1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上斜井全斷面變徑滑模研制與實踐（三聯(lián)總公司 錢興喜 徐聰云）【摘 要】承擔三峽永久船閘地下輸水系統(tǒng)工程施工的三聯(lián)總公司，在國內(nèi)水電行業(yè)率先使用了斜井全斷面變徑滑模，使得斷面變化的斜井砼襯砌工作一次性即可完成，大大加快了施工速度，該施工技術(shù)具有較高的實用價值，并填補了該項目的國內(nèi)空白。【關(guān)鍵詞】三峽工程 斜井全斷面變徑滑模 研制與實踐一、 概述三峽工程永久船閘為南北雙線五級船閘，地下輸水隧洞分為南坡、北坡和中隔墩隧洞，其中共有四級12條斜井（襯砌后為16條），斜井具有數(shù)量多、長度較短、體形復(fù)雜、施工難度大的特點，尤其是邊墻高度漸變是一個變截面斜井。三五級斜井直段長度為35

2、.17m，砼襯砌斷面為漸變城門洞形，頂拱半徑為2.5m；邊墻高度為2.52.9m漸變；底板寬5.0m，由兩個半徑為0.5m的1/4圓弧與4m長的直段連接形成。斜井傾角底板為56.9°，頂拱為57.5°。南北坡斜井底板、邊墻、頂拱設(shè)計砼襯砌厚度均為0.6m；中隔墩斜井底板、兩邊墻設(shè)計砼襯砌厚度為1.0m，中隔墻為1.5m，正頂拱設(shè)計最大襯砌厚度為1.2m。針對三峽永久船閘地下輸水系統(tǒng)斜井邊墻高度漸變的特點，承擔該工程施工的三聯(lián)總公司專門設(shè)計制作了斜井全斷面變徑滑模，并將其首次應(yīng)用在北四斜井砼施工中，并取得了極大的成功。使用該滑模系統(tǒng)，斜井直段的砼襯砌就可以一次澆筑成型，其洞身

3、高度變化也將會在滑升過程中自動完成，相比底拱、邊頂拱分開作兩次施工具有較大的優(yōu)勢。二、 斜井全斷面滑模結(jié)構(gòu)及工作原理2.1主要結(jié)構(gòu)特點斜井全斷面變徑滑模屬于針梁式有軌滑模，其結(jié)構(gòu)主要由以下幾部分組成：模板組（底模和頂模）、中梁、牽引系統(tǒng)、上平臺、主平臺、懸掛平臺、尾部平臺、模板鎖定支座、中梁尾部鎖定架等，其中底模與頂模即可以聯(lián)動，也可以單獨滑升。為保證使用過程中面板不變形，該滑模制作時面板厚度為6mm，整套滑模系統(tǒng)總重（包含中梁）約16t。模板結(jié)構(gòu)參見圖1所示。1） 模板 模板分底模和頂模兩部分，面板厚度為6mm，設(shè)計時在邊墻部分有一個搭接段，此滑升過程中頂模與底模的包容處將會產(chǎn)生相對位移而拉

4、開，因此砼襯砌后存在一個6mm的系統(tǒng)錯臺。為方便施工，在模板架上分別設(shè)置了上平臺、主平臺及懸掛平臺。2） 中梁 中梁漸變是本滑模系統(tǒng)最大的特點，由于斜井高度是向上逐漸變大的，中梁做成與斜井同樣的斜度并設(shè)有上部和下部軌道，其上部軌道和下部軌道分別與斜井的頂拱母線和底板平行，即上下兩軌道之間有一個0.65°的相對夾角。中梁長度為14.7m，但受臺車架的影響，每個階段滑模的有效行程約6.3米。中梁分五段加工制作，中間通條布置有人行爬梯。3） 牽引系統(tǒng) 斜井全斷面滑模施工時，其牽引系統(tǒng)主要有三部分組成： 模板牽引系統(tǒng) 模板主要采用液壓系統(tǒng)牽引，安裝于滑模主平臺上，主要由泵站、爬升器、各種控制

