浅谈大深度竖井的滑模施工

GXF360 2017-11-11

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张冰王培丞

一、工程概况

水电站地下厂房交通竖井1条，母线竖井5条。母线竖井的断面尺寸为5m（5.5m）×6m，单条长度为160m。母线竖井在EL303.5分布有3#母线交通廊道，在EL273.5m分布有2#母线交通廊道，在EL220分布有1#母线交通廊道。竖井在开挖过程中均遇到溶洞。5条母线竖井喷钢纤维混凝土厚度5cm，衬砌厚度45cm。衬砌断面内设有纵向及横向排水管、止水、接地、照明埋件等。具体工程量见表1。

二、总体施工方案

厂房竖井混凝土浇筑根据地形和工期要求，按2#、4#、3#、5#、1#的顺序进行。竖井混凝土浇筑在竖井范围内母线洞段混凝土浇筑结束后进行，根据竖井体型特点，采用成熟新工艺滑模及翻模相结合方法从下至上进行混凝土浇筑，即在直段采用滑模，牛腿段采取翻模，模板及支撑均通过液压系统提升。滑模底部基座混凝土采用脚手架支撑小钢模进行浇筑。从工期上考虑，制作3套滑模浇筑竖井混凝土。采取钢筋绑扎及预埋件安装超前、混凝土浇筑紧跟的方法进行施工，其中混凝土浇筑采用强制式搅拌机拌制混凝土，采用溜管垂直输送入仓，钢筋运输采用在母线竖井井口上安装10吨卷扬机进行垂直吊送，竖井原则上一次浇筑成型，必要时视浇筑情况设置永久施工缝，永久施工缝采用QZ15-200橡胶带进行止水。母线竖井混凝土浇筑程序为：竖井底板混凝土浇筑→滑模基座混凝土浇筑→井壁混凝土浇筑（埋件及钢筋绑扎超前施工）→竖井爬梯混凝土吊装（提前预制）→缺陷修补→竖井盖板吊装（提前预制）。

三、滑模结构

电站母线竖井采用滑模浇筑施工，母线滑膜模板结构主要由滑膜模板及翻模模板系统、浇筑及钢筋安装操作平台、爬升及固定滑膜液压提升系统等多部份组成。

1.模板系统

滑膜模板系统主要包括模板及翻模、钢桁架式围圈、爬升架等。

（1）滑膜模板：滑膜模板主要有滑升钢模板、翻模及楼梯承台异形模板等，滑升模板由标准模板（120cm× 30cm）和异形非标准模板沿竖向拼接成滑膜整体结构。翻模根据结构尺寸由型材制作而成，为便于安拆，翻模间采用快速螺栓连接，模板单块宽度根据机构尺寸确定模块标准化。为便于脱模爬升，在滑模模板爬升时应把滑膜模板调整为上口大、下口小，形成单面倾斜度，减少提升的摩阻力。

（2）钢桁架式围圈：用于承受模板传递的水平和竖向的荷载，固定模板，将其荷载均匀地传递到提升架上。

（3）爬升架：由钢结构框架和木质铺板组成，外围设置钢制栏杆，上部采用钢结构支持连接溜桶，方便浇筑混凝土时下料。

2.操作平台系统

操作平台系统主要分为顶部混凝土下料分配平台、中部浇筑及爬升操作平台及下部混凝土检查及收面平台。

（1）混凝土下料分配平台：由钢结构框架及木质铺板组成，周围布置钢制栏杆，供浇筑时向各个舱内均匀下料。

（2）中部浇筑及爬升操作平台：该平台由上部吊架结合木板铺设在四周围圈，中部布置爬升液压控制台及各种模板控制系统等设备，是浇筑混凝土施工人员和滑膜移动、就位、调整的控制平台。

（3）混凝土检查及收面平台：该平台主要供混凝土浇筑过程检查，预埋钢板、混凝土养护及质量检查。待翻模模板拆除后对混凝土进行最后的抹面处理。

3.液压爬升系统

液压爬升系统是滑模移动的动力装置，由爬杆（支承杆）、液压千斤顶、液压控制系统和油泵及油路等组成。

（1）爬杆（支承杆）：是千斤顶移动的轨道，采用φ48×3.5mm钢管组成，爬杆（支承杆）离模板边线8～10cm，并代替竖向钢筋，爬杆共16根，单节长度，可根据钢筋绑扎高度来订，一般为3m。连接接头处用丝牙连接。

（2）液压千斤顶：采用穿心式楔块液压千斤顶，通过油泵对千斤顶进行供油和停油，使千斤顶进行动作，从而带动滑膜系统爬升，该系统用于爬升的液压千斤顶共布置16个。

（3）液压控制、油泵及油路系统：用于操作千斤顶的动作。液压控制台（QYD-36）主要由操作杆、动力装置（电动机和油泵）、储油箱、换向开关、溢流开关、压力表等组成。油路系统有双回路油路，主要是连接控制系统至千斤顶，主要由高压软油管、快插式管接头、分流器等器件组成。

