配重式滑模在貼坡式護坡混凝土施工中的應用

周艷麗

（湖南水總水利水電建設有限公司 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、高效的先進技術。滑動模板施工對加快施工進度、提高施工質量和經濟效益均有重要的意義。隨著科學技術的進步，滑動模板施工的新技術、新工藝、新材料、新設備不斷地被采用，滑動模板施工技術的發(fā)展，對保證工程質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，推廣這一先進技術能夠提高貼坡式護坡面板混凝土的施工質量，進一步完善混凝土面板的施工技術。

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，護坡結構層依次為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備，且工程項目處于皂市水利樞紐下游沿江風光帶，對混凝土外觀質量要求較高，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、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、表面氣泡等施工質量問題。經反復研究和綜合以往施工經驗，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奠定堅實的基礎。

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，外觀質量好；

（2）模板需求量小，不需要重復立模及搭設腳手架，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 滑模設計制作要求

4.1 根據(jù)工程項目特點，滑模設計制作應能滿足如下要求

（1）滑軌長度要求可調整，兩側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，轉運靈活，施工方便，安全性高，經濟適用。

4.2 組合鋼模板模體結構設計

模板由主梁、面板和輪架構成。面模結構采用兩根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。組合鋼模板結構體系如圖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。兩根導軌采用高65mm的輕軌制作。

4.3 側 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，側模采用30mm厚瀝青杉板，只需考慮混凝土側壓力對模板斜撐進行加固。施工中立模放樣要求準確，同時對側模支撐結構要有足夠的強度，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布置一個混凝土預制塊，預制塊高度為250mm，同混凝土面板厚度，每個預制塊上預埋2根M12螺栓用以固定高65mm的輕軌。面模現(xiàn)場安裝直接擱置于面板兩側的導軌上。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規(guī)范》第4.4.3.1設計荷載，新澆混凝土對模板的上托力：模板傾角小于45°時，取（3～5）kN/m2，大于45°時，取（5～15）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。考慮現(xiàn)場實際情況，便于配重系統(tǒng)裝卸，配重采用混凝土預制塊，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規(guī)范》第6.4.6條，滑動模板牽引力應按下式計算：

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（包括埋設分縫瀝青杉板及排水管）→抹面、壓實、收光→養(yǎng)護保溫。滑模施工工藝如圖2所示。

圖2 滑模施工工藝圖

（1）入倉。混凝土攪拌站按試驗室提供的施工配合比拌制混凝土，經混凝土罐車運至施工現(xiàn)場，在邊坡頂架設集料斗，采用溜槽或溜筒入倉，倉內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。可以采用跳倉澆筑、挨倉澆筑和夾倉澆筑。澆筑過程中通過控制兩側手動葫蘆同步運行使面模上行或下行，當兩側模板上升速度不同時，改為手動葫蘆異步運行進行調整。應分層、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，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用，取得了良好的效果。

（1）提高了工程施工質量，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時，通過調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工作量，大大節(jié)約了周轉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）滑模結構簡單，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，能夠適應邊坡高度、坡度、扭曲面、漸變面的變化要求，適應性較強。解決了施工工作面廣，施工場地不宜布置大型施工設備的限制，有利于環(huán)境保護，混凝土澆筑可設固定的攪拌站，采用混凝土罐車運輸，污染程度可降低到最小。

6 結語

滑模施工技術雖具有許多優(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，不斷豐富完善和發(fā)展滑模施工技術。經過工程的實踐，配重式滑模在施工中有很好的應用前景，在同類工程項目建設中具有參考借鑒作用，但在運用過程中應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量的前提下，可以調整混凝土性能，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規(guī)范[S].2007 .

3 中國冶金建設協(xié)會.GB50113 -2005 .滑動模板工程技術規(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 .