滑模在泄洪渠邊坡混凝土施工中的應(yīng)用技術(shù)研究

張潮

本文主要介紹了滑模在老撾東薩宏水電站壩后泄洪渠邊坡混凝土施工期間的應(yīng)用情況，通過采用滑模，邊坡混凝土的外觀質(zhì)量、施工速度均得到顯著提升，達(dá)到了施工進(jìn)度與施工質(zhì)量雙贏。值得在類似工程項(xiàng)目中推廣使用。

一、工程概況

東薩宏水電站工程位于老撾共和國南部占巴塞省，距孔恩瀑布約2km。工程采用明渠引水發(fā)電，引水明渠長5km，水頭約20m。電站總裝機(jī)260MW，設(shè)計(jì)最大引水流量1600m3/s。在明渠兩側(cè)修建堤防工程，其中右岸設(shè)開敞式溢洪道700m。泄洪渠緊貼溢洪道布置，與溢洪道同長度，泄洪渠底板及邊坡采用0.5m 厚C25 鋼筋混凝土進(jìn)行襯砌，分倉寬度12.0m，設(shè)置無寬度結(jié)構(gòu)縫，不設(shè)置止水，兩端設(shè)置端頭擋墻。邊坡坡比1：1.5，襯砌高度3.10m～5.10m。泄洪渠外側(cè)布置4 條支渠，采用大塊石護(hù)底和護(hù)坡，支渠與壩外湄公河支流相連。支渠與壩后公路相交處架設(shè)永久貝雷橋。

二、滑模

滑模主要由模板系統(tǒng)、配重、側(cè)模系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)等組成。

1.模板系統(tǒng)

模板系統(tǒng)主要由面板、桁架、操作平臺及防護(hù)欄桿等組成。

按照規(guī)范要求，滑模面板最大變形量應(yīng)小于2mm。滑模面板桁架主梁的最大變形量應(yīng)小于1/500 計(jì)算跨度?；Ｃ姘彘L度應(yīng)超過面板條塊寬度至少1.0m。

經(jīng)分析驗(yàn)算，確定滑模面板采用10mm 厚鋼板進(jìn)行加工，滑模面板尺寸為14m×1.5m。滑模面板背部桁架采用［200，［150，［100 槽鋼進(jìn)行加工。操作平臺采用5mm 厚鋼板焊接，平臺周圍安裝采用φ50 鋼管制作的1.2m 高安全護(hù)欄。經(jīng)核算，模板系統(tǒng)自重約4.2t。

2.配重

泄洪渠邊坡坡比1：1.5，對應(yīng)滑模施工期間傾角為33.69°，按照滑動模板相關(guān)技術(shù)規(guī)范可知，模板傾角小于45°時(shí)，新澆混凝土對模板的上托力可取3～5KN/㎡。

因此，在滑模施工期間，混凝土對其總的最大上托力為：

F上托=12m×1.5m×5KN/㎡=90KN。

則，配重塊最小質(zhì)量為：

m 配重

=（F上托-m滑?！羐×cosα）÷cosα÷g

=（90-4.2×9.8×cos33.69°）÷cos33.69°÷9.8

=5.15t

（說明：m--質(zhì)量；g=9.8N/kg）

3.側(cè)模系統(tǒng)

側(cè)模作為滑模施工的支撐軌道，主要承受滑模重量和混凝土側(cè)向壓力。側(cè)模采用150mm×150mm，壁厚8mm 方鋼疊加拼裝，“內(nèi)拉法”加固。

4.牽引系統(tǒng)

滑模牽引系統(tǒng)主要為慢速卷揚(yáng)機(jī)和鋼絲繩組成?；恳c(diǎn)共兩個(gè)，分別位于距離滑模邊沿1.0m 處，也即側(cè)模上方位置。滑模牽引點(diǎn)至滑模底面的距離不得大于300mm，牽引方向與側(cè)模切線夾角應(yīng)不大于10°，否則需設(shè)置導(dǎo)向滑輪，牽引鋼絲繩應(yīng)與滑模頂面平面平行。

