滑模施工技術在藏木水電站工程中的應用

趙 斌

(中國葛洲壩集團第六工程公司，云南 昆明 650206)

1 工程概況

藏木水電站工程10～15號壩段為廠房壩段，最大壩高116 m，壩頂寬29.5 m。壩體前沿從3285～3314 m高程設攔污柵墩、工作柵槽和檢修柵槽。其中，10號壩段左側和15號壩段右側為邊墩，中間設有16個中墩。閘墩為長條形，中墩墩頭為半圓形，邊墩墩頭為1/4圓形，中墩通過100 cm×100 cm的支撐梁與壩體大體積混凝土相連。中墩長均為5.2 m，寬均為2.5 m，高29.0 m，間距5.3 m，單墩斷面面積9.7 m2，共有17孔。

為實現趕工發電目標，減輕纜機打雜時間，提高其利用效率，結合攔污柵墩自身結構特點，采取了滑模施工［1］方案。

2 滑模結構設計

進水口攔污柵墩滑模設計采用液壓整體鋼結構滑升模板，選用6 t滑升千斤頂，動力裝置為ZYXT-36型自動調平液壓控制，整個滑模裝置由模板、圍圈、滑模盤、液壓提升系統、輔助系統等組成。

2.1 模板、圍圈、提升架

(1)攔污柵墩滑模設計一套模體，模體一次同時施工4個中墩，創水電工程史上之最。滑模模板采用定型鋼模板［2］，進水口攔污柵墩滑模平面圖如圖1所示。面板采用δ5 mm鋼板，加勁肋為－50×5鋼板，同整體框骨架相連焊接固定。模板高1.2 m，按上口小、下口大5 mm控制錐度，即模板上口小于設計尺寸2.5 mm，下口大于設計尺寸2.5 mm。

圖1 進水口攔污柵墩滑模平面示意(單位:mm)

(2)提升架主要用于提升模體，制成“F”型鋼構件。千斤頂安裝在提升架頂部，通過爬升桿支撐在混凝土間，將整個滑升荷重通過提升架、千斤頂傳遞給爬升桿［3］，爬升桿采用 Φ48×3.5鋼管，用 δ 12 mm鋼板和20a型工字鋼做加肋板，再用δ20 mm鋼板與平臺板焊接而成。全套模體自重31.5 t，32臺液壓千斤頂同步滑升，這也是藏木水電站滑模施工的一大亮點。

2.2 操作盤、輔助盤

(1)操作盤是承受工作、物料等活荷載的施工平臺，也是支撐模體的主要構件，采用整體框架鋼結構。由于混凝土施工和模板滑升過程中受力較大，為保證其剛度和強度，操作盤選用∠63×63×6、∠80×80×6角鋼加工制作成復式框架梁，平臺上鋪δ3 mm網紋鋼板。

(2)輔助盤是進行預埋件處理、混凝土表面整修及養護的工作平臺，采用分段鋼木結構懸吊布置，輔助盤距混凝土墩壁150 mm。

2.3 液壓系統、輔助系統

(1)選用的千斤頂承載能力為6 t，按5 t計算允許承載能力，千斤頂爬升行程30 mm，全部千斤頂共分6組，每組利用6通接頭將千斤頂和ZYXT-36型調平液壓控制臺相連，形成液壓系統。主、支管分別選用Φ16、Φ8 mm的高壓油管。

(2)輔助系統主要包括出模混凝土預埋處理、控制測量和養護等裝置。

(3)PVC塑料管預先均布鉆孔，在輔助盤上面，混凝土表面設置一周Φ25 mmPVC塑料管進行灑水養護。

2.4 提升架選擇

根據結構具體情況和滑模荷載計算分析，選用千斤頂32臺，爬升桿32根，“F”型提升架32個可滿足結構強度要求。

3 滑模安裝調試與混凝土施工工藝

施工前必須做好模體和液壓系統準備，起滑面的鑿毛、沖洗，測量放樣，滑模組裝調試以及降溫或防凍等各項準備工作。

3.1 滑模安裝調試

(1)滑模制作組裝。滑模按設計圖紙加工組合鋼模板、腹桿、圍圈、提升架等零部件后，按表1質量標準進行組裝、調試。

(2)千斤頂進行試驗編組。耐壓120 kg/cm2，5 min不滲漏;調整空升行程30 mm;加載5 t爬升，檢查爬升桿壓痕和行程大小，將相近行程的千斤頂編為一組，力求使它們同步爬升，受力均衡。

(3)滑模調試。對模體和模板中心進行校驗，就位后安裝千斤頂及爬升桿，切忌一開始就糾偏。滑模組裝檢查合格后，對安裝好的千斤頂、液壓系統、插入的爬升桿進行調整加固。連接高壓油管、千斤頂、液壓控制臺，形成液壓系統。進行2～4個行程試滑升，對盤面及模板變形、液壓及提升系統控制情況進行綜合檢查。