5、閥及管路組成。底模和頂模各采用2個液壓爬升器，通過固定在井口的15.24mm鋼絞線連續(xù)向上連續(xù)滑升，每個爬升器出力不小于15t。為使液壓系統(tǒng)調(diào)整方便，各種控制閥均集中在一起，同時為保證油缸同步動作，液壓系統(tǒng)均設(shè)置了單獨調(diào)整油路，當同步誤差較大時，可單獨調(diào)整各爬升器，滿足系統(tǒng)同步要求。 中梁提升系統(tǒng) 由一臺JM-8型慢速卷揚機承擔，在滑模運行過程中用于中梁的提升工作。 輔助牽引系統(tǒng)：為使該滑模系統(tǒng)能順利使用，除采用4個液壓爬升器牽引模板之外，還在中梁上配置了4只5t手拉葫蘆，作為開始起滑階段及非正常情況下的備用牽引系統(tǒng)。2.2工作原理斜井全斷面變徑滑模的工作原理是：由于斜井高度是向上逐漸變大的，

6、中梁做成與斜井同樣的斜度并設(shè)有上部和下部軌道。頂模和底模是獨立的兩部分，但結(jié)合處的面板又是搭接包容的，即頂模的部分面板緊貼在底模面上，滑升時這兩部分模板產(chǎn)生相對位移，其結(jié)果形成了襯砌斷面逐漸變大的收分效果。由于中梁長度的限制，模板沿中梁的有效行程約6米，但只要經(jīng)過“模板滑升提升中梁再滑升”這樣的多次循環(huán)，就可以完成整條斜井的全斷面砼襯砌。三、 斜井全斷面滑模施工3.1工藝流程錨桿(插筋)制安基礎(chǔ)驗收鋼筋安裝軌道安裝卷揚系統(tǒng)安裝滑模臺車安裝調(diào)試下部不規(guī)則體模板安裝溜槽搭設(shè)砼澆筑模板滑升中梁提升模板滑升（循環(huán)）堵頭模板安裝砼澆筑滑模臺車滑出滑模拆除3.2倉位準備1) 錨桿制安斜井施工的錨桿主要有三

7、部分：固定卷揚系統(tǒng)的錨桿、加固滑模軌道的插筋及固定起滑處不軌則體的拉筋錨桿。為使中梁的牽引鋼絲繩受力較好，將鋼絲繩與底板成平行狀態(tài)布置，錨桿直徑為28，其長度為340cm,入巖深度300cm，天輪固定錨桿造孔時，使前后兩排錨桿之間有一個1020°左右的夾角。錨桿造孔時，根據(jù)需要在底板及邊頂拱上增補架立筋插筋，以滿足后期鋼筋綁扎要求。2) 鋼筋綁扎鋼筋綁扎的原則是：先綁扎完底板鋼筋，再將邊頂拱鋼筋一次性綁完，連系筋則暫不綁扎，可在砼澆筑時邊滑邊綁。為便于滑模安裝，邊頂鋼筋安裝時井口范圍預(yù)留出約9m長的一段，其余部分鋼筋一次性綁扎完畢。對于頂拱部分過短的鋼筋必須給予加長處理，以免模板滑升

8、時受影響。3) 軌道安裝底板鋼筋施工完畢并經(jīng)監(jiān)理初驗后，即可開始軌道安裝工作。準確定出軌道位置后，利用底板的28插筋來安裝中梁軌道。中梁軌道軌距為2000mm，分為井身直段和上部延長段兩部分，其長度分別為35.2m和5.4m。軌道安裝時需調(diào)校好錨桿位置，并將底板鋼筋焊接連為一體，利用鋼筋網(wǎng)承受部分外力，但需要將該部位處的鋼筋與插筋焊接牢固并落在底板上，使力直接傳遞到底板。上部延長軌道可在砼澆筑至井口附近時再安裝，加固位置應(yīng)盡量不影響正常施工及模板滑出。4) 滑模安裝中梁軌道經(jīng)驗收合格后方可開始滑模的安裝工作，滑模安裝工作分為以下幾個步驟： 卷揚系統(tǒng)安裝：卷揚機布置在上彎段與平洞分縫線上游20m

