堆石壩面板混凝土滑模施工工藝

孫建薇

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

1 工程概況

某水庫是一座以供水為主，兼顧灌溉和防洪等綜合效益的中型水利樞紐工程。工程等別為Ⅲ等中型工程，主要建筑物3級(jí)，次要建筑物4級(jí)，由鋼筋混凝土面板堆石壩、溢洪道、輸水隧洞、上壩公路等工程組成。

混凝土面板堆石壩頂寬8.0 m，壩軸線長(zhǎng)312.4 m，壩頂高程447.4 m，防浪墻頂高程448.6 m，最大壩高63.7 m，上游壩坡坡比1∶1.4，下游壩坡坡比1∶1.3，C 25鋼筋混凝土防滲面板厚0.4 m，防滲等級(jí)W8。

面板共分38塊，寬度分別為6.0 m和12.0 m兩種（其中6.0 m寬25塊，12.0 m寬13塊），面板頂部與壩頂防浪墻底部相接，高程為445.2 m；面板底部坐落在趾板上，最低高程為387.06 m。

工程所在地降雨較多，施工受氣候影響較大，技術(shù)難度高。大壩頂部作業(yè)平臺(tái)約8 m，工作面狹窄，設(shè)備物資投入大，人員短期投入較大，施工時(shí)相互干擾多，協(xié)調(diào)難度大。因此施工采用連續(xù)擠壓成型銅止水片、無軌滑模面板澆筑等施工技術(shù)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管理和施工組織要求較高。

2 模板設(shè)計(jì)與制作

2.1 滑動(dòng)模板

面板混凝土施工采用無軌滑模，滑模寬1.55 m，長(zhǎng)13.5 m/7.5 m（兩端超出面板寬度各0.75 m），滑模自重約4.6 t和2.2 t?；Ｉ稀⑾赂髟O(shè)兩個(gè)吊環(huán)，保證滑模提升到位，滑模由底部鋼面板、上部型鋼桁架及抹面平臺(tái)等三部分組成?；＜庸喂?jié)長(zhǎng)度分別為13.5 m和7.5 m，面板12 m使用13.5 m滑模進(jìn)行滑模施工作業(yè)；面板6 m使用7.5 m滑模進(jìn)行滑模施工作業(yè)。滑模采用2臺(tái)5 t卷揚(yáng)機(jī)牽引。

2.2 側(cè)面模板

混凝土面板隔塊澆筑，先澆塊混凝土面板側(cè)模為方木疊加結(jié)構(gòu)，采用斷面為12 cm×14 cm×2 m的方木迭加而成，方木中間夾1～5 cm厚度不等的薄木板以調(diào)節(jié)模板頂面高度，方木之間利用扒釘固定。側(cè)模每隔2 m設(shè)一道鋼管豎帶，用上、下兩道拉桿與面板鋼筋焊接固定，面板兩側(cè)嵌縫止水填料的三角槽采用邊長(zhǎng)為7 cm×5 cm的直角三角木條釘在側(cè)模上即可。

2.3 滑模設(shè)計(jì)計(jì)算

2.3.1 滑模的配重計(jì)算

根據(jù)滑模要求（自重+配重+施工荷載）的垂直壓力大于流態(tài)混凝土對(duì)滑模產(chǎn)生的上浮力的要求，得計(jì)算公式：

式中：G1——滑模自重，G1=46 000 N；

G2——滑模的最小配重加施工荷載為待求參數(shù)，kN；

α——面板混凝土面與水平面的夾角，cosα≈0.814，推得sinα≈0.581；

P——新澆筑的流態(tài)混凝土對(duì)滑模的浮托力，kN。

滑模自重（G1）計(jì)算見表1。

表1 滑模自重（G1）計(jì)算表

流態(tài)混凝土對(duì)滑模浮托力計(jì)算公式：

式中：Pn——內(nèi)側(cè)模板單位面積混凝土側(cè)壓力，取4.5 KN/m2；

L——滑模與混凝土接觸面的長(zhǎng)度；

B——滑模底板寬度，取1.24 m。

將G1=46 kN，P=48.63 kN，cosα=0.814代入（G1+G2）cosα≥P式中，求得配重G2≥13.742 kN，即至少需要配1.374 t的重量，為了留有一定富余量，確?；啥说钠胶?，在滑模兩端各配置0.75 t配重。