滑模牽引力T 為：

T=（τA+Gsinα+f1p+f2│Gcosα-p │）K

式中：

T—滑動模板牽引力，KN；

τ— 單位面積滑模與混凝土的黏滯力， 取1.5～3.0KN/㎡；

A—滑模與混凝土的接觸面積，㎡；

G—滑模系統(tǒng)自重（包括配重、施工荷載），KN；

α—滑模面板與水平面的夾角；

f1—滑動模板與混凝土的摩擦系數(shù)，取0.4～0.5；

P—混凝土對模板的正壓力，KN;

f2—滑動模板與側(cè)模的摩擦系數(shù)，鋼對鋼取0.15～0.20；

K—牽引力安全系數(shù)，取1.5～2.0。

經(jīng)上述公式及參數(shù)計(jì)算，T 取值約為174KN，故選用兩臺10t 慢速卷揚(yáng)機(jī)作為滑模牽引動力。卷揚(yáng)機(jī)需設(shè)置同步裝置及緊急制動裝置，卷揚(yáng)機(jī)控制系統(tǒng)需設(shè)立在滑模操作平臺上，由滑模施工人員控制滑?；俣取?/p>

三、滑模施工

1.滑模施工工藝流程

邊坡修整→固坡砂漿及側(cè)模墊層混凝土施工→鋼筋制安→側(cè)模安裝→滑模就位→溜槽安裝→混凝土澆筑→收面→拆?！B(yǎng)護(hù)→下一倉混凝土施工。

2.邊坡修整

邊坡修整采用長臂液壓反鏟進(jìn)行，修整后坡面坡比1：1.5，坡面平整度要求為在固坡砂漿施工后，砂漿表面沿法線方向偏差控制在-80mm～+50mm 之內(nèi)。

3.固坡砂漿及側(cè)模墊層混凝土施工

固坡砂漿采用M5 砂漿，鋪設(shè)厚度約2～5cm，可采用人工抹面或噴射混凝土成面。側(cè)模墊層混凝土施工范圍為倉面分縫兩側(cè)各50cm，采用砂漿找平，頂面高度為確保側(cè)模安裝后，其頂面偏離設(shè)計(jì)線不大于5mm。

4.鋼筋制安

鋼筋采用φ20 雙層鋼筋，鋼筋間排距200mm，鋼筋保護(hù)層厚度50mm，鋼筋在鋼木加工廠加工成型，12t隨車吊轉(zhuǎn)運(yùn)至施工現(xiàn)場，人工現(xiàn)場組裝。鋼筋安裝位置、間距、保護(hù)層滿足設(shè)計(jì)圖紙和規(guī)范規(guī)定。鋼筋安裝為跳倉安裝。鋼筋架立筋采用φ20 鋼筋，插入坡面以下20cm左右，按照3m*3m 間距布置，架立筋在混凝土澆筑過程中沿固坡砂漿表面割斷，以減少對護(hù)坡混凝土的約束。

5.側(cè)模安裝

側(cè)模采用方鋼疊加拼裝后，采用電焊點(diǎn)焊的方式連接為一個(gè)整體，側(cè)模安裝就位后，利用側(cè)面預(yù)留的拉錨絲桿孔，穿入拉錨絲桿，然后采用“內(nèi)拉法”進(jìn)行加固，側(cè)模安裝偏差要求為：偏離分縫設(shè)計(jì)線不大于3mm，不垂直度不大于3mm，頂面偏離設(shè)計(jì)線不大于5mm。

6.滑模就位

由于泄洪渠頂部道路與渠底高差不大，因此滑模直接采用25t 吊車吊裝就位，然后與頂部加固就位的2 臺10t慢速卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行連接，將控制系統(tǒng)接入滑模施工平臺控制柜后，進(jìn)行滑?；{(diào)試，調(diào)試完成后，將預(yù)制的混凝土配重塊吊裝至滑模施工平臺指定位置，并固定。

7.溜槽安裝

倉面內(nèi)平行布置兩道溜槽，每道溜槽可控制6m 寬度范圍內(nèi)布料，溜槽頂部設(shè)置接料斗，溜槽采用10#鐵絲固定在鋼筋網(wǎng)片上，隨滑?；鸩讲鸪?/p>