9、處，鋼絲繩直接從頂拱天輪下來后與卷揚機相連，但需要將卷揚機布置成與鋼絲繩正交。天輪固定錨桿需進行拉拔試驗后方能使用，每根拉力不小于10t，并將錨桿用10#槽鋼從根部串聯(lián)且焊接牢固后使用。 模板安裝調(diào)試：模板組安裝完畢后，檢查所有部件均齊全且位置準確并將爬升器安裝調(diào)試正常后，即可將滑模臺車滑至底部并上下試運行幾次。停滑狀態(tài)時將中梁尾部鎖定架鎖定，并用四個5t手動葫蘆將臺車底模、頂模分別固定于中梁上，同時將中梁前端用拉筋與底板錨桿固定，以防止滑模意外下滑。 起滑處不規(guī)則塊體立模：滑模系統(tǒng)安裝調(diào)試正常并定位后，在起滑點與下彎段襯砌砼之間的不規(guī)則塊體用小鋼模和木拉條拼裝。支撐系統(tǒng)采用12的拉筋內(nèi)拉為主

10、，同時還可以輔助使用部分鋼管對撐。為減小后期拉筋處理難度，可在拉筋上面使用橡皮錐套。 斜井上部滑模直接滑出，不再拼模。堵頭模板可在砼澆筑過程中安裝，靠近內(nèi)側(cè)的堵頭模板應(yīng)比結(jié)構(gòu)尺寸小510mm，以便臺車能夠順利滑出而不對砼產(chǎn)生擾動。5) 溜槽搭設(shè)溜槽布置時，可在底板兩側(cè)順坡向下布置兩趟。為減小砼骨料分離，溜槽搭設(shè)時分成多段，形成三四次跌坎，使溜槽坡度適當減小并在中間加掛溜筒或直接用溜槽使骨料轉(zhuǎn)向進行二次拌和，減小骨料分離。同時為了防止砼澆筑時飛石傷人及減少骨料分離，將溜槽用彩條布覆蓋而形成負壓溜槽。3.3砼澆筑及模板滑升作為國內(nèi)同類型滑模施工的第一次新嘗試，三峽永久船閘斜井全斷面變徑滑模歷時約兩

11、個半月時間，于2001年5月4日晚上順利完成了整條斜井的全斷面砼襯砌。1) 砼澆筑 砼的配制除滿足地下隧洞砼的施工要求外，為縮短砼的初凝時間，砼拌和時采用ZB-1A型高效減水劑，并將塌落度控制在1416cm之間，使用6m3攪拌車作為運輸工具。 開倉時需先用砂漿濕潤溜槽，以防止下料時溜槽堵塞。每次下料高度以30cm為宜，最大不得超過40cm，使倉面砼均勻上升。 為便于脫模后觀測砼面以便于確定滑升時間，當不規(guī)則塊體砼澆至離滑模約30cm時，需停料3小時后再進行滑模段的下料，然后按正常速度將滑模段澆筑至距離上口約30cm，等待起滑。2) 模板滑升 脫模強度控制在0.100.20Mpa左右，滑升時以多

12、動少滑為原則，每段滑升距離不宜太多，以1025cm為宜，減少砼表面的拉傷及因滑升距離太長而帶來的偏差。并且可以將底模與頂模交叉進行滑升，分多次進行直至砼表面強度合適。 當具備滑升條件時，利用4個液壓爬升器進行模板滑升，當首次滑升比較費力時也可以借助5t手動葫蘆來輔助滑升。 出模砼表面濕潤不變形，手按有硬的感覺，指印過深要停止滑升，用抹刀將出模面及時壓實抹光，邊墻部分的系統(tǒng)錯臺則及時按1/30坡度修整處理。 正常澆筑后，斜井全斷面滑模每天滑升2.53.2m，最大滑升速度為3.3m/d。3) 中梁提升每個階段滑模的有效行程約6米，當模板組滾輪走到中梁軌道端頭時，就要進行中梁的提升工作。 在中梁不提