2.3.2 滑模牽引力計(jì)算

滑模牽引力的大小與滑模自重、刮板及新澆筑混凝土的粘結(jié)力有關(guān)，滑?；瑒?dòng)的最小牽引力計(jì)算公式：

T=（∑Gsinα+f∑Gcosα+T＇F）K=196.38 kN

式中：T——滑模滑動(dòng)時(shí)的最小牽引力，kN；

∑G——滑模自重、配重加施工荷載，kN；

f——滑模與側(cè)模之間滑動(dòng)摩擦系數(shù)，取0.05；

T＇——滑模刮板與混凝土之間的粘結(jié)力，一般取5 kPa；

α——混凝土面板與水平面之間的夾角，為35.537°；

F——滑模與混凝土接觸面的表面積，12×1.55=18.6 m2；

K——安全系數(shù)，取1.5（參照建筑施工計(jì)算手冊(cè)）。

選用2臺(tái)5 t慢速卷揚(yáng)機(jī)，每臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)附加1套動(dòng)滑輪和1股直徑為25 mm的鋼絲繩來牽引滑模，2臺(tái)5 t卷揚(yáng)機(jī)及其配套設(shè)施產(chǎn)生的牽引力之和為：F′=5 t×10 kN/t×2×2=200 kN ＞T，能夠滿足牽引力的要求。

2.3.3 卷揚(yáng)機(jī)錨固計(jì)算

滑?？偁恳?96.38KN，每臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)水平方向分力F水平為79.93 kN、豎向分力F豎向?yàn)?7.05 kN。

卷揚(yáng)機(jī)防止傾覆計(jì)算

Q1≥K（F水平×h+F垂直×e-G×a）/b=27.88 kN

式中：Q1——防傾覆或滑移加在卷揚(yáng)機(jī)后的壓重力；

K——安全系數(shù)，取1.5；

h——傾覆點(diǎn)與水平拉力作用線的距離，取0.45；

e——傾覆點(diǎn)與卷揚(yáng)機(jī)前端的距離，取0.66 m；

G——卷揚(yáng)機(jī)（包括底座）自重，取17.94 kN；

a——傾覆點(diǎn)與卷揚(yáng)機(jī)重心線的距離，取1.15 m；

b——傾覆點(diǎn)與壓重物重心線的距離，取2.85 m。

卷揚(yáng)機(jī)受水平拉力作用，防止水平滑動(dòng)計(jì)算：

式中：μ1——重物與堆石料的摩擦系數(shù)，取0.5；

μ2——卷揚(yáng)機(jī)底座與堆石料的摩擦系數(shù)，取0.5；

按照上述計(jì)算，卷揚(yáng)機(jī)防止傾覆需配重約2.8 t，防止滑動(dòng)需配重約19.9 t，二者取大值，卷揚(yáng)機(jī)配重實(shí)際取值為19.9 t。同時(shí)在每臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)后插入2根直徑28 mm鋼釬與卷揚(yáng)機(jī)底座連接，確保卷揚(yáng)機(jī)的穩(wěn)定。

3 面板滑模施工工藝

面板滑模施工工藝流程為：施工準(zhǔn)備、模板設(shè)計(jì)及加工、側(cè)模安裝校核、滑模安裝、溜槽安裝、混凝土澆筑及滑膜滑行、壓面。

3.1 模板安裝

3.1.1 側(cè)模安裝

自下而上進(jìn)行側(cè)模安裝，采用拉筋內(nèi)拉、鋼筋外撐進(jìn)行固定。初步安裝完成后，為保證接縫平整嚴(yán)密（縫面垂直度和側(cè)模之間），沒有錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象，用薄木板進(jìn)行調(diào)整。5 t卷揚(yáng)機(jī)牽引鋼筋臺(tái)車送至現(xiàn)場(chǎng)。