表1 母线竖井主要工程量表

项目竖井结构混凝土单位m3 m3规格W 6，C 25二级配C 25 W 2二级配楼梯梯段板及顶部盖板排水管数量备注8463 760 PVC-U壁厚3至5m m 10228 PVC-U壁厚3m m 222 720排水管连接件名称混凝土预制混凝土φ75 φ50直角弯三通四通PVC-U壁厚不小于管材壁厚8×48m= 384m橡胶止水带m m个个个m 720 1480 Q Z15-200 5445

四、滑模、翻模混凝土浇筑

待滑模系统基座混凝土达到设计强度后，即可进行竖井滑模混凝土的浇筑。滑模组装后第一次爬升前，应检查爬升系统、爬杆（支撑杆）等可靠性，排除问题保持模板连续爬升，且保持上下通讯信号的畅通。

当滑模底部基座用脚手架及钢模浇筑结束并达到一定强度后，将滑模通过卷扬机吊运至设计安放位置并进行测量检查，保证已安装的滑膜系统起始部位满足施工要求，然后将爬升杆与相应的锚杆焊接固定好，并用调节顶丝将上口滑模与基面固定；防止浇筑混凝土上升时使滑模出现倾斜。内撑随混凝土浇筑上升逐渐拆除。

1.滑模滑升

（1）初始滑升

首批入模的混凝土分层连续浇筑至60～70cm高后，当混凝土达到强度（0.2～0.3MPa），便开始试滑升。滑膜模板的初始滑升，必须对混凝土凝结状态进行检查，达到强度后才能进行。模板初滑时，应缓缓升起全部千斤顶50mm，向上滑动脱出模的混凝土用手指按压应不粘手或有轻微的指印，说明即已具备滑动爬升条件。模板初始（试验）滑升是为了观察混凝土的实际凝结情况，以及最底部混凝土是否达到模板向上滑动的脱模强度。

（2）正常滑升

模板经初始滑升并检查调整后，即可正常滑升就位。滑升就位阶段的混凝土浇筑至模板上口以下100mm处。正常提升时应控制速率为10～20cm/h，两次提升的时间间隔不应超过1.5h。在气温较高时应增加1～2次中间提升，中间提升的高度为30～60mm，以减少模板与混凝土间的摩阻力。控制日滑升高度为3～5m。滑升时，若混凝土有流淌、坍塌或表面呈波纹状，说明混凝土未达到脱模强度，应停止或放慢模板滑升速度；若脱模混凝土表面不湿润，手按有硬感或伴有混凝土表面被拉裂现象，则说明脱模强度高，宜加快滑升速度。滑升至距浇筑段顶1000mm时，找平混凝土，使混凝土标高、结构位置正确。该滑模系统根据竖井体型特点，在体型连续标准段，模板与提升系统同时上升（滑模），而在分布有牛腿的一侧，仅是支撑模板的滑杆与提升系统同时上升，模板需在滑杆上升外露后用人工拆除并依次向顶部叠加（翻模），由于滑升时全部荷载由爬杆承受，此时应特别注意支撑杆有无弯曲，千斤顶、油管及接头、仪表有无漏油现象，模板是否均匀上升，模板垂直度是否正常等。连续浇筑，模板上滑，直到混凝土浇筑完毕与模板完全脱模为止。模板滑升时，应使所有的千斤顶充分进、排油。提升过程中，若不能使全部液压千斤顶升起，应停止提升操作，立即检查原因，及时进行处理。在操作过程中，操作平台应保持水平。各千斤顶相对标高差不得大于50mm。

（3）完成滑升阶段

滑模进入完成滑升阶段，当模板滑升到距离井口顶部标高1m左右，此时应放慢滑升速度，并进行准确的找平和找正工作，以使最后一层混凝土能够均匀，保证顶部标高及结构尺寸的正确。

2.滑模纠偏

模板在滑升过程中，由于液压系统漏油及进油排油等问题，导致千斤顶不同步或受载不均衡，会使整个滑膜系统产生倾斜。所以，在模板滑升过程中，应根据前期测量所提供的垂钓点及时复核及纠偏，复核及纠偏采用渐变恢复方式或调整部分千斤顶进行纠偏。偏移较大时应多次纠偏，遵循渐变恢复原则。纠偏时还应注意以下事项：

（1）每次千斤顶爬杆每上升一定高度（一般50cm），进行一次水平测量，监测千斤顶高差情况并及时调整。

（2）混凝土浇筑应对称均匀下料，保证模板不受侧压力而发生测压偏差，改变布料方式，保证模板不偏离设计线。

（3）浇筑混凝土时设专人对模板及滑膜系统进行看护检测，发现问题即时纠正。

（4）应设专人对千斤顶、爬杆、液压系统进行维护保养。

3.滑模停滑

滑模停滑包括正常停滑及特殊情况下的停滑。正常停滑是滑模滑升至预定高程；特殊情况下的停滑包括雨天停滑、备用电源及其他意外因素引起的停滑等。停滑后，应采取下列停滑措施：

（1）混凝土应浇灌到同一高程并收面水平。

（2）模板应每隔30min启动液压系统一次，每次将滑模模板提升50mm，如此连续进行，直至混凝土与模板不会粘结为止。但模板的最大滑升量不得大于模板高度的一半。