表1 滑模制作檢查質量標準

3.2 混凝土施工工藝

(1)起滑面處理和測量放樣。滑模組裝前，對底板混凝土面進行鑿毛和沖洗。經測量放樣，給出十字中心線和設計輪廓線，以滿足滑模組裝條件。

(2)滑模組裝。利用纜機將滑模整體吊運至閘墩基礎上，組裝完成并驗收合格后，進行鋼筋綁扎，安裝千斤頂和爬升桿，對接茬處進行浮渣清撬、錨噴沖洗，空洞填充和模板封堵。

(3)工作面懸吊系統形成。施工現場鋪設一根380/220 V、3×25+1×10電纜，提供滑模施工電源，為確保滑模施工連續進行，不發生混凝土粘模事故，現場配備50 kVA柴油發電機一臺，以防供電系統停電。輔助懸吊系統還包括灑水養護、測量等相關裝置。

(4)鋼筋綁扎、爬升桿延長。豎直及水平鋼筋的接頭要錯開，同一層鋼筋應基本上在同一水平面，混凝土澆筑后必須露出最上面一層。由于水平鋼筋設計在豎筋的外側，受模板和提升架的影響，可能造成部分鋼筋綁扎不上，應將豎向鋼筋與水平鋼筋的位置作相應調整。相鄰豎筋的接頭也要錯開，而設計的間距是均布的，當爬升桿與豎筋發生沖突時，可根據等強替換的原則，用爬升桿代替相應位置的豎筋，同時可在爬升桿脫空段長度內與環筋或豎筋之間加焊鋼筋固來控制鋼筋混凝土保護層。初次滑升時，爬升桿長度應做成2.5、3.0、3.5、4.0 m等4種規格。其目的是使爬升桿的接頭能錯開，在同一水平面內接頭數調整不超過1/4。爬升桿應隨模體滑升適時加高，且應平整光滑無銹漬，接頭處用角磨機磨平。

(5)混凝土澆筑。攔污柵柵墩一期混凝土滑模施工從右向左推進，每次澆筑4個柵墩，澆筑高程3285～3314 m，施工工序:下料→平倉→振搗→滑升→鋼筋綁扎→預埋件安裝→下一循環施工。要求均勻對稱下料，混凝土塌落度在10～12 cm，每層澆筑厚30 cm，采用插入振搗方式，適當變換振搗方向，嚴禁直接振動模板和爬升桿，振搗深度不得超過下層混凝土50 mm厚。模板初次澆筑步驟為，先鋪設砂漿30 mm，接著分兩層澆筑2×300 mm，初次滑升30～60 mm，檢查出模混凝土強度情況;澆筑第4層混凝土后再滑升150 mm;繼續澆筑第5層，再滑升150～200 mm;第6層澆筑完成并滑升200 mm后，若無異常情況，便可進入正常澆筑和滑升操作程序。模板滑升時應停止振搗。若正常滑升按每次滑升高度30 cm、每次間隔時間2 h左右控制，日可滑升高度大約為3 m。

(6)模板滑升。確定合理的滑升速度和分層澆筑厚度，是保障正常施工和連續滑升的關鍵，滑升速度應根據混凝土供料、施工配合比、分層澆筑厚度、混凝土初凝等具體情況合理確定。滑升時根據現場條件應設專人觀察和分析混凝土表面情況。出模混凝土應無拉裂和流淌現象，若用手按應有硬的感覺，并留有明顯可見的指印，對高點及時抹平。滑升過程中派專人檢查爬升桿受力狀況和千斤頂壓痕情況，觀察千斤頂的動作是否正常，著重檢查滑模及操作盤的水平度和出模混凝土偏移量［4］。

(7)表面修整及養護。滑模施工中，混凝土的凝結時間受外加劑、氣溫、氣候等因素的影響，與滑升速度的最佳配合點很難確定，因此，必須對出模混凝土表面諸如模板轉彎處、尖角等部位及時修整，一般是在混凝土表面用抹子填補原漿修補或壓平，如表面平整亦可不作修整。滑模滑升到一定高程后，下掛修整及養護平臺，滑模下掛輔助立面圖見圖2。并在輔助盤上設置灑水管對混凝土進行常流水養護。以使出模的混凝土具有適宜的硬化條件，從而減少裂縫。

圖2 滑模下掛輔助平臺立面示意

(8)預埋件、梁窩施工。攔污柵柵槽預埋件為Φ20 mm鋼筋，按照設計位置埋設，滑模施工期間預埋彎曲鋼筋與混凝土澆筑同時進行，出模后要對鋼筋彎曲進行扳直處理。攔污柵閘墩預留梁窩，采用快易收口網施工方法［5］，替代傳統木模板，在梁窩內預埋支撐梁鋼筋，獲得一個合適的楔接表面，澆筑時混凝土漿通過快易收口網的孔隙滲出，澆筑完成后快易收口網不予拆除，也不用鑿毛，可一直嵌在混凝土里;梁窩內表呈凹凸波紋狀。由于預留梁窩的作用，把攔污柵柵墩支撐梁與攔污柵柵墩相對脫開，支撐梁爾后便可采用常規的現澆方案進行施工。

