1、液压滑模施工工法1前言滑模施工技术是建筑施工中比较特殊的一门施工技术，由于在施工过程中有一定的技术难度，对混凝土的连续性施工要求较高。滑模施工具有机械化程度高，多工种协同工作和强制性连续作业的特点，任何一环脱节都会影响全盘，因此，周密地做好施工准备和控制工作是搞好滑模施工的关键。三湾水利枢纽工程位于丹东市振安区境内爱河干流的九连城庙岭村，是爱河水能开发的最末一级，距鸭绿江入口8.0km。坝址位于爱河下游，距离三湾大桥2200m。水库枢纽工程主要建筑物有挡水坝段、取水坝段、泄洪闸、鱼道坝段、电站厂房等部分。泄洪闸墩有左右边墩和中墩，中心间距18.6m，闸墩厚度均为3m，相互之间净空15.6m。中2、墩4.80米高程以下为基础，跨度30.5m，两端上游迎水面24.34米高程以下、8.50米高程以上和下游背水面24.755米高程以下、4.80米高程以上为R1.5m圆弧，上游迎水面24.34米高程以上接斜度11，牛腿至25.34米高程变成矩形截面，封顶于26.34米高程；下游24.755米高程以上端头截面为矩形。中墩后部接有闸门支座，闸门支座轴线高程为20.00米(D0+023.0)。中墩的侧面结构形状为直线上升，侧面开有宽2m、深700mm的检修门槽和内弧R=14780mm、宽1300mm、深450mm的弧形闸门槽。三湾工程地处东北，属于高寒地区，施工期短，6月20日至9月10日为汛期，113、月15日至次年3月15日为冬季，除去汛期和冬季，有效施工期非常短。滑模施工是水利水电工程中一项高效、低廉的混凝土施工，具有施工速度快、质量好、成本低等优点。在水利水电工程中采用滑模技术施工可以成倍地提高混凝土浇筑，对于工期紧张、渡汛要求的工程具有重要的功用。2. 工法特点2.1滑模适用于混凝土结构尺寸规范、统一的工程施工；2.2滑模施工具有机械化程度高，多工种协同工作和强制性连续作业；2.3滑模具有施工速度快、质量好、成本低等优点。3. 适用范围适用于水利工程混凝土坝的闸墩、侧墙等部位。4. 工艺原理与工艺流程4.1 工艺原理液压滑模的工艺原理支撑杆采用483.5mm焊接钢管，所有支撑杆均设置4、在混凝土结构体内，不回收；液压千斤顶采用GYD-60型滚珠穿心式液压千斤顶；液压控制站采用YKD-36型液压站，控制方式既可自动亦可手动；油路是连接液压控制站与千斤顶的液压通路，主要由油管、管接头、液压分配器和单向截止阀等元器件组成，油路的布置采用分级式。4.2 工艺流程工艺流程见图4-2滑模施工工艺流程图。滑模拼装已浇筑混凝土凿毛、清理砼浇筑吊装就位测量校正支撑架焊接滑模滑升滑模吊离砼养护图4-2 面板混凝土施工流程图抹面、裂缝检查与处理支撑架、横梁桁架安装千斤顶、油路安装钢筋、埋件安装循环滑升滑模拼装已浇筑混凝土凿毛、清理砼浇筑吊装就位测量校正支撑架焊接滑模滑升滑模吊离砼养护抹面、裂缝检查5、与处理支撑架、横梁桁架安装千斤顶、油路安装钢筋、埋件安装滑模拼装已浇筑混凝土凿毛、清理砼浇筑吊装就位测量校正支撑架焊接滑模滑升滑模吊离砼养护抹面、裂缝检查与处理支撑架、横梁桁架安装千斤顶、油路安装钢筋、埋件安装图4-2 滑模施工流程图滑模拼装已浇筑混凝土凿毛、清理砼浇筑吊装就位滑模的测量校正支撑架焊接滑模滑升滑模拆除、吊离砼养护抹面、缺陷检查与处理支撑架、横梁桁架安装千斤顶、油路安装钢筋、埋件安装5. 施工方法5.1模板系统模板采用105系列大钢模板，模板之间为平接口。考虑到模板的施工、制造和运输问题，每个墩头的圆弧模板分两半，每半为圆弧+5cm直边，通过M1645mm螺栓连接。