允許偏差：偏離分縫設(shè)計(jì)線±3 mm，模板垂直偏差±3 mm，2 m范圍內(nèi)起伏差為5 mm。

側(cè)向模板既能控制混凝土面板頂面位置，又能保證面板厚度滿足相關(guān)要求，因此側(cè)面模板的平面位置、頂高、頂面平整度必須符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，并要穩(wěn)固?；炷翝仓^程中要安排專人檢查模板，發(fā)生位移要及時(shí)進(jìn)行校正處理；后澆塊不做側(cè)模，滑模直接放在先澆塊上（詳見圖1）。

圖1 面板側(cè)模支立圖

3.1.2 滑模安裝

完成側(cè)模和鋼筋安裝，且經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)倉合格后，用吊車將滑模和卷揚(yáng)機(jī)（2臺(tái)及配重塊）吊裝就位。卷揚(yáng)機(jī)配重約20 t（采用1.2 m×1.2 m×1.2 m的混凝土預(yù)制塊，每塊重4.4 t），卷揚(yáng)機(jī)底座為型鋼支架（長(zhǎng)3.53 m，寬1.66 m，高0.14 m），配重塊放在型鋼支架上，起穩(wěn)定卷揚(yáng)機(jī)的作用；將滑模吊至側(cè)模上，系上牽引鋼絲繩（直徑為25 mm）?；０惭b前應(yīng)清除粘結(jié)物，并清洗干凈，以保證出倉混凝土表面的平整度。吊裝時(shí)嚴(yán)禁碰撞，以免滑模變形。

3.2 模板滑行

滑模用2臺(tái)5 t卷揚(yáng)機(jī)牽引，牽引點(diǎn)在滑模兩側(cè)，牽引滑模緩慢平穩(wěn)下滑至倉面起始點(diǎn)，經(jīng)檢查滑模和側(cè)模安全無誤后方可投入使用?；Ｏ禄瑫r(shí)，將溜槽堆放在滑模的工作平臺(tái)上，邊下滑邊安裝，10號(hào)鐵絲斜拉在鋼筋網(wǎng)上加固溜槽，間距應(yīng)小于10 m。溜槽搭設(shè)必須順直，加固牢靠。

滑模上須加設(shè)防滑保護(hù)裝置。在滑模兩端各設(shè)1臺(tái)手扳葫蘆，葫蘆掛在面板鋼筋上，用鋼絲繩拉緊，隨模板滑升逐漸收短，使其始終處于受力狀態(tài)，以確保施工安全。

專人操作卷揚(yáng)機(jī)提升滑模，滑?；?，清除滑模前沿模板頂面的混凝土，以減少滑升時(shí)的阻力。每澆筑一層（25～30 cm）混凝土滑模提升一次，滑?；乃俣?，與澆筑強(qiáng)度、脫模時(shí)間相適應(yīng)。時(shí)間以保證混凝土不初凝、滑過部分的混凝土不流淌便于人工收面為準(zhǔn)?；俣冗^大，脫模后混凝土易向下坍落而產(chǎn)生波浪狀，給抹面帶來困難，面板表面的平整度不好控制；滑升速度過于小的話，混凝土容易粘住模板，形成粘模，把混凝土拉裂?；?shí)際的滑升速度需要通過工地現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)來確定；一般情況下，滑模平均滑升速度宜為1.5～2.5 m/h左右，最大滑升速度不宜超過3.5 m/h，間隔時(shí)間最好不超過30 min。滑?；俣葢?yīng)平穩(wěn)、均衡。

4 模板拆除

整塊混凝土澆筑完成24 h后開始拆除側(cè)模，拆除時(shí)應(yīng)注意不得損壞混凝土表面，拆模后進(jìn)行封面處理，工作內(nèi)容包括：側(cè)模拉筋孔及接頭處打磨、涂刷瀝青乳液，施工時(shí)嚴(yán)防污染銅止水等。