13、升的狀態(tài)下，始終用拉筋將中梁前端與底板錨桿固定。提升時先把獨立的頂模與底模用槽鋼焊接連成整體，再調(diào)節(jié)模板鎖定支架兩邊的絲桿，使其支撐在已澆筑的砼面上，并在鎖定絲桿下面墊80cm長的槽鋼，同時用2只5t手動葫蘆將模板組與錨桿相連牢固。松開中梁尾部鎖定架的上、下、左、右支撐及前端固定拉筋，此時就可以利用卷揚機將中梁向上提升了。 中梁前輪在軌道上行走，后輪在成型砼面上行走。提升到位后在頂模行走輪與中梁軌道之間將會拉開一個空隙，用合適的墊板加在頂模滾輪支座上使?jié)L輪緊貼軌道，然后便可開始第二階段的滑升。 經(jīng)過模板組滑升中梁提升模板組再滑升的多個循環(huán)而使滑模向上滑升。4) 模板滑升控制和糾偏 滑模采取多動

14、少滑的原則，滑升過程中用水平管檢查模板底線是否在同一水平面上，并吊垂球檢查滑模中心是否偏離了底板軌道中心線。若發(fā)生上下偏移，應(yīng)及時進行調(diào)整，模板校正后，再使爬升器同步運行。 砼澆筑過程中必須保證下料均勻，兩側(cè)高差最大不得大于40cm。當下料原因?qū)е履０宄霈F(xiàn)偏移時，可適當改變?nèi)雮}順序并借助于手動葫蘆對模板進行調(diào)整。 當中梁提升后，必須調(diào)整滾輪支座墊板的厚度及頂緊螺栓使?jié)L輪緊貼中梁軌道面，不得留有空隙，并使中梁中心與軌道中心保持一致。四、 經(jīng)濟性比較由于變斷面、陡傾角斜井施工難度較大，其施工方法主要采用以下兩種：一是底拱采用滑模，邊頂拱搭設(shè)滿堂腳手架后拼裝小鋼模施工；二是將底拱與邊頂拱分開作兩次進

15、行滑模施工。第一種方法由于整條斜井邊頂搭設(shè)滿堂腳手架并拼裝小鋼模，既費工、費時、成本高，又存在較大安全隱患，且砼表面質(zhì)量差、工期長；第二種方法分兩次滑升，雖然施工安全、表面質(zhì)量好、方便施工，但是由于工序重復(fù)，其施工時間亦較長。而且以上兩種方法由于分兩次施工，均需在底板預(yù)設(shè)插筋，并且增加了一條縱向施工縫。斜井全斷面滑模由于滑升過程中自動完成收分，使底拱和邊頂拱一次澆筑成形，大大減少了工序、縮短了工期，單人工費一項就減少了許多，而且由于沒有施工縫，砼表面質(zhì)量得到了極大的提高。如能夠循環(huán)使用，則該施工方法具有極大的技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢。五、 結(jié)束語在模板系統(tǒng)設(shè)計階段時，我們考慮的是利用中梁上的液壓爬升器回收鋼絲繩使滑模在中梁上移動，并將模板設(shè)計成聯(lián)動方式，故在模板搭接段各設(shè)置了三根聯(lián)動桿，希望模板組滑升時能夠同步運行；同時在在底模和頂模大架上使用了四套絲桿鎖定機構(gòu)，以便中梁提升時使模板組不發(fā)生錯位。但在調(diào)試過程中我們發(fā)現(xiàn)，因聯(lián)動桿之間的空隙過小，反而使得模板運行受阻，故安裝時將其取消了。模板組之間的四套絲桿鎖定機構(gòu)也難以發(fā)揮作用，在滑升過程中，將其改成用型鋼現(xiàn)場連接模板組的施工方式。為減小施工難度及降低勞動強度，將模板組的牽引方式也改為液壓爬升器，并將鋼絞線的固定支座設(shè)置在斜井井口的底板和頂拱上。通過這些技術(shù)改