墩侧模板采用平6、模，每侧含2块宽5.7m、2块宽5.5m和1块宽5m的大钢模板，模板之间通过M1645mm螺栓连接，用定位销定位。为便于模板安装和拆卸，所有模板边框连接孔均为1725mm的长圆孔。所有滑模的模板高度均为1.05m，施工时覆盖4层（每层混凝土高度不大于0.2m）老混凝土。5.2操作平台系统滑模的操作平台即工作平台，是绑扎钢筋、浇注混凝土、提升模板、安装预埋件等工作的场所，也是钢筋、混凝土、预埋件等材料和千斤顶、振捣器等小型备用机具的暂时存放场所。液压控制站放在操作平台的中间部位。本工程闸墩滑模操作平台由施工现场采用钢管搭设，支撑于提升架上。吊平台架连接于提升架下，主要用于检查混凝土的质量、模板的7、检修、倾斜度调整和拆卸、混凝土表面修饰和浇水养护等工作。吊平台架的外侧设置安全防护栏杆，并挂满安全网。5.3液压提升系统液压提升系统主要由支撑杆、液压千斤顶、液压控制站和油路组成。液压提升系统操作平台系统模板系统5.4滑模开滑前准备工作滑模施工有着多工种协同工作和强制性连续作业的特点，任何一环脱节都会影响全盘，因此，周密地做好施工准备是搞好滑模施工的关键。5.4.1检修门槽及工作门槽模板安装到位，并将上升至闸顶的所有门槽模板加工完成；5.4.2检修门槽及工作门槽一期金结埋件安装到位，上升连接埋件运至现场；5.4.3所有滑升支撑杆调为竖直、千斤顶调到同一高程、桁架连接加固完成；上下操作平台木板铺8、设完成；5.4.4滑模模板校核：安装好的模板应上口小、下口大，单面倾斜度为模板高度的0.15。模板上口以下2/3模板高度处（即上口以下70cm处）的净间距应为结构设计宽度300cm，顶口宽度为299.8cm，底口宽度为300.1cm；滑模底口堵缝完成；5.4.5准备140根3m长支撑杆摆放到到现场，并将一端开破口形成锥形；5.4.6主副油管、各种密封圈、各种螺栓、斤千顶配件等宜损件准备若干；5.4.7铁锹、100型振捣棒、70和50软轴振捣棒等工器具准备到位。5.5模板的初滑阶段在完成准备工作后便可进行浇筑。先分层（层厚20cm左右）浇筑70cm左右高，即浇筑34小时后将滑模提升10cm左右高9、，检查脱模混凝土质量，如果在断续上升浇筑时混凝土外鼓则应延长脱模时间，如果混凝土脱模困难则应缩短脱模时间，具体脱模时间根据现场试验确定。脱模后应进行抹面平整处理。并用仪器观测闸墩是否出现倾斜或偏移，在各项参数达到技术要求后继续浇筑，进入正常滑升阶段。5.6正常滑升阶段5.6.1正常滑升过程中，混凝土浇平模板口后开始提升，两次提升的时间间隔原则上不应超过1小时，每次提升20cm左右（如果达不到脱模时间则应采取少提多次的办法）。钢筋、门槽、金结埋件高度不够时继续加长，钢管长度不够时再接长。5.6.2滑模上升23m后，在滑模底部挂上吊平台架，用于抹面和养护，在吊吊平台架外面挂上安全网。5.6.3提升10、过程中，应使所有的千斤顶充分的进油、排油。提升过程中，如出现油压增至正常滑升工作压力(8Mpa)的1.2倍以上还不能使全部千斤顶升起时，应停止提升操作，立即检查原因，及时进行处理。5.6.4在正常滑升过程中，操作平台应保持基本水平。每滑升2040cm，应对各千斤顶进行一次调平。各千斤顶的相对标高差不得大于40mm。相邻两个提升架上千斤顶升差不得大于20mm。