配重式滑模在貼坡式護坡混凝土施工中的應(yīng)用

周艷麗

（湖南水總水利水電建設(shè)有限公司 長沙市 410007）

采用滑動模板進行水工建筑物混凝土施工，是一項安全、優(yōu)質(zhì)、高效的先進技術(shù)。滑動模板施工對加快施工進度、提高施工質(zhì)量和經(jīng)濟效益均有重要的意義。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，滑動模板施工的新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備不斷地被采用，滑動模板施工技術(shù)的發(fā)展，對保證工程質(zhì)量起到了很好的作用。

在皂市水利樞紐下游右岸護岸工程施工中，利用滑模技術(shù)施工收到了比較好的效果。滑模施工改善了施工條件、減少了勞動強度、加快了施工進度、節(jié)約了資源、降低了工程成本，充分體現(xiàn)了混凝土的連續(xù)性施工特點。實踐表明，推廣這一先進技術(shù)能夠提高貼坡式護坡面板混凝土的施工質(zhì)量，進一步完善混凝土面板的施工技術(shù)。

1 工程概況

皂市水利樞紐是澧水流域骨干防洪工程之一，控制流域面積3000km2，占渫水流域面積的93.7%。該工程以防洪為主，兼有發(fā)電、灌溉、航運等綜合效益。皂市水利樞紐屬Ⅰ等工程，大壩、泄洪建筑物等為1級建筑物，電站廠房、消能建筑物、灌溉渠首、下游護岸為3級建筑物。下游右岸護岸工程包括從導(dǎo)流隧洞出口已施工的鄧家嘴護岸工程至皂市新大橋的沿河范圍內(nèi)的岸坡地段，長約1000m。岸坡現(xiàn)階段基本穩(wěn)定，岸坡沖刷失穩(wěn)破壞型式以崩塌型為主。右岸護岸工程頂標(biāo)高按沿江公路路面高程進行控制，護岸邊坡坡比為1∶1.5～1∶2。

2 滑模施工方案確定

右岸護岸工程高程83m馬道平臺以下采用貼坡式混凝土護坡，有回填要求的護坡采用石渣填料回填，護坡結(jié)構(gòu)層依次為100mm厚砂礫石墊層、50mm厚M10水泥砂漿找平層，250mm厚C20混凝土護坡面板，邊坡按間排距3m梅花形布置Φ100mm排水孔；高程83m以上采用混凝土植生塊護坡，植生塊護坡下填250mm厚壤土并設(shè)土工布反濾。

右岸護坡高程83m以下混凝土面板總面積達18880 m2，每幅面板寬5m。工程分布范圍廣，因受現(xiàn)場施工條件限制，施工難度較大，現(xiàn)場不宜布置大型施工設(shè)備，且工程項目處于皂市水利樞紐下游沿江風(fēng)光帶，對混凝土外觀質(zhì)量要求較高，必須在汛前完成護坡混凝土施工，施工工期緊迫。若采用常規(guī)混凝土施工方案，各種模板的材料供應(yīng)、制作、運輸、安裝，直至拆除和保管、維護等工作量及所投入的人力、物力、財力都非常大，坡面混凝土施工時，模板難以有足夠的強度和剛度來承受混凝土澆筑時的浮托力，以滿足模板穩(wěn)定、不變形走樣等要求，且無法解決常規(guī)模板施工易出現(xiàn)的混凝土漏漿、跑模、錯臺、掛簾、表面氣泡等施工質(zhì)量問題。經(jīng)反復(fù)研究和綜合以往施工經(jīng)驗，護岸邊坡坡面較平緩，坡比為1∶1.5～1∶2，擬定護坡采用配重式滑模施工方案，即采用配重方式平衡混凝土浮托力，可有效地解決以上施工難題，并確保工程質(zhì)量和進度，降低工程成本，為實現(xiàn)皂市水利樞紐工程防洪度汛目標(biāo)奠定堅實的基礎(chǔ)。

3 滑模施工特點

采用滑模工藝進行貼坡式護坡面板施工，有如下優(yōu)勢：

（1）在氣溫適宜、混凝土塌落度及初凝時間均滿足要求的情況下，混凝土澆筑連續(xù)性好，表面光滑，平整度高，基本無需修補，外觀質(zhì)量好；

（2）模板需求量小，不需要重復(fù)立模及搭設(shè)腳手架，輔助材料少；

（3）施工速度快，每小時平均上升（1.50～2.00）m，是常規(guī)施工無法比擬的。

4 滑模設(shè)計制作要求

4.1 根據(jù)工程項目特點，滑模設(shè)計制作應(yīng)能滿足如下要求

（1）滑軌長度要求可調(diào)整，兩側(cè)滑軌可以安裝在不同平面，滿足邊坡長度和扭曲面的變化要求；

（2）滑動面板制作滿足扭曲面施工要求，面模分塊制作，現(xiàn)場易于拼裝；

（3）配重系統(tǒng)與組合鋼模板分離，各個部件均為組合件，且現(xiàn)場易于拆移安裝，裝卸方便；

（4）模板提升系統(tǒng)靈活機動，兩端既可同步、又能異步提升；

（5）整個系統(tǒng)易于拼裝，轉(zhuǎn)運靈活，施工方便，安全性高，經(jīng)濟適用。

4.2 組合鋼模板模體結(jié)構(gòu)設(shè)計

模板由主梁、面板和輪架構(gòu)成。面模結(jié)構(gòu)采用兩根Ⅰ10工字鋼進行拼裝，工字鋼下部用L6.3角鋼加4cm厚鋼板焊接而成。組合鋼模板結(jié)構(gòu)體系如圖1所示。

