滑動模板裝置及施工方法研究

盛超杰

（中交武漢港灣工程設(shè)計研究院有限公司，湖北武漢 430040）

1 工程概況

烏魯木齊市軌道交通4號線一期安全隱患消除工程土建施工06合同段起點(diǎn)為烏魯木齊高鐵站北廣場站，沿衛(wèi)星路進(jìn)行鋪設(shè)，終點(diǎn)為外運(yùn)司站起點(diǎn)，起始里程YDK12+955.826，終止里程YDK15+464.061，線路總長2 508.235 m。

本標(biāo)段包含1個車站（黃山街站）和2個區(qū)間隧道工程（北廣場站—黃山街站區(qū)間、黃山街站—外運(yùn)司站區(qū)間）。本次隱患消除工程涉及7個豎井結(jié)構(gòu)、4個橫通道結(jié)構(gòu)、3個橫通道泡沫混凝土回填工程以及2個區(qū)間隧道二襯結(jié)構(gòu)施工。

2 施工方案

第一套滑模施工黃山街1#豎井、黃外區(qū)間1#豎井，豎井的二次結(jié)構(gòu)施工與橫通道靠近洞口處的二次結(jié)構(gòu)施工同步進(jìn)行。豎井二次結(jié)構(gòu)在橫通道馬頭門位置預(yù)留進(jìn)洞口。

第二套滑模施工北黃區(qū)間2#豎井、黃山街2#豎井、黃山街3#豎井、黃外區(qū)間2#豎井。其中北黃2#豎井、黃山街2#豎井、黃山街3#豎井直接施工做豎井二次結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)采取全班形式，黃外區(qū)間2#豎井二次結(jié)構(gòu)施工與橫通道靠近洞口處二次結(jié)構(gòu)施工同步進(jìn)行，豎井二次結(jié)構(gòu)在橫通道馬頭門位置預(yù)留進(jìn)洞口。

3 主要部件

3.1 滑模系統(tǒng)

多功能自控制滑模系統(tǒng)主要包括模板系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、施工平臺、輔助平臺、滑移平臺、臨時支撐、電液控制系統(tǒng)。為了確保滑模系統(tǒng)的穩(wěn)定性，該系統(tǒng)利用整體鋼結(jié)構(gòu)的形式展開設(shè)計。

（1）模板系統(tǒng)。

模板的主材料為厚鋼板，鋼板厚度約5 mm，加強(qiáng)筋板時利用厚鋼板與槽鋼。施工平臺骨架固定采取焊接的方式，模板高度1 200 mm，模板錐度以6 mm為基準(zhǔn)展開。

（2）提升系統(tǒng)。

在滑模提升系統(tǒng)中，提升架采用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行制作，其作用在于支撐滑模主體，利用千斤頂在爬桿上予以支撐，通過提升架將滑升載荷直接傳遞至爬桿。在提升架與模板間，通過套筒的形式進(jìn)行連接，模板和提升架相對位置可通過絲桿來回移動實(shí)現(xiàn)模板變截面。爬桿采用Φ48×5鋼管，提升架選用F形架體，利用槽18a和12 mm厚鋼板作加強(qiáng)肋、14 mm厚鋼板作平臺板焊接而成。

（3）施工平臺。

施工平臺是滑模系統(tǒng)的重要結(jié)構(gòu)之一，承受載荷，支撐主要構(gòu)件。施工平臺主要通過整體框架鋼結(jié)構(gòu)建成，對混凝土進(jìn)行施工時，垂直角度中的載荷較大，側(cè)方向中的受力較大，為了確保施工平臺穩(wěn)固，利用∠100×100×10、∠75×75×7角鋼制作為復(fù)式桁架梁，桁架梁寬為1 000 mm，高為1 000 mm，在桁架梁上需要鋪設(shè)3 mm厚的花紋鋼板。

（4）輔助平臺。

在輔助平臺上，主要進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)、預(yù)埋件處理等工作，輔助平臺利用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行懸吊布置，上面鋪設(shè)3 mm的花紋鋼板。

