閘墩混凝土滑模施工技術(shù)研究

【摘要】水工建筑物閘壩是水電站設(shè)計中常用設(shè)計體型，混凝土閘墩是大壩重要的組成部分，閘墩采用自升式滑模施工，相對拆移式模板施工，可以縮短工期，提升施工期間安全，節(jié)約成本，改變外觀質(zhì)量，針對此，本文深入研究閘壩閘墩滑模施工技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】閘墩混凝土；滑模；技術(shù)研究

一、閘墩混凝土結(jié)構(gòu)特點

閘壩樞紐一般主要由左右岸非溢流壩段、泄水建筑物、發(fā)電建筑物等建筑物組成，泄水孔左右為閘墩位置，根據(jù)泄洪量大小布置泄水孔，一般閘墩在10個左右，其中墩長25米左右，寬4m左右，高30米以上；上、下游墩頭均為半圓柱形，半徑2m左右；可滑升高度30m。閘墩具有數(shù)量多，外型變化小等特點，宜采用滑模進行施工，對等截面的混凝土結(jié)構(gòu)采用滑模法施工是最佳方案之一。

二、滑模裝置設(shè)計

2.1滑模結(jié)構(gòu)

滑模施工設(shè)備主要由模板結(jié)構(gòu)、提升設(shè)備、配套設(shè)備三大部分組成。滑模及模體主要有圍圈桁架梁、高架梁、模板、提升架、支承桿（爬桿）等構(gòu)件及液壓系統(tǒng)組成，各構(gòu)件以型鋼、鋼板焊接而成。滑升模板構(gòu)造主要有：主梁、次梁、圍圈、模板、工作平臺及吊欄。提升設(shè)備：主要是液壓控制臺、穿心式液壓千斤頂?；５臋z測設(shè)備：激光垂直度測量儀、垂線、水準儀、水平管。

滑模典型剖面圖

2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計

結(jié)構(gòu)設(shè)計以4m寬、25m長閘墩為例進行計算說明。圍圈桁架梁主要用來支承和加固模板，使其形成一個整體。圍圈桁架梁長28.2m，寬6.2m，斷面尺寸100cm×100cm，由∟80×80×8、∟70×70×7角鋼加工而成，在桁架梁上鋪設(shè)δ=2.5mm鋼板形成操作平臺。高架梁作用是對拉兩側(cè)圍圈桁架梁，長5.2m，斷面尺寸100cm×100cm，由∟80×80×8角鋼加工而成。高架梁托是連接高架梁和圍圈桁架梁的結(jié)構(gòu)，分別與高架梁和圍圈桁架梁焊接一起；高500cm，橫斷面尺寸100cm×100cm，由∟80×80×8角鋼焊接而成。根據(jù)混凝土的側(cè)壓力、入倉、振搗及吊、裝、拆等因素，模板板面采用δ5mm鋼板，用∟50×50×5角鋼作為加勁肋，同整體框架圍圈桁架梁相連焊接固定。模板高度為105cm，標準模板為200cm×105cm。為了便于滑升脫模，模板設(shè)計成4.7‰的錐度，即在垂直方向上模板上口小于設(shè)計尺寸2.5mm，下口大于設(shè)計尺寸2.5mm。選用φ48.3×3.6mm鋼管作為滑模的支承桿（爬桿），根據(jù)設(shè)定的位置將支承桿預(yù)先埋設(shè)在老混凝土內(nèi)。支承桿上段穿過液壓千斤頂?shù)耐ㄐ目着c托梁相連接，全部滑升荷載通過托梁傳遞給支承桿，由液壓千斤頂控制沿支承桿滑升。輔助盤是為了便于隨時檢查脫模后的混凝土質(zhì)量，及時修補混凝土局部缺陷，找出預(yù)埋件，二期混凝土毛面處理，并及時對混凝土表面進行灑水養(yǎng)護的工作平臺。液壓系統(tǒng)由液壓控制臺、液壓千斤頂、油管及附件組成，是整個模體滑升的動力并控制模體同步平穩(wěn)滑升。提升架的作用是將整個滑升荷載傳遞給支承桿（爬桿），提升架選用“?！毙图?，用16#槽鋼、δ10mm鋼板、δ20mm鋼板加工制作?？紤]到風速較大，在模體上下游各布置一臺激光垂直度測量儀配合垂線進行垂直度控制；滑模水平用水準儀配合水平管，觀察模體的水平度。

2.3滑模受力計算

按《水工建筑物滑動模板施工技術(shù)規(guī)范》（DL/T 5400-2016）和《水工建筑物滑動模板施工技術(shù)規(guī)范》（SL32-2014）中的要求進行滑模裝置荷載、提升系統(tǒng)所需千斤頂和支承桿的數(shù)量及支承桿的承載力等力學(xué)計算，按4.0m寬度的閘墩滑模進行驗算：

2.3.1滑模裝置荷載計算

豎向總荷載∑N=N1+N2+N3=176.4+280.28+178.164=634.844kN。

N1——滑模結(jié)構(gòu)自重；N2——施工荷載；N3——滑升摩擦阻力

2.3.2支承桿承載能力

采用φ48.3×3.6鋼管，對稱布置，則支承桿的允許承載能力按《水工建筑物滑動模板施工技術(shù)規(guī)范》（DL/T5400-2016）附錄B中公式B.0.2計算：