圖1 滑模鋼桁架示意圖

面模長度為5.5m，寬度為1.2m，為確保面模在長度方向有足夠的強度、剛度及整體性，沿高度方向可以適應(yīng)一定的扭曲變化，保證在扭曲和漸變面上能夠使用，沿面模長度按間距500mm設(shè)置L6.3等邊角鋼進行焊接加固處理，兩根工字鋼上部采用Φ25鋼筋焊接。面模在前后兩端焊接Φ25吊環(huán)，前面吊環(huán)Φ用來懸掛鋼絲繩或手拉葫蘆，后面吊環(huán)用來懸掛收光平臺。面模配重采用預(yù)制混凝土塊，面模下部焊接擋板防止配重塊滑落，在不同坡比下采用不同的配重滿足受力要求。兩根導(dǎo)軌采用高65mm的輕軌制作。

4.3 側(cè) 模

護坡混凝土面板厚度為250mm，面板下部為50mm厚M10水泥砂漿墊層，坡面平整，側(cè)模采用30mm厚瀝青杉板，只需考慮混凝土側(cè)壓力對模板斜撐進行加固。施工中立模放樣要求準(zhǔn)確，同時對側(cè)模支撐結(jié)構(gòu)要有足夠的強度，支撐點必須穩(wěn)固，可采用鉆孔埋插筋進行固定，既能保證側(cè)模一次安裝到位，又能避免模板裝拆的繁瑣工作。

4.4 配重與牽引系統(tǒng)

滑模軌道沿修整的坡面每隔0.5m布置一個混凝土預(yù)制塊，預(yù)制塊高度為250mm，同混凝土面板厚度，每個預(yù)制塊上預(yù)埋2根M12螺栓用以固定高65mm的輕軌。面?，F(xiàn)場安裝直接擱置于面板兩側(cè)的導(dǎo)軌上。為避免在施工中混凝土振搗使模板上浮，面模上需加配重塊。依據(jù)SL32-92《水工建筑物滑動模板施工技術(shù)規(guī)范》第4.4.3.1設(shè)計荷載，新澆混凝土對模板的上托力：模板傾角小于45°時，?。?～5）kN/m2，大于45°時，?。?～15）kN/m2。護岸邊坡坡比為1∶1.5～1∶2，即θ＜45°，取f=4kN/m2，故上托力F= 4BL=4×5×1.2=24kN。模板自重5kN，需配重19kN?？紤]現(xiàn)場實際情況，便于配重系統(tǒng)裝卸，配重采用混凝土預(yù)制塊，每塊重2kN，共10塊，總重量25kN＞24kN，滿足配重要求。

依據(jù)DL/T5400-2007《水工建筑物滑動模板施工技術(shù)規(guī)范》第6.4.6條，滑動模板牽引力應(yīng)按下式計算：

式中 T——滑動模板牽引力（kN）；

τ——單位面積模板與混凝土的黏滯力，鋼模板按0.5kN/m2計；

A——模體與混凝土的接觸面積，A=6m2；

G——模板系統(tǒng)自重（包括配重、施工荷載），G=25kN；θ——模板面板與水平面的夾角；θ=33.69°；

f1——鋼模模體與混凝土的摩擦系數(shù)，取0.4～0.5；f1=0.5；

p——混凝土對模板的上托力，p=24kN；

f2——滾輪或滑塊與軌道的摩擦系數(shù)，對滾輪取0.05，對滑塊取0.15～0.5(鋼對鋼)；f2=0.4；

K——牽引力安全系數(shù)，取1.5～2.0。經(jīng)計算，不同邊坡坡比下的最大牽引力T=75.2kN，選用兩臺50kN的手拉葫蘆提升模板可以滿足要求。手動葫蘆每次提升高度為2.5m，為減小手拉葫蘆的移動挪位，手拉葫蘆采用錨桿固定于坡頂或馬道平臺，就位后用鋼絲繩連接面模兩側(cè)吊環(huán)，可以實現(xiàn)面模同步或異步提升。

4.5 滑模施工工藝

滑模施工工藝主要包括：坡面、砂礫石墊層及水泥砂漿墊層驗收→立模驗倉→面模安裝→混凝土入倉振搗（包括埋設(shè)分縫瀝青杉板及排水管）→抹面、壓實、收光→養(yǎng)護保溫?；Ｊ┕すに嚾鐖D2所示。