（5）滑移平臺。

滑移平臺用于拆卸以及滑移爬梯，支撐腿與橫梁采用雙槽14a，拆卸平臺上鋪花紋鋼板，滑移軌道采用14a。

（6）臨時支撐。

臨時支撐指滑模向截面轉(zhuǎn)變時架體的支撐體系，臨時支撐通過橫向豎向的錯落布置的形式展開，安裝結(jié)束后應(yīng)進(jìn)行臨時焊接，截面操作結(jié)束以后，臨時支撐可以拆除。

（7）電液控制系統(tǒng)。

電液控制系統(tǒng)的組成部件有電磁閥、信號反饋電纜、控制電纜等。平臺的傾斜度應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，傾斜度超出標(biāo)準(zhǔn)后，會發(fā)出預(yù)警信息，及時調(diào)整模板姿態(tài)[1]。

3.2 液壓控制系統(tǒng)

（1）系統(tǒng)組成與布置。

在滑模工藝施工中，多點(diǎn)同步提升系統(tǒng)是核心設(shè)施，該系統(tǒng)的構(gòu)成部分主要有滑模千斤頂、一體化泵站、油路、提升架和支撐桿等。

（2）系統(tǒng)工作原理。

液壓控制系統(tǒng)的工作原理主要在于高壓油泵在電動機(jī)的帶動下，將油液通過電磁換向閥、分油器、電磁截止閥及管路輸送至千斤頂。千斤頂在不斷供油回油的過程中，活塞會進(jìn)行持續(xù)伸縮，在千斤頂內(nèi)部楔形塊的助力下，模板裝置順著支撐桿不斷向上攀升。

液壓控制系統(tǒng)由一個主油路為7組（共計17個）油缸供油，使用大流量電液換向閥控制油路動作，每組油缸中都配置電磁截止閥對開啟與關(guān)閉等進(jìn)行控制。在千斤頂?shù)牟粩嗯噬^程中，單個行程采用限位卡調(diào)平。在攀升中，應(yīng)對平臺的傾斜角度進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，平臺傾角一旦超過警示值，控制核心PLC控制器對平臺進(jìn)行自動調(diào)整。

調(diào)平過程是針對平臺的水平度展開的觀察與調(diào)控，在具體施工中，需要對垂直度進(jìn)行觀察與調(diào)控。在對垂直偏差方向和數(shù)值進(jìn)行監(jiān)測時，可利用激光鉛直儀配合標(biāo)靶的形式展開，對傾角開關(guān)的零度進(jìn)行校合。

4 工作流程

4.1 滑模施工工藝流程

（1）在滑模正式安裝前，豎井起始段已澆筑混凝土與橫通道底面混凝土保持平齊狀態(tài)，橫筋綁扎到已澆筑混凝土的上部約1 800 mm的位置，確保滑模在安裝后與提升架下橫梁互不影響，爬梯應(yīng)拆卸到能夠安裝滑模的狀態(tài)。