5.6.5初滑前，可以在上下游端头及两侧面桁架适当位置安装吊锤，并在对应的地面标识位置，在滑升过程中随时观察吊锤位置偏差，同时在滑模每上升12m后用测量仪器进行观测找出偏差，采用关闭阀门或拧紧卡环的方法提升部分千斤顶进行调偏，调偏应分多次进11、行，防止突变。5.6.6在滑模上升到设计高度的1/2时，暂停浇筑。这时要检查各种设备的工作状态，对于损坏部件要更换或维修，并在观测闸墩的变形情况及检查浇筑质量合格后，再继续浇筑。5.6.7在滑模上升到牛腿高度时，暂停浇筑混凝土。拆除滑模墩头部位的弧形模板，支端头模板。在处理好闸墩顶部预留结构的模板与埋件后，再行浇筑到闸墩设计高程。最后让整个滑模结构提升出闸墩顶部置空，并处理闸墩顶面。5.6.8在滑升过程中，应检查和记录结构垂直度、水平度及结构截面尺寸等偏差数值，如有偏差，即行纠偏。5.6.9在滑升过程中，应随时检查操作平台结构、支撑杆的工作状态及混凝土的凝结状态，如发现异常，应及时分析原因，并12、采取有效的处理措施。5.7模板的完成滑升当模板滑升至距顶部标高1m左右时，滑模即进入完成滑升阶段，此时应放慢滑升速度，并进行准确的抄平和找正工作，保证顶部标高及位置的正确。5.8液压滑模的拆除由于滑模是大型设备，所以在拆除滑模时也要十分注意。5.8.1把闸墩顶部的多余钢筋割掉，把通过液压千斤顶的钢管过高部分也割断，以便在较小高度的提升下把滑模从钢管下提升出来。5.8.2把滑模上的附属设备拆下来，如电器控制箱、电焊机、照明设备等，减小起吊重量。5.8.3把滑模提升架下部的吊平台架拆下，拆掉模板之间的连接螺栓和定位销等连接件，然后拆掉提升架之间的脚手架连接钢管。5.8.4利用提升架上的模板位置调节13、器将模板调离墙面10cm，然后用门机或塔机辅助，逐块将模板与提升架分离，先下落再吊走模板。5.8.5用门机逐榀拆除提升架。5.8.6拆除液压站和各液压千斤顶。6. 材料设备主要设备见表6-1主要设备表。表6-1 主要材料设备表序号设备、机具名称单位数量备注1钢模板套12支撑桁架套1槽钢、工字钢自制3液压控制站台14M1645mm螺栓个200548钢管m400长3m6穿心式液压千斤顶个253个备用7抹面平台套1角钢、木方自制8油管m120连接控制站与千斤顶9油阀个253个备用10电焊机台2焊接支撑杆11门机台1吊装、拆除滑模7. 质量检测与控制7.1 质量检测质量检测见表7.1-1。表7.1-114、 液压滑模的检验项目和频率检测 项 目检 测 频 率检 测 目 的千斤顶每次滑升检查一遍检测千斤顶工作是否正常支撑杆每次滑升检查一遍检测支撑杆是否弯曲或偏差模板每滑升1m检查一遍检测模板是否在同一水平面上7.2 质量控制为了保证施工质量满足设计要求，混凝土达到优良，在混凝土施工过程中，严格按规范及设计要求，对混凝土生产的原材料、配合比及仓面作业等混凝土过程中各主要环节进行全方位、全过程的质量控制，以保证混凝土施工质量。液压滑模要及时调平、维修，保证施工连续性。7.2.1支撑杆控制在模板滑升过程中，由于支承杆加工或安装不直、脱空长度过长、操作平台上荷载不均及模板遇有障碍而硬性提升等原因，均可能造15、成支撑杆失稳弯曲。施工中应随时检查、及时处理，以免造成严重的质量和安全事故。对于弯曲变形的支承杆，应立即停止该支承杆上千斤顶的工作，并立即卸荷，然后按弯曲部位和弯曲程度的不同采取相应的加固措施。支撑杆在混凝土内部发生的弯曲，从脱模后混凝土表面裂缝、外凸等现象，或根据支承撑杆突然产生较大幅度的下坠情况，就可以检查出来。此时，应将弯曲处已破损的混凝土挖洞清除。加焊绑条时，应保证必要的焊缝长度。