8.混凝土澆筑

護(hù)坡混凝土澆筑采用跳倉澆筑，10m3混凝土運(yùn)輸罐車進(jìn)行運(yùn)輸。混凝土入倉前，首先用水桶向溜槽內(nèi)澆少量水，以潤濕接料斗和溜槽表面，并用水桶在溜槽出口將多余水進(jìn)行收集，避面水流至倉內(nèi)，污染混凝土。溜槽入口處混凝土坍落度宜控制在30mm～70mm，視天氣情況選用，施工過程中嚴(yán)禁加水?；炷寥雮}布料需均勻，不得在滑模前堆積，每層混凝土布料厚度宜為25cm～30cm。采用φ50 型軟軸式振搗器進(jìn)行振搗，振搗期間振搗器不得觸及滑模、鋼筋。振搗器插入方向須為在滑模前沿鉛錘向下，嚴(yán)禁靠模板振搗和順坡面伸入滑模底部進(jìn)行振搗，以避免漂模、滑模。振搗間距小于40cm，垂直插入下層混凝土宜為5cm。振搗時(shí)間以混凝土表面不再顯著下沉，不出現(xiàn)氣泡并泛漿時(shí)視為振搗密實(shí)，一般每一處振搗時(shí)間控制在15～20s。澆筑過程中需及時(shí)清除黏在鋼筋及模板上的干結(jié)混凝土，每次滑升前清除前沿超高混凝土。隨澆筑面的上升，及時(shí)將鋼筋架立筋用電焊割斷，并立即將焊渣清除。滑模每次提升距離不超過30cm，間隔時(shí)間不超過30min?；５幕俣?，與澆筑強(qiáng)度、脫模時(shí)間相適應(yīng)，應(yīng)控制在砼脫模后不產(chǎn)生鼓包與砼表面沒有拉裂之間，平均滑升速度宜為1.5 ～2.5m/h?；；龝r(shí)做到平穩(wěn)、均衡上升。

9.收面

滑?；?，立即進(jìn)行第一次人工木模收面，采用2m 靠尺刮平，用2m 靠尺檢查不平整度不大于5mm，確保護(hù)坡混凝土表面平整度。在混凝土初凝前進(jìn)行二次壓光，以減少表面干縮裂縫。

10.拆模

滑模的拆除時(shí)間可根據(jù)混凝土強(qiáng)度情況通過實(shí)驗(yàn)確定，也可按照規(guī)范規(guī)定執(zhí)行：當(dāng)模板傾角小于45°時(shí)，混凝土強(qiáng)度可取值0.05～0.1MPa；當(dāng)模板傾角等于或大于45°時(shí)，混凝土強(qiáng)度可取值0.1～0.3MPa。滑模拆除應(yīng)先采用25t 汽車吊吊離配重，然后再進(jìn)行滑模脫模吊離，轉(zhuǎn)場至下一澆筑倉位就位。拆模拆除一般在澆筑完成后，混凝土強(qiáng)度達(dá)到1MPa 以上時(shí)，且混凝土表面和棱角不會因拆模而損傷的情況下進(jìn)行拆除。

11.養(yǎng)護(hù)

在混凝土澆筑二次抹面完成后，采用噴霧等方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，保持表面濕潤不干燥、不泛白。待混凝土面強(qiáng)度達(dá)到1.2MPa 后，采用人工覆蓋養(yǎng)護(hù)毯，并采用布置在護(hù)坡頂部的PVC 花管進(jìn)行長流水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)過程中，安排專職人員進(jìn)行檢查，確保養(yǎng)護(hù)毯始終處于飽水狀態(tài)，局部噴灑不到的位置由人工進(jìn)行補(bǔ)充灑水。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14d。

四、質(zhì)量控制主要措施

混凝土澆筑前，對滑模的安裝質(zhì)量進(jìn)行全面檢查驗(yàn)收。

混凝土配合比、拌制、運(yùn)輸?shù)刃柽M(jìn)行全過程監(jiān)控，溜槽入口混凝土坍落度等參數(shù)需嚴(yán)格按照技術(shù)要求及相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。混凝土澆筑期間的分層厚度、滑模的滑升速度及時(shí)間間隔需滿足相關(guān)要求。滑模施工過程中檢查發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題，應(yīng)及時(shí)予以糾正和處理，并作好施工記錄?；Ｒ蚬释Ｖ故┕ず?，再次施工前，應(yīng)進(jìn)行復(fù)檢驗(yàn)收。

五、安全控制主要措施

對參加滑模施工的人員進(jìn)行技術(shù)和安全培訓(xùn)教育，考核合格后方能上崗作業(yè)，主要施工人員需相對固定。

加強(qiáng)對現(xiàn)場安全防護(hù)設(shè)施和起重機(jī)械的檢查，如卷揚(yáng)機(jī)基座、地錨、卷揚(yáng)機(jī)、鋼絲繩、制動裝置靈敏度等，以保證其處于安全的工作狀態(tài)。固坡施工、鋼筋制安、拆模拆除等需在坡面設(shè)置安全爬梯，確保施工人員上下。現(xiàn)場施工人員需正確佩戴勞動防護(hù)用品。

六、結(jié)語

采用滑模澆筑泄洪渠邊坡混凝土，其外觀質(zhì)量良好，混凝土表面光滑、無麻面氣泡等質(zhì)量缺陷，施工速度快，達(dá)到了每班澆筑兩塊護(hù)坡的速度，達(dá)到了提高工效，節(jié)約施工成本，縮短施工工期的目的。