（2）安裝滑模系統(tǒng)，模板底部包邊已澆混凝土100 mm，安裝橫通道模板支架。

（3）前8 h，每隔2 h澆筑一次混凝土，分別澆筑200、300、300、300 mm，澆筑一次、振搗一次。

（4）8～12 h，每2 h滑模滑升300 mm，澆筑合格混凝土300 mm，振搗混凝土。

（5）豎井綁扎鋼筋（豎筋不限高度，橫筋600 mm），安裝橫通道支架模板600 mm。

（6）重復(fù)步驟直到滑模滑升到爬梯下沿，拆卸爬梯，通過滑移平臺將爬梯從小腔室滑移到大腔室，通過塔吊將爬梯吊到地面。

（7）重復(fù)步驟直到滑模滑升到變截面，準(zhǔn)備空滑。

（8）滑模每2 h空滑300 mm，模板完全空滑出混凝土后，模板外擴(kuò)200 mm。

（9）重復(fù)步驟直至豎井所有澆筑完成為止。

（10）滑模每2 h空滑300 mm，直至所有模板滑出混凝土為止，拆除滑模。

4.2 豎井滑模變截面操作流程

（1）滑模滑升到變截面位置，空滑出混凝土后布置滑模系統(tǒng)，如圖1所示。

圖1 滑模系統(tǒng)布置

（2）輔助平臺后移200 mm，拆掉所有的角鋼連接和絲桿支撐。

（3）拆除所有的倒角模板，拆卸更換變化塊后安裝到變截面位置。

（4）6個面的平面模板通過調(diào)節(jié)絲桿往外推200 mm，模板合模調(diào)試，用螺栓緊固。

（5）安裝所有的角鋼連接和絲桿支撐，滑模變截面操作完成。

5 注意事項

5.1 模板系統(tǒng)

（1）對模板進(jìn)行拼裝時，注意“上口大、下口小”，錐度以6 mm為基準(zhǔn)進(jìn)行把控。現(xiàn)場安裝完成后要保證模板、施工平臺等通過絲桿調(diào)節(jié)能夠有足夠的距離的進(jìn)退模，絲桿套筒應(yīng)定期涂抹黃油。吊平臺底部應(yīng)滿掛安全網(wǎng)，施工平臺和吊平臺變化尺寸較多，加工的安全扶手和防護(hù)網(wǎng)未做到全防護(hù)的部位應(yīng)增加防護(hù)措施。

（2）混凝土的澆筑速度不能大于0.3 m/h，初凝時間不能大于8 h，4～6 h為宜。鋼筋橫筋每節(jié)綁扎不超過滑模提升架橫梁下沿（模板上沿到提升架橫梁下沿900 mm），橫通道模板支架搭設(shè)每節(jié)不超過滑模提升架橫梁下沿。滑模停工前必須先采取停滑措施，再次施工時，及時對安全設(shè)施進(jìn)行詳細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)有松動、變形的情況，及時修繕。

（3）在操作平臺上，材料堆放的位置、數(shù)量應(yīng)符合相關(guān)要求，支撐桿確保干凈，出現(xiàn)油污及時清理擦拭。支撐桿通過千斤頂后，需要與橫向鋼筋進(jìn)行焊接，焊接的距離保持在50 mm以下。滑升時，時刻檢查支撐桿，發(fā)現(xiàn)特殊情況需要及時查找原因，采取相應(yīng)措施進(jìn)行解決。振搗混凝土?xí)r，振搗器不得直接觸及支撐桿、鋼筋和模板，振搗器應(yīng)插入前一層混凝土內(nèi)，深度不宜超過50 mm，在模板滑動的過程中不得振搗混凝土。

5.2 液壓系統(tǒng)

（1）系統(tǒng)處于自動爬升運(yùn)行狀態(tài)時，不可隨便撥動各開關(guān)改變運(yùn)行狀態(tài)，避免系統(tǒng)無法正常工作。

若千斤頂在自動爬升中伸缸時被終止，再次切換至自動爬升時，建議通過手動操作將所有千斤頂伸缸行程走完，再切換至自動爬升模式。

（2）油缸每次切換動作前等待1 s，應(yīng)保證油缸的行程已到位，打開電源開關(guān)，待控制柜電源接通后，將急停開關(guān)復(fù)位，進(jìn)行正常操作。控制系統(tǒng)工作時應(yīng)先啟動電機(jī)再進(jìn)行面板的操作，結(jié)束時應(yīng)先停止面板的操作再關(guān)閉電機(jī)。

（3）手動操作對平臺進(jìn)行調(diào)整時，留意面板上的傾角異常指示燈。出現(xiàn)報警情況時，根據(jù)報警指示燈信息對故障進(jìn)行處理，處理完成后才可進(jìn)行其他操作。

6 結(jié)語

綜上所述，豎井混凝土施工中采用滑模施工技術(shù)，可以節(jié)約成本，提高施工效率。本文以具體工程為例，對滑動模板裝置及施工方法進(jìn)行研究，推動我國相關(guān)工藝的發(fā)展。