowan plunge pool slop construction[R].Changsha:Hunan Hydro&Power Design Institute,2009.