張 冰 王培丞

淺談大深度豎井的滑模施工

張 冰 王培丞

一、工程概況

水電站地下廠(chǎng)房交通豎井1條，母線(xiàn)豎井5條。母線(xiàn)豎井的斷面尺寸為5m（5.5m）×6m，單條長(zhǎng)度為160m。母線(xiàn)豎井在EL303.5分布有3#母線(xiàn)交通廊道，在EL273.5m分布有2#母線(xiàn)交通廊道，在EL220分布有1#母線(xiàn)交通廊道。豎井在開(kāi)挖過(guò)程中均遇到溶洞。5條母線(xiàn)豎井噴鋼纖維混凝土厚度5cm，襯砌厚度45cm。襯砌斷面內(nèi)設(shè)有縱向及橫向排水管、止水、接地、照明埋件等。具體工程量見(jiàn)表1。

二、總體施工方案

廠(chǎng)房豎井混凝土澆筑根據(jù)地形和工期要求，按2#、4#、3#、5#、1#的順序進(jìn)行。豎井混凝土澆筑在豎井范圍內(nèi)母線(xiàn)洞段混凝土澆筑結(jié)束后進(jìn)行，根據(jù)豎井體型特點(diǎn)，采用成熟新工藝滑模及翻模相結(jié)合方法從下至上進(jìn)行混凝土澆筑，即在直段采用滑模，牛腿段采取翻模，模板及支撐均通過(guò)液壓系統(tǒng)提升?；５撞炕炷敛捎媚_手架支撐小鋼模進(jìn)行澆筑。從工期上考慮，制作3套滑模澆筑豎井混凝土。采取鋼筋綁扎及預(yù)埋件安裝超前、混凝土澆筑緊跟的方法進(jìn)行施工，其中混凝土澆筑采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌制混凝土，采用溜管垂直輸送入倉(cāng)，鋼筋運(yùn)輸采用在母線(xiàn)豎井井口上安裝10噸卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行垂直吊送，豎井原則上一次澆筑成型，必要時(shí)視澆筑情況設(shè)置永久施工縫，永久施工縫采用QZ15-200橡膠帶進(jìn)行止水。母線(xiàn)豎井混凝土澆筑程序?yàn)椋贺Q井底板混凝土澆筑→滑?；炷翝仓诨炷翝仓窦颁摻罱壴笆┕ぃQ井爬梯混凝土吊裝（提前預(yù)制）→缺陷修補(bǔ)→豎井蓋板吊裝（提前預(yù)制）。

三、滑模結(jié)構(gòu)

電站母線(xiàn)豎井采用滑模澆筑施工，母線(xiàn)滑膜模板結(jié)構(gòu)主要由滑膜模板及翻模模板系統(tǒng)、澆筑及鋼筋安裝操作平臺(tái)、爬升及固定滑膜液壓提升系統(tǒng)等多部份組成。

1.模板系統(tǒng)

滑膜模板系統(tǒng)主要包括模板及翻模、鋼桁架式圍圈、爬升架等。

（1）滑膜模板：滑膜模板主要有滑升鋼模板、翻模及樓梯承臺(tái)異形模板等，滑升模板由標(biāo)準(zhǔn)模板（120cm× 30cm）和異形非標(biāo)準(zhǔn)模板沿豎向拼接成滑膜整體結(jié)構(gòu)。翻模根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸由型材制作而成，為便于安拆，翻模間采用快速螺栓連接，模板單塊寬度根據(jù)機(jī)構(gòu)尺寸確定模塊標(biāo)準(zhǔn)化。為便于脫模爬升，在滑模模板爬升時(shí)應(yīng)把滑膜模板調(diào)整為上口大、下口小，形成單面傾斜度，減少提升的摩阻力。

（2）鋼桁架式圍圈：用于承受模板傳遞的水平和豎向的荷載，固定模板，將其荷載均勻地傳遞到提升架上。

（3）爬升架：由鋼結(jié)構(gòu)框架和木質(zhì)鋪板組成，外圍設(shè)置鋼制欄桿，上部采用鋼結(jié)構(gòu)支持連接溜桶，方便澆筑混凝土?xí)r下料。

2.操作平臺(tái)系統(tǒng)

操作平臺(tái)系統(tǒng)主要分為頂部混凝土下料分配平臺(tái)、中部澆筑及爬升操作平臺(tái)及下部混凝土檢查及收面平臺(tái)。

（1）混凝土下料分配平臺(tái)：由鋼結(jié)構(gòu)框架及木質(zhì)鋪板組成，周?chē)贾娩撝茩跅U，供澆筑時(shí)向各個(gè)艙內(nèi)均勻下料。

（2）中部澆筑及爬升操作平臺(tái)：該平臺(tái)由上部吊架結(jié)合木板鋪設(shè)在四周?chē)Γ胁坎贾门郎簤嚎刂婆_(tái)及各種模板控制系統(tǒng)等設(shè)備，是澆筑混凝土施工人員和滑膜移動(dòng)、就位、調(diào)整的控制平臺(tái)。

