欒川至盧氏高速公路空心薄壁墩液壓爬模施工技術應用

陳瑾

（肇慶市公路工程有限公司，廣東 肇慶 526000）

1 引言

近年來，高等級公路的建設逐步向中西部發展，西部地區地形多為深溝、陡坡。 液壓自爬模是空心薄壁墩施工中較為先進的施工工藝， 具有一次裝設模板、 爬升過程中不再支模拆模、混凝土可以連續澆筑、施工速度快的特點，因其自身的優越性廣泛應用于山區高速公路建設中。 本文結合欒川至盧氏高速公路工程實際， 介紹液壓爬模施工工藝及在空心薄壁墩施工中的應用，為類似工程積累一定寶貴經驗[1-4]。

2 工程概況

欒川至盧氏高速公路是 《河南省高速公路網調整規劃》13條聯絡中的重要一條，起自洛陽市欒川縣，與洛欒高速公路相接，路線由東向西布設，途徑國道G324、省道S328、伊河，終于三門峽市盧氏縣。 路線全長74.6 km，雙向四車道高速公路建設標準，公路-I 級汽車荷載，設計速度80 km/h，路基寬25.5 m，設特大橋6 座，大橋46 座，中橋7 座，隧道23 座，互通立交7 座，服務區2 處，收費站5 處，養護工區2 處，2017 年12 月28 日開工建設，2021 年12 月底建成通車。 其中，葛板溝大橋長500.64 m，分離式橋梁，左幅為（5×30 m+6×40 m+4×30 m）預應力混凝土裝配T 梁，右幅為（9×40 m+4×30 m）預應力混凝土裝配T 梁，橋墩采用柱式墩、空心墩、樁基礎，橋臺采用柱式臺、樁基礎。 變截面空心墩共6 個，墩頂尺寸為550 mm×280 mm，墩底尺寸為550 mm×280 mm、550 mm×538.7 mm、550 mm×564.7 mm、550 mm×559.9 mm 或550 mm×553.4 mm， 最大墩高71 m；等截面空心墩共5 個，墩頂尺寸550 mm×280 mm，墩底尺寸550 mm×280 mm，最大墩高53.8 m。 該橋所處地貌單元屬中山區伊河河谷地貌，河谷寬廣，地勢北高南低，兩側山勢較緩， 植被茂盛， 根系發育。 河谷內沖洪積而成的全新統（Q4） 卵礫石， 以粉土充填。 上部覆較薄層第四系上更新統（Q3），粉質黏土為主，可塑；其下以元古界欒川群（Pt3）黑云母石英片巖、絹云母片巖、閃長巖，局部夾硅質灰巖和中生代燕山期（）黑云母斑狀花崗巖、黑云母粗粒花崗巖等，強-中風化。局部裂隙發育，風化強烈，節理產狀249°∠60°、125°∠50°，190°∠25°，如圖1 所示。

圖1 葛板溝大橋空心薄壁墩平面布置圖

3 液壓爬模法施工工藝

葛板溝大橋變截面空心薄壁墩共6 個，等截面空心薄壁墩共5 個，擬采用液壓爬模施工。 根據施工工期、實際地形及施工工藝等具體條件，由一支具備豐富施工經驗的施工隊伍負責施工， 配置4 套液壓模板，2 臺XGT7018-10S 型塔式起重機。具體施工順序依次為左8#、右6#→左7#、右7#→左9#；左6#、右4#→左5#、右5#→左4#；其中左3#墩（36.5 m）采用汽車吊施工。

液壓爬模施工具有以下特點。

1）優點：（1）液壓爬升模板能整體爬坡，爬升穩定性較好；（2）墻體結構自重較輕，用預埋或工作于墩體的高強度螺栓支撐，作業簡單，穩定性較高，并能節約大量工時和物料，且模板抗風力較強；（3）爬模架在一次組裝后，可以一直到頂不落下，節約了施工場地，同時降低了對模具的碰傷損毀；（4）提供了完整的生產作業平臺， 無須因重復搭建作業平臺而耗費大量建筑材料和勞動力，施工者也易于運行，因此安全系數也較高；（5）墩身垂直度與平順性容易控制，結構施工偏差較小，糾偏容易，結構施工偏差也可逐步減少，防止了建筑偏差的積累；（6）墩身單面均采用單塊式整體模板， 模板接縫面積較小；（7）結構爬升速率快，模板標準化程度較高，只需要用一個液壓油泵進行提升，組裝以此即可，大大簡化了爬升過程中的工程程序，降低了勞動強度與施工安全風險，在總成本上也實現了減少。

2）缺點：（1）整個模板費用所需花費的成本較高，對于模板標準化要求較高，損壞后只能進行定做；（2）澆筑高度不能調節，一次澆筑相對固定，一般4.5 m；（3）對整個頂升系統的機械性能要求較為嚴格，損壞后需要專人維修。

