察汗乌苏水电站泄洪洞室滑模衬砌施工（王志明,吴远亮）

关 键 词: 滑模施工;城门洞形洞室;混凝土衬砌;察汗乌苏水电站

中图分类号: TV554+ 14 文献标识码: A

1 概述

新疆察汗乌苏水电站泄洪洞明流段洞身截面形式为半圆城门洞形，桩号从泄0+574.802～0+655.802，洞身衬砌底板高程1560.7～1558.5m，衬砌底板以纵向底坡曲线#####Y=0.02X+0.004X2（i=2%）坡度延伸。城门洞形截面形式为:两侧边墙高度为7.0m，洞顶为半径R=4.04m的120°圆弧拱顶、拱顶的混凝土厚度为2.02m。整个洞身混凝土衬砌厚度为1.0m。

根据多年来滑模施工经验，对泄洪洞明流段洞身的城门洞形结构采用滑模施工。

2 洞身滑模施工工艺

2.1 滑模设计

边墙滑模采用1000mm×1000mm矩形桁架梁作为模板的围梁（见图1），桁架主梁采用∠80×8角钢，腹杆采用∠63×6角钢，模板采用P6015组合小钢模，模板高度为150cm，提升架采用“F”型提升架，“F”型提升架主梁采用18号槽钢，高度为1.8m，提升动力采用10台10t穿心式千斤顶。支承杆（俗称爬杆）采用φ48×3.5m钢管，由于爬杆占用1根竖向钢筋的位置，在施工中每1根爬杆代替相应位置1根竖筋。为了便于混凝土脱模后进行混凝土养护及缺陷修补，在桁架梁下端吊挂一辅助平台，平台采用∠50×5角钢，辅助平台80cm宽，铺δ=5cm马道板，利用φ16钢筋每隔1.5m悬挂在桁梁上，外侧焊接围栏并挂设安全防护网，以确保施工人员的安全。

顶拱衬砌采用单独一套龙门钢架进行衬砌，底板面上铺设行走轨道，采用手拉葫芦进行移动。

2.2 模体荷载分析计算

（1）滑模结构自重。钢结构15000kg，木板1500kg;g1 =16500kg。

（2）施工荷载。工作人员30人×75kg/人=2250kg;一般工具2000kg。考虑2倍的动力系数及1.3倍的不均匀系数，施工荷载为:g2 =（2250+2000）×2×1.3=11050kg

（3）滑升摩擦阻力。单位面积上的滑升摩擦阻力计算时，考虑附加系数为1.5，所以整圈模板上的滑升摩擦阻力为（按每平米200kg计算）:g3 =S×200×1.5=24×200×1.5=7200kg。

（4）竖向荷载总重。g=g1+g2+g3=16500+11050+7200=34750kg。

（5）混凝土对模板的侧压力。当采用插入式振捣器时，混凝土对模板的侧压力为:

P=r（h+0.05）

式中r为混凝土的容重，取2500kg/m3;h为每层浇筑混凝土厚度，取0.3m，则:P1=2500×（0.3+0.05）=875kg/m2

同时考虑浇筑混凝土时，动荷载对模板的侧压力P2=200kg/m2，故:P=P1+P2=875+200=1075kg/m2

（6）支撑杆（爬杆）计算。按有关计算规定，根据计算结果（略），选用千斤顶10台，支撑杆10根，可满提升能力要求。

3 滑模施工

3.1 模体安装

当底板混凝土浇筑结束后，即可进行滑模体的安装，在模体安装之前，在混凝土外侧同一水平面上，每隔3m左右，用φ32钢筋焊接一个宽度不小于1.2m桁架梁支承平台，平台上平面高出混凝土面25cm，桁架梁在地面加工好之后，利用起吊设备放在已安装好的支承平台上，准确对中，找平、依次安装模板、提升架及千斤顶。

3.2 钢筋绑扎

滑模施工中，钢筋绑扎采用边滑升边绑扎钢筋，平行作业方式，钢筋的绑扎，始终超前混凝土30cm左右，钢筋的垂直运输利用现场起吊设备吊至滑模工作盘上。

3.3 混凝土入仓方式

混凝土入仓下料方式采用混凝土泵输送，安装两套泵管，泵管安装在两侧门槽内，利用脚手架加固牢靠，分别向两侧均匀对称入仓，混凝土泵管随着模体的上升而接长，为了保证混凝土顺利入仓，要求混凝土和易性好，坍落度控制为12～17cm。

3.4 滑模滑升

混凝土初次浇筑和模板初次滑升应严格按以下步骤进行，第1次浇筑10cm厚半骨料的混凝土或砂浆，接着按分层30cm浇筑第2层，厚度达到70cm时，开始滑升3～6cm，检查脱模混凝土凝固是否合适。第4层浇筑后滑升6cm，继续浇筑第5层又滑升12～15cm，第6层浇筑后滑升20cm，若无异常现象，便可进行正常浇筑和滑升。

滑模的初次滑升要缓慢进行，并在此过程中对液压装置，模板结构以及有关设施在负载情况下作全面检查，发现问题及时处理，待一切正常后方可进行正常滑升。

施工转入正常滑升时，应尽量保持连续施工，并设专人观察和分析混凝土表面情况，确定合适的滑升时间，并根据以下几点进行鉴别:滑升过程能听到“沙沙”的声音;出模的混凝土无流淌和拉裂现象;手按有硬的感觉，并能留出1mm左右的指印，能用抹子抹平。