支承杆加固后再支模补灌混凝土。支撑杆在混凝土外部易发生弯曲的部位，大多在混凝土上表面至千斤顶下卡头之间或门窗洞口等脱空处。对采用平头对接、榫接或丝扣接头的非工具式支承杆，当千斤顶通过接头部位后，应及时对接头进16、行焊接加固。用于筒壁结构施工的非工具式支承杆，当千斤顶滑过后，应与横向钢筋点焊连接，焊点间距不宜大于500mm。当发生支承杆失稳，被千斤顶带起或弯曲等情况时，应立即进行加固处理。支承杆兼作结构受力钢筋时，其加固和接头处的焊接质量还应同时满足受力钢筋的有关要求。当支承杆穿过较高洞口或模板滑空时，应对支承杆进行加固。7.2.2滑模施工的水平度控制在模板滑升过程中，保持整个模板系统的水平同步滑升，是保证滑模施工质量的关键，也是直接影响结构垂直度的一个重要因素。因此，必须随时观测，并采取有效的水平度控制与调平措施。1.水平度的观测水平度的观测，可采用水准仪、自动安平激光测量仪等设备。在模板开始滑升前，17、用水准仪对所有千斤顶的高度进行测量、校平，并在各支承杆上以明显的标志（如红色三角）划出水平基线。当模板开始滑升后，不断按每次提升高度2030cm或以每50cm的高程，在支承杆上从基线向上量划出水平尺寸线，以进行水平度的观测。以后每隔一定高度，如每滑升一个楼层高度，均须对滑模装置的水平度进行测量、检查与调整。2.水平度的控制水平度的控制方法，主要是采取控制千斤顶的升差来实现，目前主要有限位调平法和激光自动调平控制法。限位调平法是在支承杆上按调平要求的水平尺寸线安装限位卡挡，并在液压千斤顶上增设限位装置，常用的限位装置有限位调平器和液压限位阀。限位装置随千斤顶向上爬升，当升到与限位卡挡相顶时，该千18、斤顶即停止爬升，起到自动限位的作用。模板滑升过程中，每当千斤顶全部升至限位卡挡处一次，模板系统即可自动限位调平一次。而向上移动限位卡挡时，应认真逐个检查，保证其标高准确和安装牢固。激光自动调平控制法是将激光平面仪安装在操作平台的适当位置，水准激光束的高度为2m左右，同时在每个千斤顶上面的该标高处都配备一个光电信号接受装置。由激光平面仪发出的激光束射到信号接受装置上产生脉冲信号，通过放大以后，可控制千斤顶进油口处的电磁阀开启或关闭，用以控制每个千斤顶的爬升，使之达到调平的目的。这种控制系统一般可使千斤顶的升差保持在10mm以内。7.2.3滑模施工的垂直度控制1.垂直度的观测垂直度的观测设备可采用19、光学垂准经纬仪、激光铅直仪和导电线锤等，其精确度不应低于1/10000。激光铅直仪操作方便且精度高，施工中可在建筑物底层设置若干处固定的测点，并在操作平台对应地面测点的部位设置激光接收靶（楼板需预留方孔）。观测时，在测点上架设激光铅直仪，对中调平后启动电源，然后将仪器射出的铅直激光束打在接收靶上的光斑，与接收靶原点位置对比，即可得知该点的位移。导电线锤是一个重约20kg的钢铁线锤，线锤的尖端有一根导电触针，用直径为2.5mm的细钢丝悬挂在平台下部，其上装有自动放长吊挂装置。通过线锤上的触针与设在地面上的方位触点相碰，可以从液压控制台上用电线与之相连的信号灯光，得知垂直偏差的方向及大于10mm的20、垂直偏差。2.结构垂直度的控制在滑模施工中，影响结构垂直度的因素很多，诸如：操作平台上的荷载分布不均匀，造成支承杆的负荷不一，致使结构向荷载大的一方倾斜；千斤顶产生升差后未及时调整，操作平台不能水平上升；操作平台的结构刚度差，使平台的水平度难以控制；浇筑混凝土时不均匀对称，发生偏移；支承杆布置不均匀或不垂直；以及滑升模板受风力、日照的影响等。