4 液壓模板安裝

4.1 首節模板安裝順序

在結構基礎施工時，需預埋好地腳螺栓；支設模板，按設計圖紙在模板上對預埋件進行安裝； 在對模板進行支設后需要現場進行加固。 在對模板進行安裝之前， 需要將埋件用M36 mm×50mm 的螺栓進行固定， 對于一些特殊的尺寸與位置，需要利用定位螺栓將埋件與面板進行固定，然后再一起進行吊裝。

爬錐上均勻涂脫模劑，防止爬錐拆卸困難。

4.2 預埋件安裝順序

（拆模及卸下受力螺栓）混凝土澆筑后，卸下M36 mm×50 mm 螺栓，將模板調離位置，將受力螺栓安裝在爬錐上。

模板支架安裝：在模板吊裝正確的情況下，對三腳架進行安裝，并將支架專門卡在受力螺栓上，同時插上銷子[5]。

4.3 液壓模板安裝順序

第一次安裝：在首次完成混凝土澆筑以后，需要對模板與支架進行拆除，對模板表面所存在的雜物進行清理。在對爬架進行吊裝的過程中， 需要嚴格基于施工圖紙的要求將爬架掛在正確的埋件點上。 在安裝過程中，可以借助調斜撐對整個模板的垂直度進行調整；在對模板進行微調時，需要確保其下沿與上次澆筑的混凝土結構實現緊貼，避免出現漏漿、錯臺的情況。

在進行第一次與第二次提升的過程中， 需要在首次進行提升的爬架下安裝吊平臺， 以確保可周轉的埋件方便進行拆除。 同時，也需要對模板表面的雜物進行清理，并嚴格依據圖紙要求開展安裝工作， 前一次進行周轉的預埋件需要進行拆除。 如圖2 和圖3 所示。

圖2 第一次安裝

圖3 第二次和第二次以上提升

5 液壓爬模的施工控制

1）第1 節段的施工，混凝土澆筑高度4.6 m。 使用爬升模板系統的模具進行澆筑，并完成爬升模板埋件系統的安裝，埋件系統主要由埋件模板、高強螺栓、受力螺栓、墊圈和爬錐等構成，其中受力螺栓、墊圈和爬錐可以周轉再利用。 其他施工用的埋件如梯籠附著及塔吊附著注意同步埋設。 軌道爬升的受力螺栓為40Cr，10.9 級，使用前需經檢驗，確定無缺陷后方能使用，對墩身外觀基本無影響。

2）在第1 節段施工完成后，拆除第1 節段模板，利用已埋設好的預埋件進行下架體的安裝， 為第2 節段施工創造作業平臺。 在第2 節段鋼筋綁扎完成后，利用塔吊進行上架體及模板安裝。 在內模上安裝防護欄桿，防護欄桿高度1.2 m，并設置防護網。

3）在第2 節段澆筑完成后，拆除內箱模板，并將外模板后移；安裝爬模軌道及液壓油路，將模板爬升至第3 節段，進行墩身施工及吊平臺安裝。

4）第3 節段后爬模已拼裝完成。 循環爬升模板至第6 節段，并將墩身混凝土澆筑至橫隔板下倒角處；將內箱模板全部拆除，搭設橫隔板模板支撐架進行橫隔板施工。

5）橫隔板施工完成后，爬升模板進行下一節段施工，循環爬升至非標準段的施工，將混凝土澆筑至封頂倒角下，并對內箱封頂支架搭設所需預埋件埋設。

6）在非標準節段施工完成后，拆除內箱模板，進行內箱封頂模板支架搭設，后進行封頂段混凝土澆筑。 內箱封頂混凝土澆筑完成后，進行墩頂剩余實心段施工，并對蓋梁施工支撐鋼棒預留孔進行預留。

7）模板安裝允許偏差和檢驗方法：軸線偏位需要保持在±10 mm 的范圍，在進行測量檢測時需要確保每邊的檢測次數不少于2 處；表面的平整度需要保持在3 mm 上下，1 m 靠尺檢查不少于5 處；相鄰模板錯臺，2 mm，尺量檢查不少5 處；空心墩壁厚，±3 mm，尺量檢查不少5 處；澆筑至墩頂時模板高程，±10 mm，測量檢查；預埋件中心線位置，0～3 mm，全站儀、鋼尺檢查；預留孔中心線位置，5 mm，全站儀、鋼尺檢查。

8）在墩頂澆筑完成后，強度達設計要求，開始對爬模進行拆除：（1）爬模繼續爬升，將整個模板提升至墩頂，拆除模板、上架體及軌道；（2）拆除下架體及吊平臺；（3）拆除完成，并進入下道工序[6-8]。

6 結論與建議

與翻模施工相比， 液壓爬模是目前國內空心薄壁墩施工中較為先進的施工工藝，既能滿足進度要求，又能給作業人員提供一個安全易操作的作業平臺， 對施工質量和工期均有較好的保障，廣泛且成熟應用于山區高速公路建設中。 但同時建議在施工全過程貫徹“安全第一，預防為主”的方針，提前對潛在危險源進行分析與識別，做好安全管理工作。