（3）混凝土檢查及收面平臺(tái)：該平臺(tái)主要供混凝土澆筑過(guò)程檢查，預(yù)埋鋼板、混凝土養(yǎng)護(hù)及質(zhì)量檢查。待翻模模板拆除后對(duì)混凝土進(jìn)行最后的抹面處理。

3.液壓爬升系統(tǒng)

液壓爬升系統(tǒng)是滑模移動(dòng)的動(dòng)力裝置，由爬桿（支承桿）、液壓千斤頂、液壓控制系統(tǒng)和油泵及油路等組成。

（1）爬桿（支承桿）：是千斤頂移動(dòng)的軌道，采用φ48×3.5mm鋼管組成，爬桿（支承桿）離模板邊線(xiàn)8～10cm，并代替豎向鋼筋，爬桿共16根，單節(jié)長(zhǎng)度，可根據(jù)鋼筋綁扎高度來(lái)訂，一般為3m。連接接頭處用絲牙連接。

（2）液壓千斤頂：采用穿心式楔塊液壓千斤頂，通過(guò)油泵對(duì)千斤頂進(jìn)行供油和停油，使千斤頂進(jìn)行動(dòng)作，從而帶動(dòng)滑膜系統(tǒng)爬升，該系統(tǒng)用于爬升的液壓千斤頂共布置16個(gè)。

（3）液壓控制、油泵及油路系統(tǒng)：用于操作千斤頂?shù)膭?dòng)作。液壓控制臺(tái)（QYD-36）主要由操作桿、動(dòng)力裝置（電動(dòng)機(jī)和油泵）、儲(chǔ)油箱、換向開(kāi)關(guān)、溢流開(kāi)關(guān)、壓力表等組成。油路系統(tǒng)有雙回路油路，主要是連接控制系統(tǒng)至千斤頂，主要由高壓軟油管、快插式管接頭、分流器等器件組成。

四、滑模、翻?；炷翝仓?/h2>

待滑模系統(tǒng)基座混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，即可進(jìn)行豎井滑?；炷恋臐仓?。滑模組裝后第一次爬升前，應(yīng)檢查爬升系統(tǒng)、爬桿（支撐桿）等可靠性，排除問(wèn)題保持模板連續(xù)爬升，且保持上下通訊信號(hào)的暢通。

當(dāng)滑模底部基座用腳手架及鋼模澆筑結(jié)束并達(dá)到一定強(qiáng)度后，將滑模通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)吊運(yùn)至設(shè)計(jì)安放位置并進(jìn)行測(cè)量檢查，保證已安裝的滑膜系統(tǒng)起始部位滿(mǎn)足施工要求，然后將爬升桿與相應(yīng)的錨桿焊接固定好，并用調(diào)節(jié)頂絲將上口滑模與基面固定；防止?jié)仓炷辽仙龝r(shí)使滑模出現(xiàn)傾斜。內(nèi)撐隨混凝土澆筑上升逐漸拆除。

1.滑?；?/p>

（1）初始滑升

首批入模的混凝土分層連續(xù)澆筑至60～70cm高后，當(dāng)混凝土達(dá)到強(qiáng)度（0.2～0.3MPa），便開(kāi)始試滑升。滑膜模板的初始滑升，必須對(duì)混凝土凝結(jié)狀態(tài)進(jìn)行檢查，達(dá)到強(qiáng)度后才能進(jìn)行。模板初滑時(shí)，應(yīng)緩緩升起全部千斤頂50mm，向上滑動(dòng)脫出模的混凝土用手指按壓應(yīng)不粘手或有輕微的指印，說(shuō)明即已具備滑動(dòng)爬升條件。模板初始（試驗(yàn)）滑升是為了觀(guān)察混凝土的實(shí)際凝結(jié)情況，以及最底部混凝土是否達(dá)到模板向上滑動(dòng)的脫模強(qiáng)度。

（2）正?；?/p>

模板經(jīng)初始滑升并檢查調(diào)整后，即可正常滑升就位?；臀浑A段的混凝土澆筑至模板上口以下100mm處。正常提升時(shí)應(yīng)控制速率為10～20cm/h，兩次提升的時(shí)間間隔不應(yīng)超過(guò)1.5h。在氣溫較高時(shí)應(yīng)增加1～2次中間提升，中間提升的高度為30～60mm，以減少模板與混凝土間的摩阻力。控制日滑升高度為3～5m?；龝r(shí)，若混凝土有流淌、坍塌或表面呈波紋狀，說(shuō)明混凝土未達(dá)到脫模強(qiáng)度，應(yīng)停止或放慢模板滑升速度；若脫?；炷帘砻娌粷駶?rùn)，手按有硬感或伴有混凝土表面被拉裂現(xiàn)象，則說(shuō)明脫模強(qiáng)度高，宜加快滑升速度?；辆酀仓雾?000mm時(shí)，找平混凝土，使混凝土標(biāo)高、結(jié)構(gòu)位置正確。該滑模系統(tǒng)根據(jù)豎井體型特點(diǎn)，在體型連續(xù)標(biāo)準(zhǔn)段，模板與提升系統(tǒng)同時(shí)上升（滑模），而在分布有牛腿的一側(cè)，僅是支撐模板的滑桿與提升系統(tǒng)同時(shí)上升，模板需在滑桿上升外露后用人工拆除并依次向頂部疊加（翻模），由于滑升時(shí)全部荷載由爬桿承受，此時(shí)應(yīng)特別注意支撐桿有無(wú)彎曲，千斤頂、油管及接頭、儀表有無(wú)漏油現(xiàn)象，模板是否均勻上升，模板垂直度是否正常等。連續(xù)澆筑，模板上滑，直到混凝土澆筑完畢與模板完全脫模為止。模板滑升時(shí)，應(yīng)使所有的千斤頂充分進(jìn)、排油。提升過(guò)程中，若不能使全部液壓千斤頂升起，應(yīng)停止提升操作，立即檢查原因，及時(shí)進(jìn)行處理。在操作過(guò)程中，操作平臺(tái)應(yīng)保持水平。各千斤頂相對(duì)標(biāo)高差不得大于50mm。