为了控制结构的垂直度，除应采取一些针对性的预防措施外，在施工中还应加强观测，发现水平偏移后及时采取纠偏措施。在纠正结构垂直度偏差时，应徐缓进行，避免出现硬弯。纠正垂直度偏差的方法较多，常用的有平台倾斜法和顶轮纠偏控制法。平台倾斜法又称调整高差控制法。其原理21、是：当结构出现向某侧位移的垂直偏差时，操作平台的同一侧一般会出现负水平偏差。据此应将该侧的千斤顶升高，使该侧的操作平台高于其它部位，产生正水平偏差。然后继续浇筑混凝土并使操作平台倾斜滑升一段高度，其垂直偏差即可逐步得到纠正。至结构垂直度恢复正常时，再将操作平台水平上升。对于纠偏时千斤顶需要的高差，可预先在支承杆上做出标志（可通过抄平拉斜线），最好采用限位调平器对千斤顶的高差进行控制。需要注意的是，当采用该方法纠正垂直度偏差时，操作平台的倾斜度应控制在1%之内。7.2.4混凝土质量控制1.混凝土水平裂缝混凝土产生水平裂缝的原因有：模板安装时倾斜度太小或产生反倾斜度；滑升过程中纠正垂直偏差过急，模22、板严重倾斜；模板表面不光洁，摩阻力太大等。对已出现的问题，细微裂缝可磨平压实；裂缝较大时，当被模板带起的混凝土脱模落下后，应立即将松散部分清除，并重新补上高一级强度等级的混凝土。2.混凝土表面鳞状外凸（出裙）这是由于模板的倾斜度过大或模板下部刚度不足；每层混凝土浇筑厚度过高或振捣混凝土的侧压力较大，致使模板外凸。处理措施是调整模板倾斜度，加强模板刚度；控制每层的浇筑厚度，采用振动力较小的振捣器。滑模施工具有施工速度快，机械化程度高，结构整体性能好的优点。8. 安全措施滑模是一个钢制框架结构，一般从检修门槽和工作门槽分开，由墩头、中间段和墩尾三段通过高强度螺栓连接组成，总重达数十吨。每座水电站根23、据各自的闸墩尺寸设计滑模。滑模的主体结构是由工字钢、槽钢、角钢三种型钢焊接而成，辅助钢材有钢管、扁钢、钢丝，用来制作滑模顶部栏杆及其遮雨蓬、抹面吊篮和爬梯。根据现场施工安全技术措施如下：8.1安装及施工过程中1.装配式构件的安装，应制定安装方案，并建立统一的指挥系统，施工难度，危险性较大的作业项目应组织施工技术、指挥、作业人员进行培训。2.吊装前，应检查安全技术措施及安全防护措施等准备工作是否准备，检查机具设备，构件的重量，长度及吊点位置等是否符合设计要求，严禁无准备盲目施工。3.旧钢丝绳，在使用前，应检查其破损程度，每一节距内折断的钢丝，不得超过5%，对大型构件、重构件的安装宜用新的钢丝绳，24、使用前也要检验。4.吊装前应先进行试吊，按设计重分阶段进行观测，确定无误后，方可进行正式吊装作业。施工时，工地主要领导及专兼职安全员应在现场亲自指挥和监督。5.滑模施工工程操作人员的上下，应设置可靠楼梯或在建筑物内及时安装楼梯。6.吊车吊装钢管、钢材、小型器具等构件时，应符合起重吊装的有关规定。7.滑模施工中，应严格按施工组织设计要求分散堆载，平台不得超载且不应出现不均匀堆载的现象。施工人员必须服从统一指挥，不得擅自操作液压设备和机械设备。8.应遵守施工安全操作规程有关规定。滑模施工场地应有足够的照明，操作平台上的照明采用36V低压电灯。9.滑模平台在提升前有经验的专业操作人员对全部设备装置进25、行检查，调试妥善后方可使用，重点放在检查平台的装配、节点、电气及液压系统。10.平台内、外吊脚手架使用前，一律安装好轻质牢固的安全网，并将安全网靠紧筒壁，经项目部安全验收后方可使用。11.