圖2 滑模施工工藝圖

（1）入倉?；炷翑嚢枵景丛囼炇姨峁┑氖┕づ浜媳劝柚苹炷?，經(jīng)混凝土罐車運至施工現(xiàn)場，在邊坡頂架設(shè)集料斗，采用溜槽或溜筒入倉，倉內(nèi)擺動溜槽和人工撒鍬使混凝土均勻入倉。

（2）振搗。采用插入式振搗棒進行平倉振搗。

（3）面板施工?？梢圆捎锰鴤}澆筑、挨倉澆筑和夾倉澆筑。澆筑過程中通過控制兩側(cè)手動葫蘆同步運行使面模上行或下行，當(dāng)兩側(cè)模板上升速度不同時，改為手動葫蘆異步運行進行調(diào)整。應(yīng)分層、平起、對稱、均勻地澆筑混凝土，各層澆筑的間隔時間不得超過允許間歇時間。為防止模板與混凝土粘結(jié)，在澆筑間歇時每隔30min提升一次，每次提升高度為（20～30）cm，一次滑模施工到頂。脫模強度控制在0.2MPa左右，提升最大間隔時間不超過1.5h，提升速度控制在（1.50～2.00）m/h。混凝土澆筑完后，將面模拆卸清理后轉(zhuǎn)入下一倉澆筑。

（4）抹面收光。在面模后面掛收光平臺，跟隨面模一同提升。收光平臺在必要時也可以單獨固定和提升。收光平臺與面模用鋼絲繩連接，根據(jù)不同氣溫下混凝土的初凝時間不同，調(diào)整鋼絲繩的長短以控制收光抹面時間，及時對出模的混凝土表面進行原漿抹面、壓實、收光。收光后進行灑水養(yǎng)護和保溫覆蓋。

5 應(yīng)用效果評價

通過對配重式滑模在貼坡式護坡混凝土施工中的應(yīng)用，取得了良好的效果。

（1）提高了工程施工質(zhì)量，在混凝土澆筑中，面模沒有出現(xiàn)浮起現(xiàn)象，面板平整度良好。滑模施工的連續(xù)性，解決了常規(guī)模板施工易出現(xiàn)的混凝土漏漿、跑模、錯臺、掛簾、表面氣泡、麻面、蜂窩、孔洞等質(zhì)量通病問題，保證了混凝土表面平整、光滑，美觀、大方。

（2）采用滑模連續(xù)施工，提高了混凝土澆筑速度。在不同氣溫下澆筑混凝土?xí)r，通過調(diào)整混凝土的塌落度和初凝時間，加快了滑模的提升速度。減少了常規(guī)模板施工時各層面之間的重復(fù)工作量，大大節(jié)約了周轉(zhuǎn)材料和勞動力的投入，提高了施工效率，加快了施工進度，降低了工程成本。

（3）滑模結(jié)構(gòu)簡單，配重系統(tǒng)與模板分離，裝卸方便，整個系統(tǒng)易于拼裝，轉(zhuǎn)運靈活，施工方便，安全性高。采用可拆卸裝置和活動配重，方便了人工操作。

（4）滑模施工靈活方便，能夠適應(yīng)邊坡高度、坡度、扭曲面、漸變面的變化要求，適應(yīng)性較強。解決了施工工作面廣，施工場地不宜布置大型施工設(shè)備的限制，有利于環(huán)境保護，混凝土澆筑可設(shè)固定的攪拌站，采用混凝土罐車運輸，污染程度可降低到最小。

6 結(jié)語

滑模施工技術(shù)雖具有許多優(yōu)點，但也存在一些不足之處，有待于進一步研究改進，進一步開展攻關(guān)，不斷豐富完善和發(fā)展滑模施工技術(shù)。經(jīng)過工程的實踐，配重式滑模在施工中有很好的應(yīng)用前景，在同類工程項目建設(shè)中具有參考借鑒作用，但在運用過程中應(yīng)注意以下幾個方面的問題：

（1）配重式滑模適宜在較緩的坡度使用，一般宜為1∶1～1∶3的邊坡，坡度過陡容易出現(xiàn)模板上浮。

（2）施工中應(yīng)控制滑模上行提升速度，避免滑行過快引起混凝土板面的“隆起”現(xiàn)象。

（3）不同溫度條件下，在保證滿足混凝土質(zhì)量的前提下，可以調(diào)整混凝土性能，提高滑模速度。

1 中華人民共和國水利部能源部.SL32 -92 .水工建筑物滑動模板施工技術(shù)規(guī)范[S].水利電力出版社,1992 .

2 中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會.DL/T5400 -2007 .水工建筑物滑動模板施工技術(shù)規(guī)范[S].2007 .

3 中國冶金建設(shè)協(xié)會.GB50113 -2005 .滑動模板工程技術(shù)規(guī)范[S].中國計劃出版社,2005 .

4 原國家冶金工業(yè)局.GB50214 -2001 .組合鋼模板技術(shù)規(guī)范[S].中國計劃出版社,2001 .

5 建筑施工手冊(第四版)編寫組.建筑施工手冊[M].中國建筑工業(yè)出版社,2003 .

6 中國建筑工業(yè)出版社編輯部.現(xiàn)行建筑施工規(guī)范大全[S].中國建筑工業(yè)出版社,2009 .