护坡滑模施工技术在水利工程中的应用

2024-04-23谢文昊

四川水泥 2024年4期

谢文昊

（中国水电基础局有限公司，天津 301700）

0 引言

在水利工程施工中护坡板混凝土施工比较常见，如围堰护坡、溢洪道护坡等，往往因为护坡板分块较多，混凝土方量大，施工工期较长，在汛期到来之前按照以往的施工方法无法满足度汛要求，而滑模施工方法施工速度较快，混凝土质量控制较好，在较短时间内能够完成施工。本文就水利工程应用护坡滑模施工技术的经验进行总结。

1 工程概况

某水利工程围堰顶宽10.00m，迎水面边坡1∶2.2，背水面边坡1∶1.5，迎水面设50cm 厚垫层料，垫层料Dmax≤4cm，压实度要求Dr≥0.8，垫层料上方铺设两布一膜（厚0.6mm，200g∕㎡），迎水面护坡采用现浇25cm 厚C25F300W6混凝土板，分块尺寸3.5m×3.5m，错缝布置，缝间采用高压闭孔板填塞，表面2cm采用双组份聚硫密封膏勾缝；混凝土护坡板设置直径150mm贯穿排水孔，间排距均为0.75m，梅花形布置，用于坝体度汛前破坏防渗土工膜及度汛期间堰体上游坡面排水。

2 滑模施工方案的确定

原设计要求围堰采用3.5m×3.5m分块现浇混凝土施工，现场施工发现该施工法比较复杂、缓慢，在汛期到来之前无法完成围堰护坡的全部施工。

经与业主、监理、总包、设计单位多次沟通讨论，方案最终变更为滑模施工，分块尺寸调整为4.0m×4.0m，分缝采用切缝的方式施工，横缝错缝设置，考虑到土工膜铺设施工，在下垫层增加3cm厚M20的水泥砂浆作为垫层防护[1]。

3 滑模施工特点

3.1 制作方便

滑模系统的组合制作简单方便，模板采用槽钢即可，可购买成品槽钢，运输至施工现场根据情况裁取即可；配重采用现浇混凝土制作，即根据计算出符合要求的配重体积直接浇筑出来；卷扬机的购买要求其牵引力符合计算结果；所有东西购买完成后现场进行组合。整个组合从设计、制作到完成周期较短。

3.2 施工速度快

滑模施工机械化程度高，调试正常后，可快速批量地进行施工，与传统的施工方法相比，滑模施工大大减少了模板安装与拆卸工序，该工序占整个施工的大部分时间，而滑模施工缩短了该工序时间，保证了该围堰护坡工程在度汛之前完成施工。滑模施工在护坡施工工期紧、任务重的情况下应用优势十分突出。

3.3 施工成本低

相比于其他施工方法，滑模施工节约了模板材料，减少施工作业人员投入，在施工过程中减少人力、物力投入，进而达到节约成本的目的。

3.4 质量能得到有效控制

滑模施工对于混凝土质量来讲，整体控制较好，收面平整光滑；拆模后竖向分缝在一条直线上；表面无气泡，边角无破损，不需要进行外观修补。

4 滑模设计

该项目根据护坡板结构形式及施工进度要求，选择定制2套滑模施工设备，包括轨道设备、振捣设备、抹面设备、配重设施、牵引提升系统，设计参数如下：

（1）侧模最长长度55m，侧模间距4m，高度0.25m；

（2）滑模尺寸4m×1.5m×10cm，重1t，加装沙袋配重1t。具体配重根据现场实际情况调整；

（3）人工操作平台用直径16钢筋制作，4m×1m，底部铺设木板，周围设1.5m高护栏；

（4）卷扬机提升重量5t，升降速度8～16m∕min，额定电压380V，额定功率7.5kW。每套滑模配备两台卷扬机；

（5）每台卷扬机配重为1.5m×1.5m×1m，C25混凝土预制块，重5.20t。

5 滑模设备制作

由于采用组合滑模施工，因此滑模加工时，可在现场拼接安装。侧模采用钢模组合模板，兼作滑模支撑，规格为5cm×25cm×600cm 上下两块。下部焊接5cm×5cm×600cm 方钢，上部槽钢尺寸5cm×20cm×600cm 作为滑模上行的轨道，上下两块模板间焊接牢固[2]。