(9)停滑措施及施工縫處理。意外停滑狀況出現時，應采取“停滑措施”，首先應提前制定好“停滑預案”，每隔0.5～1 h，必須滑升行程1～2個，視情況一般要求連續進行不小于4 h，以免混凝土與模板出現粘結問題，造成死模。因此滑模施工要求連續進行，若停止澆筑造成施工縫，應根據規范要求，先將混凝土表面除掉殘渣，待毛面處理完成合格后，用水沖洗干凈，再澆筑2～3 cm厚的減半的骨料混凝土或鋪設水泥砂漿之后方可進行下一層混凝土澆筑。

(10)滑模轉移。混凝土澆至標準段結束后，用纜機將滑模整體吊裝于下一個工位。

4 施工中出現問題及處理

滑模盤平移、操作盤扭轉、傾斜、爬升桿彎曲、模板變形、混凝土表面缺陷等是滑模施工中常出現的問題。根本原因在于澆筑不對稱，荷載不均勻，千斤頂工作不同步，糾偏不當等。因此，在施工中要加強觀測檢查工作，把好質量關，發現問題及時解決，確保良好運行狀態［6］。

(1)糾偏。如出現偏移，應以測量數據為依據制定糾偏措施，及時糾偏。糾偏以利用千斤頂自身糾偏為主，改變布料方式為輔的方法，必要時也可施加外力予以糾偏。糾偏行為不能操之過急，一次糾偏不能過大，應實行漸變恢復。否則會造成爬升桿彎曲，滑模變形。若局部變形過大，混凝土表面會出現拉裂、死彎等現象。進而會造成平臺及模板過分傾斜，滑升阻力過大，甚至會造成事故［7］。糾偏可采用關閉不超過1/5的千斤頂，觀察滑升2～3個行程后，再全部打開，滑升2～3個行程，實現逐步調整，反復進行數次，以達到施工設計要求，這是千斤頂自身糾偏行之有效的方法。在糾偏滑升的同時，用兩根水準管形成對角，多次監測，通過及時調整千斤頂高差等，對形體及模板中心進行校核。對偏差過大及特殊部位，為保證模板不繼續偏離設計線，應改變布料方式，正常后恢復對稱下料。

(2)爬升桿彎曲和模板變形處理。爬升桿彎曲時，可在結構筋上加焊鋼筋或打斜支撐及時進行糾正處理，當彎曲變形嚴重時應切斷爬升桿，重新對接，并加焊“人”字形斜支撐件等［7］。對模板變形較小的部位，可施加適當的外力進行復原，變形嚴重時，應將模板拆除進行修復或更換。

(3)混凝土表面缺陷處理。對一般缺陷，只需填補原漿抹平即可，當混凝土表面出現嚴重缺陷時，可采取局部立模整形的方法，填補膨脹細骨料混凝土，最好比原標號高一等級，用抹子提漿、壓實、抹平、抹光。

5 結語

滑模施工改變了傳統的混凝土施工方式，減少了施工縫面，有效避免了常規模板混凝土施工出現的錯臺、掛簾、表面氣泡等質量問題，通過對出模混凝土及時收光，保證了混凝土表面光滑、平整，具有免裝修的工藝水準，是一種新型施工方法，實現施工機械化操作后，施工速度更是得到了大幅提升。在滑模施工技術過程中，由于協同性和整體性的要求，一些操作過程實施起來仍具有一定的難度，因此施工人員必須參照操作規范進行作業，才能達到最佳施工效果。

［1］孫百軍.滑模技術在白山抽水蓄能電站進水口攔污柵墩施工中的應用［J］.水利水電技術，2008(6):86-90.

［2］張紹虎.滑模采用定型組合鋼模［J］.建筑工人，1996(07):10-11.

［3］古小輝.滑模施工技術在電站豎井砼襯砌施工中的應用研究［J］.水電能源科學:2010(7):106-109.

［4］李嘉良，江莉.尼爾基尾水閘墩變斷面滑模的設計與施工［J］.水利水電工程造價，2008(1):61-63.

［5］黃玉鋒.某水電站豎井滑模施工出現的問題及處理［J］.水力發電，2013，39(5):54-57.

［6］寧云剛，薛春雨.水利水電工程中滑模施工技術研究［J］.黑龍江科技信息，2011(10):223-223.

［7］馬富強，粱翻娟，向亞卿.滑升模板在天花板水電站工程中的應用［J］.水電施工技術，2012(2):16-20.