滑模正常滑升根据现场施工情况，确定合理的滑升速度，按正常滑升每次间隔2h，控制滑升高度30cm，日滑升高度控制在3.0m左右。

混凝土表面修整是关系到结构外表的工序，当混凝土脱模后须立即进行此项工作，一般用抹子在混凝土表面用原浆压平或修补，如表面平整亦可不做修整，为使已浇筑的混凝土具有适宜的硬化条件，防止发生裂缝，在辅助盘上设洒水管及时对脱模后墙体进行洒水养护。

滑模施工工艺:混凝土下料→平仓振捣→滑升→钢筋绑扎→下料。

对滑模混凝土要求固身初凝时间6～8h。所谓固身初凝是达不到初凝但又不流淌。

3.5 测量控制

滑模在滑升过程中，受各种不均匀动力影响，模体会发生偏移情况，为了方便及时地观察模体偏移，在闸门门槽两端中心线位置上悬挂两根（或4个角各设1根）重垂线，同时在模体的上游侧下放两根重垂线，塔体两侧中心位置各放1根），每滑升30cm时检查重垂线相对于初始混凝土的位移，发现偏差及时纠偏，保证混凝土体形变形在3cm之内。

4 滑模技术要求

（1）施工前，对混凝土的配合比、外加剂掺量进行试验，测定混凝土的塌落度、初凝时间，为滑模施工做好技术准备。

（2）从滑模组装到混凝土浇筑施工，严格按照闸墩周边线进行控制，确保其垂直度，偏差要符合施工质量技术要求。

（3）严格按照分层分片对称浇筑混凝土，每次滑升间隔时间不超过2h，滑升高度最大不超过300mm。

（4）每次浇筑后必须露出最上面一层横筋，钢筋绑扎间距符合要求，每层钢筋基本上呈一水平面，上下层之间接头要错开，竖筋间距按设计布置均匀，相邻钢筋的接头要错开，在同一水平面的钢筋接头数应小于总数的1/5。

（5）盘上要经常备用一部分钢筋，竖筋不少于50根，横筋不少于3层。

（6）在滑升的过程中，每次滑升要进行一次测量工作，发现问题及时处理。

（7）交接班应在工作面进行，了解上班滑升情况和发现问题，制定本班的滑升方式，滑升2～3个行程要进行测定。

（8）加强设备的使用和维护工作，控制箱在每次滑升前油泵空转1～2min，给油终了时间2～3s，回油时间不少于10s，在滑升过程中应了解设备运行状态，有无漏油和其它异常现象，工作不正常的千斤顶要及时更换，拆开检修备用。

（9）因故停止浇筑混凝土超过2h，应采取“紧急停滑措施”并对停工造成的施工缝认真处理。滑模施工中出现问题应及时处理。

（10）滑模施工中容易出现的问题有:滑模操作盘倾斜、滑模盘平移、扭转、模板变形、混凝土表面缺陷、爬杆弯曲等，其产生的根本原因在于千斤顶工作不同步，荷载不均匀，浇筑不对称，纠偏过急等。因此，在施工中要首先把好质量关，加强观测检查工作，确保良好运行状态，发现问题及时解决。具体解决方法为:①纠偏。利用千斤顶自身纠偏，即关闭1/5的千斤顶，然后滑升2～3行程，再打开全部千斤顶滑升2～3行程，反复数次逐步调整至设计要求。并针对各种不同情况，施加一定外力给予纠偏。所有纠偏工作不能操之过急，以免造成混凝土表面拉裂、滑模变形、爬杆弯曲等事故发生。②爬杆弯曲处理。爬杆弯曲时，采用加焊钢筋或斜支撑，弯曲严重时将其切断，接入爬杆重新与下部爬杆焊接，并加焊“人”字型斜支撑。③模板变形处理。对部分变形较小的模板采用撑杆加压复原，变形严重时，将模板拆除修复。④混凝土表面缺陷处理。采用局部立模，补上比原标号高一级的细骨料膨胀混凝土并抹平。

5 施工特点

泄洪洞洞身段底板使用常规模板进行施工;两侧边墙采用滑模施工，滑模施工具有速度快，混凝土连续性好，表面质量光滑，材料消耗少，施工安全等诸多优点，制作3套滑模模体，两套作为顶拱定型模板的拆除、移动、安装及承重平台，1套模体进行循环施工;拱顶采用定型拱架模板（制作1套），拱顶定型模板的下部支撑采用边墙滑模模体承重，顶拱浇筑完成后，将顶拱定型模板整体拆除，采用卷扬机和轨道相结合将顶拱定型模板移动至下一边墙滑模模体上调节、安装，并进行下一仓顶拱施工。

6 结语

滑模在单圆城门洞形洞身中施工应用，与常用模板，甚至钢模台车相比，较好地节约了成本，加快了施工进度，可保证混凝土表面质量更光滑，施工处理起来也更为方便。主要突出优点还在于其适用性较钢模台车更广泛，灵活性也较强，使用潜力比较大，值得借鉴与推广。

作者简介: 王志明，男，武警水电第二总队司令部工程技术科，工程师。