配重式滑模在嘉陵江草街航电枢纽厂房及冲沙闸工程中的应用

李海滨，熊惠

（中交一航局第三工程有限公司，辽宁 大连 116001）

1 工程概况

嘉陵江草街航电枢纽工程冲沙闸溢流曲面由2个反弧段和1直线段组成，底层混凝土分台阶浇筑完成，面层40 cm混凝土为抗冲耐磨混凝土，设置有插筋，见图1、图2。面层混凝土浇筑时采用了配重式滑模施工工艺，有效保证了收面工程质量和进度。

2 滑模设计

2.1 滑模组成

本工程采用的滑模由滑模模体、牵引系统和轨道系统、滑模操作平台4部分组成[1]。

2.2 滑模模体的设计

2.2.1 面模

根据收面宽度及施工质量进度要求，模板采用桁架结构，面模长8 m，宽1.2 m，采用P3015钢模拼装，钩头螺栓连接，［12槽钢作围檩，25的工字钢作肋板。为保证面模刚度，面模背后焊∠100×10等边角钢桁架。在面模的两端，焊接2个吊环作为牵引之用，吊环采用φ36钢筋弯曲并与角钢双面焊接而成。面模与侧模接触的上、下口进行倒角处理，以防止在升降过程中带动侧模。面模两端与侧模搭接长度各30 cm。

2.2.2 侧模

侧模采用P3015钢模，高50 cm，每块长1.5 m。上口在拼装时测量放线，保证与设计弧线吻合。使用钢三脚架与大头螺母与下层混凝土固定牢固。

图1 冲沙闸溢流曲面示意图Fig.1 The overflow surface sketch of desilting sluice

图2 冲沙闸溢流面Fig.2 The overflow surface of desilting sluice

2.2.3 配重

滑模设计荷载包括模体荷载F1、施工荷载F2、钢模板与混凝土的粘结力F3以及新浇混凝土对模板的上托力F。根据规范规定应满足F1+F2+F3＞F。当模板的倾角小于45°时，上托力取3～5 kN/m2，本工程中上托力F=5S=5×8×1.2=48 kN。模板自重35 kN，需配重13 kN。考虑现场实际情况，采用混凝土块与大块石进行配重，可满足配重要求。

2.2.4 提升系统

根据水工建筑物滑动模板施工技术规范[2]，滑模牵引力T按以下公式计算：

式中：A为模体与混凝土的接触面积；τ为模体与混凝土的黏结力；θ为模体倾角；G为模体系统自重；p为混凝土的上托力；f1为钢模板与混凝土的摩擦系数；f2为滚轮与轨道的摩擦系数；K为牵引力安全系数。

取 τ=0.5 kN/m2，A=6 m2，G=35 kN，θ=45°，P=48 kN，f1=0.5，f2=0.05，K=2.0，计算得T=34.8 kN，选2台20 kN卷扬机提升，动滑轮换向。卷扬机的位置随混凝土浇筑仓面的移动而移动，并通过吊环固定。卷扬机、吊环以及地锚之间用φ14mm钢丝绳连接。2台卷扬机间设置同步装置，使2台卷扬机能同步或异步运行。

2.3 配重式滑模的施工工艺及施工过程

2.3.1 滑模施工程序

滑模施工程序为仓面清理→钢筋制安→测量放线→立侧模→安装滑模轨道→测量验收→滑模模体就位→提升系统安装→滑模系统安装、调试→滑模系统试运行→滑模系统验收→混凝土浇筑→滑模系统提升，抹面→滑模移动下一仓，混凝土养护。

2.3.2 滑模施工方法

根据施工顺序，首先进行测量放线，再进行侧模及轨道施工，滑模轨道采用钢管架设，浇筑完成后要及时拆除，见图3。随后进行滑模系统安装、调试，采用50 t履带吊将滑模吊运至施工仓面进行拼装，同时进行提升系统安装。

本工程采用2台卷扬机，卷扬机沿待浇筑混凝土中心线对称布置。卷扬机的布置应注意钢丝绳绕入卷筒的方向应与卷筒轴线垂直，这样能使钢丝圈排列整齐，不致斜绕和相互错叠挤压。钢丝绳可使用钢管架架立一定高度。

图3 牵引钢丝绳滑轮支架Fig.3 The load cable pulley support

图4 滑模工艺及收面Fig.4 The slip form technology and surface

卷扬机操作时需2名操作人员，在操作中要同步一致。

2.3.3 混凝土入仓，浇筑，抹面

根据施工作业速度，按试验室提供的施工配合比，尽量降低水灰比。现场试验后确定坍落度控制在0.9～1.2 cm，水灰比控制在0.48～0.55范围内，确保滑模的提升速度和质量。同时现场配备技术人员盯仓，根据现场情况及时对混凝土进行调整。

混凝土运输采用10 t自卸汽车运至现场，挖机配合浇筑。混凝土入仓后采用平铺法铺料，铺料厚度控制在30 cm左右，可根据现场实际情况进行调整，保证混凝土薄层浇筑均匀上升。滑模底部的混凝土要浇筑满，并且振捣到位，混凝土振捣采用φ75插入式振捣棒振捣，要求操作人员均匀插捣，振捣棒垂直插入20～30 cm，振捣棒不得插入过深，以防止过振抬高滑模。施工过程中滑模的提升速度可根据现场气候条件、混凝土和易性、凝结时间等进行调整，施工中由于是抗冲耐磨混凝土，提升速度控制在1.1m/h。

收面是该工艺的关键，滑模模体提升后，便开始进行人工收光抹面。完成后立即进行养护，见图4。

2.3.4 脱模

脱模采用专门的工具，混凝土强度控制在0.2 MPa左右，脱模时采取适当的保护措施，以避免混凝土及模板损伤。

3 滑模施工质量要求

采用配重式滑模进行混凝土浇筑时，除满足混凝土施工技术要求外，还需注意以下要求[3]：

1）必须保证牵引力的方向平行于混凝土结构边线。

2）卷扬机拉动滑模时要求同步进行，以保证滑模施工过程中无侧向偏移。

3）滑模的就位与安装、侧模的安装、轨道的安装必须进行测量放样，确保施工尺寸符合设计要求。

4）控制混凝土入仓速度及滑模提升速度，以保证混凝土成品质量。

4 结语

在嘉陵江草街航电枢纽厂房及冲沙闸工程项目中，通过对混凝土浇筑质量及运行效果的分析，配重式滑模施工工艺的应用取得了良好效果。

[1] 张志武，李智渊.配重式滑模在边坡支护工程中的应用[R].武汉：中国葛洲坝集团公司三峡建设公司，2007.ZHANG Zhi-wu,LIZhi-yuan.Application of counterweight slip form in slop supportengineering[R].Wuhan:ChinaGezhoubaGroup ThreeGeogesConstruction Engineering Co.,Ltd.,2007.

[2]SL-32—92，水工建筑物滑动模板施工技术规范[S].SL-32—92,Technical specifications for sliding form construction ofhydraulic structure[S].

[3]张荣.配重式滑模在小湾水垫塘边坡施工中的应用[R].长沙：湖南省水利水电勘测设计总院，2009.ZHANG Rong.Application of counterweight slip form in Xiaowan plunge pool slop construction[R].Changsha:Hunan Hydro&Power Design Institute,2009.