（3）完成滑升階段

滑模進(jìn)入完成滑升階段，當(dāng)模板滑升到距離井口頂部標(biāo)高1m左右，此時(shí)應(yīng)放慢滑升速度，并進(jìn)行準(zhǔn)確的找平和找正工作，以使最后一層混凝土能夠均勻，保證頂部標(biāo)高及結(jié)構(gòu)尺寸的正確。

2.滑模糾偏

模板在滑升過(guò)程中，由于液壓系統(tǒng)漏油及進(jìn)油排油等問(wèn)題，導(dǎo)致千斤頂不同步或受載不均衡，會(huì)使整個(gè)滑膜系統(tǒng)產(chǎn)生傾斜。所以，在模板滑升過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)前期測(cè)量所提供的垂釣點(diǎn)及時(shí)復(fù)核及糾偏，復(fù)核及糾偏采用漸變恢復(fù)方式或調(diào)整部分千斤頂進(jìn)行糾偏。偏移較大時(shí)應(yīng)多次糾偏，遵循漸變恢復(fù)原則。糾偏時(shí)還應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

（1）每次千斤頂爬桿每上升一定高度（一般50cm），進(jìn)行一次水平測(cè)量，監(jiān)測(cè)千斤頂高差情況并及時(shí)調(diào)整。

（2）混凝土澆筑應(yīng)對(duì)稱(chēng)均勻下料，保證模板不受側(cè)壓力而發(fā)生測(cè)壓偏差，改變布料方式，保證模板不偏離設(shè)計(jì)線(xiàn)。

（3）澆筑混凝土?xí)r設(shè)專(zhuān)人對(duì)模板及滑膜系統(tǒng)進(jìn)行看護(hù)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題即時(shí)糾正。

（4）應(yīng)設(shè)專(zhuān)人對(duì)千斤頂、爬桿、液壓系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。

3.滑模停滑

滑模?；ㄕＭ；疤厥馇闆r下的?；ＵＭ；腔；令A(yù)定高程；特殊情況下的?；ㄓ晏焱；溆秒娫醇捌渌馔庖蛩匾鸬耐；?。停滑后，應(yīng)采取下列?；胧?/p>

（1）混凝土應(yīng)澆灌到同一高程并收面水平。

（2）模板應(yīng)每隔30min啟動(dòng)液壓系統(tǒng)一次，每次將滑模模板提升50mm，如此連續(xù)進(jìn)行，直至混凝土與模板不會(huì)粘結(jié)為止。但模板的最大滑升量不得大于模板高度的一半。

（3）當(dāng)支撐桿的套管不帶錐度時(shí)，應(yīng)于次日將千斤頂再提升一個(gè)行程。

（4）繼續(xù)澆筑施工時(shí)，除應(yīng)對(duì)滑模液壓系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)檢查外，還應(yīng)將模板表面清除干凈，用水沖走殘?jiān)螅葷补嘁粚訙p半石子的混凝土，然后再進(jìn)行正常爬升澆筑。

通過(guò)滑模和翻模相結(jié)合的方法很好地解決了豎井連續(xù)澆筑的難題，得到了業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理的一致好評(píng)，充分說(shuō)明此方法是正確的，值得推廣。

五、建議

為了優(yōu)質(zhì)、高效、安全地完成豎井混凝土的施工，同時(shí)兼顧節(jié)約施工成本，提出以下幾條建議：

（1）為節(jié)省工程投資，可用滑模的爬桿替代相應(yīng)的豎向鋼筋。

（2）為加快施工進(jìn)度，將鋼筋的連接形式改為綁扎和套筒連接，但是鋼筋向上綁扎的倉(cāng)數(shù)不能太高，防止鋼筋變形發(fā)生失穩(wěn)。

（3）加強(qiáng)安全防護(hù)，防止松架倒塌事故、人員墜落、高空墜物等

（作者單位：河南省水文水資源局450000 河南大學(xué)土木建筑學(xué)院路橋工程系 475004）