为了防止高空物体坠落伤人，滑模下部，在25m处搭设保护棚，并在上部铺一层68mm钢板防护。12.避雷设备应有接地线装置，平台上振动器、电动机等应接地。13.通讯设备除电铃和信号灯外，装备34台步话机。14.滑模在提升时，应统一指挥，并有专人负责量测千斤顶，升高时出现不正常情况时，立即停止滑升，找出原因，并制订相应措施后方准继续滑升。8.2拆除滑模安全措施1.把闸墩顶部的多余钢筋割掉，把通过离心式液压千斤顶的钢26、管过高部分也割断，以便在较小高度的提升下把滑模从钢管之中提出来。2.把滑模上的附属设备拆下来，如电器控制箱、电焊机、照明设备等，减小起吊重量。3.把滑模提升架下部的吊平台架拆下，拆掉模板之间的连接螺栓和定位销等连接件，然后拆掉提升架之间的脚手架连接钢管。4.把滑模底部吊挂的吊篮从滑模分节出用氧焊切割开来，把连接滑模的墩头、中间段和墩尾三段的螺栓全部拆除。5.利用提升架上的模板位置调节器将模板调离墙面10cm，然后用门机辅助，逐块将模板与提升架分离，先下落再吊走模板。6.用门机辅助，逐榀拆除提升架。7.拆除液压站和各液压千斤顶。8.用门机吊住滑模的墩尾段，松开离心式液压千斤顶，使门机吊起墩尾段滑27、模，缓慢提升。注意，在起吊时，如滑模门槽构件与闸墩有钩、挂，用氧焊割断。9.吊出滑模后，门机旋转起重臂至预先准备好的空场地上空缓慢放下。当滑模底部的吊篮刚接触到地面时停止下放。圈拆除吊篮后，再把滑模移吊到场地的其余空位置。如此，再把中间段和墩尾段拆除。10.滑模拆除后及时清除模板上的残余混凝土，并涂刷脱膜剂防护，设置必要的防雨措施。9. 环保措施9.1成立对应的施工环境卫生管理机构，在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章，加强对施工燃油、工程材料、设备、废水、生产生活垃圾、弃渣的控制和治理，遵守有防火及废弃物处理的规章制度，做好交通环境疏导，随时接受相关单位28、的监督检查；9.2将施工场地和作业限制在工程建设允许范围内，合理布置、规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工现场整洁文明；9.3对施工中可能影响到的各种公共设施制定可靠的防止损坏和移位的实施措施，加强实施中的监测、应对和验收。同时，将相关方案和要求向全体施工人员详细交底；9.4定期清运滑模更换、维修物品、砼产生的弃料及其它工程材料运输过程中的防散落和沿途污染措施，废水除按环境卫生指标进行处理达标外，并按当地环保要求的指定地点排放。弃渣及其它工程废弃物按工程建设指定的地点和方案进行合理堆放和处治；9.5对施工场地道路进行硬化，关在晴天经常对施工通行道路进行洒水，防止尘土飞扬，污染四周环29、境。10. 经济效益分析液压滑模混凝土施工是水利水电工程中一项高效、低廉的混凝土施工，具有施工速度快、质量好、成本低，取得了明显的经济效益。11. 工程实例辽宁三湾水利枢纽及输水工程，坝体为混凝土重力坝，17孔泄洪闸，18个闸墩。墩混凝土浇筑采用滑模施工从10.5m至23.79m高程，闸墩的检修闸门槽由于为平直结构、金结预埋件为钢锚板，检修闸门槽采用钢模板与滑模一起整滑升，工作门槽为弧形门槽施工采用木模板，工作门槽木模提前定做成型在滑模滑升过程中进行安装。滑模施工在三湾工程应用中取得了较好的效果，在工程工期紧、任务中的情况下，利用液压滑模进行闸墩施工，一个闸墩滑模安拆和施工只用时8天，大大缩短了工期、提高了施工效率、保证了工程质量，得到业主、监理的好评。