每台卷扬机固定在埋深80cm的尺寸为1.5m×1.5m×1m的预制混凝土配重上。卷扬机电路开关安设在施工面顶部。

因滑模下设土工膜，为防止破坏土工膜，侧模加固使用U型卡固定，每2m设一道，见图1所示。

图1 浇筑前后加固卡

该项目采用的滑模设备由钢模板、滑模、卷扬提升系统、混凝土配重组成。

6 滑模施工

6.1 工艺流程

滑模施工工艺流程为：测量放线→滑模安装→调试→混凝土浇筑→平仓、振捣→滑模提升→收面→混凝土浇筑→收面→施工完成后滑模拆除移至下一场地[3]。

6.2 施工前准备

滑模施工前必须做好各项准备工作，首先需要对施工人员进行安全技术交底，然后检查施工时所使用的施工设备是否满足要求，还需要进行滑模的试提升，包括对线路、卷扬提升机、滑模等的运转情况进行调试[4]。

6.3 混凝土滑模施工

该工程围堰混凝土施工时采用溜槽的方式进行混凝土入仓，混凝土坍落度采用70～110mm，防止混凝土太稀无法进行滑模，且混凝土坍落度要根据气温情况等进行动态的调整，在混凝土入仓之前清理仓内杂物，待清理干净后方可进行浇筑。

滑模正常滑升是根据现场施工情况确定合理的滑升速度，与现场气温条件、混凝土设计强度、混凝土初凝时间、供料强度等有关。本工程滑模坡度较缓，计划每浇筑50cm混凝土提升一次，每次提升50cm。确保振捣棒可以插入新旧浇筑的每层混凝土面。

滑模滑升正常要求达到软脱模施工，现场施工鉴别为：滑升过程中能听到“沙沙”的声音；出模的混凝土无流淌和拉裂现象，手按有硬的感觉，并能留下1mm左右的指印；能用抹子抹平[5]。

在混凝土入仓后采用插入式振捣器振捣，振捣均匀、无气泡、无浮浆时，启动卷扬机提升滑模（见图2所示）。施工过程中振捣器不得触碰到钢模；在施工完成后，对混凝土及时覆盖无纺布，进行养护。

图2 滑模施工现场

该项目养护采用喷淋养护装置进行混凝土养护（见图3所示），养护期28d。

图3 自动喷淋养护装置

6.4 施工质量控制与滑模拆除

6.4.1 滑模中心和水平控制

滑模中线控制：在保证滑模有足够的提升能力下，为保证护坡结构成型尺寸，减少滑升过程中的偏差，采用测量中心线进行测量控制，在两侧侧模各布置2根垂线进行中心测量控制。

滑模水平控制：滑模水平上升是保证滑模施工的关键，利用水平尺进行水平测量，发现问题及时纠正，在微小状态尽早进行纠偏工作。

6.4.2 施工中常见问题控制

由于滑模施工是两台卷扬机同时滑升，同时滑模荷载的不均衡，动荷载以及下料等影响，易造成滑模的倾斜、平移、模板变形、混凝土缺陷等，施工中在克服不利因素的前提下，要加强监测工作，确保滑动过程中模板的整体稳定。

6.4.3 混凝土施工质量控制

混凝土采用溜槽施工时，首次下放混凝土之前，溜槽要用水湿润，防止骨料下放水分散失，要保证混凝土入仓质量。混凝土振捣是施工质量的关键，入仓后的混凝土要振捣密实，边部也要振捣到位，防止拆模后有蜂窝、麻面的出现，插入式振捣器的插入间距控制在振捣器有效作用半径1.5 倍以内，振捣混凝土时应严防漏振现象的发生，同时应避免振捣过度；对滑模提升后的混凝土表面进行二次收光，可以预防局部有气泡的表面。

在混凝土浇筑完成后根据天气情况及时进行覆盖洒水养护，保证混凝土养护期满足相关规范要求。

6.4.4 滑模拆除

滑模滑升至设计位置后，将滑模滑空，拆除顶模，待混凝土浇筑完成满足拆模条件后拆除侧模，利用吊车配合人工搬运至需组装部位。重新清理模板表面污渍，待模板表面涂刷脱模剂后进行模板安装、设备组装，经调试后继续使用。