（公式4-1）

式中：——支承桿的允許承載力，單位；

L——支承桿的長度，單位cm。當支承桿在結(jié)構(gòu)體內(nèi)時，L取千斤頂卡頭到澆筑混凝土上表面的距離；當支承桿在結(jié)構(gòu)體外時，L取千斤頂卡頭到模板喜愛口第一個橫向支撐扣件節(jié)點的距離。

α工作條件系數(shù)，取值視施工操作水平和滑模操作平臺結(jié)構(gòu)而定，對整體式剛性平臺一般取0.7，，分割平臺取0.8，采用工具式支承桿取1.0。

K——安全系數(shù)，取值應(yīng)不小于2.0。

2.3.3千斤頂?shù)脑试S承載力

根據(jù)《水工建筑物滑動模板施工技術(shù)規(guī)范》（SL/32-2014），千斤頂?shù)脑试S承載力取其額定提升力的1/2。

2.3.4支承桿（千斤頂）數(shù)量計算

液壓提升系統(tǒng)所需千斤頂和支承桿的最小數(shù)量Nmin按《水工建筑物滑動模板施工技術(shù)規(guī)范》（DL/T5400-2016）“4 滑動模板設(shè)計”中公式4.2.4計算：

（公式4-2）

式中：——總垂直荷載（kN），取所有豎向荷載之和；

——支承桿的允許承載力，單位kN。

三、混凝土入倉方案及進度估算

混凝土拌制由HL240拌和樓拌制；罐車運至基坑上下游卸料平臺，由門機分別吊3m3或6m3臥式吊罐入倉。

1、滑模的初次滑升包括?；蟮某趸?，混凝土初次澆筑和模板初次滑升應(yīng)嚴格按以下六個步驟進行：第一次澆筑3cm厚的砂漿，接著按分層30cm澆筑第1層，厚度達到60cm時 （混凝土面距模板上口45cm），開始滑升1～2行程，檢查脫?；炷聊淌欠窈线m及滑模運行情況。若無異?，F(xiàn)象，便可進行正常澆筑和滑升。

2、滑模的初次滑升要緩慢進行，并在此過程中對液壓裝置，模板結(jié)構(gòu)以及有關(guān)設(shè)施在負載情況下作全面檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，待一切正常后方可進行正常滑升。

3、滑模正常滑升時，每次間隔時間不得超過15min左右，防止模板粘結(jié)。原則是保持混凝土面距模板上口40cm為好。

4、施工轉(zhuǎn)入正?；龝r，應(yīng)盡量保持施工的連續(xù)性，并設(shè)專人觀察和分析混凝土表面情況，確定合適的滑升時間，并根據(jù)以下方法進行鑒別：滑升過程能聽到“沙沙”的聲音，出模的混凝土無流淌和拉裂現(xiàn)象，手按有硬的感覺，能留有1mm左右的指印，并能用鋼抹抹平。

5、混凝土表面修整是關(guān)系到結(jié)構(gòu)外表的工序，當混凝土脫模后必須立即進行，

一般用抹子在混凝土表面用原漿壓平或修補，為使已澆筑的混凝土具有適宜的硬化條件，防止發(fā)生裂縫，在吊平臺上設(shè)灑水花管及時對脫模后混凝土養(yǎng)護。

四、主要質(zhì)量控制點及控制方法

4.1鋼筋的綁扎與連接

滑模的施工特點決定了鋼筋安裝與混凝土澆筑平行作業(yè)，因而在滑模施工中，鋼筋安裝應(yīng)按照隱蔽工程進行跟班質(zhì)量檢查和驗收。在閘墩滑模施工時，對鋼筋安裝的質(zhì)量檢查明確崗位職責，設(shè)專人對鋼筋的規(guī)格型號、保護層、間距、及連接質(zhì)量進行24小時不間斷監(jiān)督與檢查，發(fā)現(xiàn)問題，及時整改，確保鋼筋安裝質(zhì)量滿足規(guī)范及設(shè)計要求。

4.2混凝土出機質(zhì)量

采取了加大對原材料的抽檢頻率、調(diào)整砂率及外加劑摻量等各種方法，來實現(xiàn)滑模混凝土在滿足設(shè)計要求的前提下，達到高塌落度、大流動性、短時間凝結(jié)的要求，以確?；Ｊ┕さ捻樌M行。

4.3混凝土的分層和振搗

混凝土的分層和振搗是保證混凝土澆筑質(zhì)量的關(guān)鍵工序。在滑模施工中，必須分層均勻澆灌，每一層的混凝土面應(yīng)在一個水平面上，并要求均勻地變換澆灌方向，并對分層厚度必須嚴格控制。在閘墩滑模施工時，混凝土分層厚度一般控制在200mm～300mm左右。對混凝土振搗嚴格按照規(guī)范及方案要求進行監(jiān)控，確?；炷翝仓|(zhì)量。

4.4滑模的滑升速度

在每次模板提升后，立即檢查出模混凝土有無塌落、拉裂和麻面等，對滑模的提升速度進行檢驗和驗證，并根據(jù)氣溫、混凝土凝結(jié)時間及入倉速度等影響因素及時調(diào)整滑模的滑升速度，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

五、結(jié)語

閘墩混凝土在水工建筑物施工中，是一種常見的建筑物，利用滑模施工技術(shù)，可以提升效率、保證安全、混凝土施工質(zhì)量得到有效提高及加快工程施工進度，能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]水利水電工程滑模施工技術(shù)的應(yīng)用[J].陳獻中.低碳世界.2016（22）

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[3]淺談水利水電工程中的滑模施工技術(shù)[J].黃若超.廣東科技.2013（22）