永久船闸上游靠船墩滑模施工

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摘要：滑模施工是水利水电工程中一项高效、低廉的混凝土施工，具有施工速度快、质量好、成本低等优点。在水利水电工程中采用滑模技术施工可以成倍地提高混凝土浇筑，对于工期紧张、紧急渡汛要求的工程具有重要的功用。

　　关键词：水电站 闸墩 滑模施工

　　一、概述

　　滑模施工是水利水电工程中一项高效、低廉的混凝土施工，具有施工速度快、质量好、成本低等优点。在水利水电工程中采用滑模技术施工可以成倍地提高混凝土浇筑，对于工期紧张、紧急渡汛要求的工程具有重要的功用。

　　与铁路、桥梁等工程所用的滑模技术相比，水利水电工程滑模施工具有结构复杂、精度高、浇筑量大等特点。在水利水电工程施工过程中，滑模结构还包括有门槽、弧度变化大，施工要求高。

　　二、结构组成

　　滑模是一个钢制框架结构，一般从检修门槽和工作门槽分开，由墩头、中间段和墩尾三段通过高强度螺栓连接组成，总重达数十吨。每座水电站根据各自的闸墩尺寸设计滑模。滑模的主体结构是由工字钢、槽钢、角钢三种型钢焊接而成，辅助钢材有钢管、扁钢、钢丝，用来制作滑模顶部栏杆及其遮雨蓬、抹面吊篮和爬梯。

　　首先根据设计图纸，用槽钢和工字钢焊接成闸墩形状的结构（带门槽结构），尺寸略比闸墩的混凝土保护层大5cm左右。滑模主体结构高度一般在2m左右，再在滑模内侧安装约1m高的组合钢模板，通过螺栓和钢片扣与滑模主体结构相连，每快钢模板再有螺栓连接起来。由于一般闸墩在墩头顶部带有牛腿结构，所以在滑模上升到牛腿高程时，滑模墩头的弧形部分可以整体拆除，再安装上带有牛腿形状的组合钢模板继续浇筑。

　　在滑模上升到滑模底部距离地面2~3m高度时，在其底部挂上由角钢、钢丝焊接成高约2m的抹面吊篮，便于工人抹面平整。

　　滑模的动力装置一般采用离心式液压千斤顶。千斤顶安装在滑模顶部的钢结构梁上，位置在闸墩的钢筋范围之内，千斤顶中心有一根空心钢管用于插在混凝土中。各个工程采用的滑模尺寸不一样，所以千斤顶数目也不相同，但一般采用偶数个千斤顶。考虑到滑模与混凝土之间的摩擦力，千斤顶总的顶升力要大于5倍滑模自重。

　　离心式液压千斤顶中间穿过一根空心钢管，钢管带有内螺纹，两根钢管由一个两头带有外螺纹的等大空心钢管接头连接起来。滑模的爬升就是靠千斤顶夹紧空心钢管而提升上去的，每次提升约10cm，以便观察闸墩混凝土保护层是否脱落，如果达到工程要求就连续提升，使滑模上升20~30cm.离心式液压千斤顶工作原理：启动电源，由电动机增压使所以千斤顶上活塞同时丈移一段距离，抓紧钢管；再通过向下活塞加压（？下活塞上升，从而把滑模整体揀升。

　　滑模上各控制点，如滑模的墩头、中间段、墩尾外侧都设有吊线，用于检查滑模是否倾斜，如发生倾斜要及时调整。

　　在滑模结构设计时要注意分块位置、千斤顶安装位置。滑模上设有楼梯上下。

　　三、施工控制

　　1.安装与调试在预先浇筑好的、且有闸墩预埋钢筋（钢筋高出地面高度在1.5m以内）的闸墩底版上进行清基、混凝土表面凿毛，至符合施工要求。

　　用测量仪器定出各控制点，这些点用来安装滑模是对齐模板。在闸墩混凝土保护层外侧的地面上放置一些10~20cm高的木枋垫层，用于放置滑模。用门机或塔机把滑模的墩尾、中间段和墩头分别吊装放在木枋垫层上，使他们大致对接。

　　再用一种俗称“葫芦”的起重机把各段位置调整好，并用螺栓连接起来，使滑模模板对齐各控制点。在离心式液压千斤顶的中间安装好空心钢管，钢管一头接触到闸墩毛面上，使千斤顶夹紧钢管。千斤顶在每次使用之前要彻底检修、清洗干净。把预埋钢筋接长，一般采用对接埋弧焊和搭接电焊，搭接焊时，单面焊焊缝长度要大于10d，双面焊要大于5d.钢筋接长长度不宜太长，否则方便浇筑。

　　在检查好一切细部结构后，打开电源，启动电动机增压，把整体滑模提升10~20cm高。提升完后用测量仪器检测滑模是否有倾斜、偏移，如有不符要求，立即进行调整，使滑模模板对齐各控制点。对齐之后，在滑模底部的空隙出用组合钢模板或木模板进行安模封堵，并焊好衬筋，防止模板在浇筑时爆模。安模后，在滑模结构各控制点挂上可变长的吊线，用于随时进行变形观测。

　　2.运行操作在完成安装与调试后便可进行浇筑。由于滑模施工的技术需求，混凝土浇筑要连续的进行，可选用门机或塔机进行浇筑。先浇筑一层到高度位于滑模模板中部的混凝土，振捣时用11公斤的变频振动器，振捣时注意次数以免翻砂或爆模。在满足施工要求的情况下，将滑模提升20cm左右高，拆除滑模底部下面安装的组合钢模板或木模板，检查浇筑质量，并抹面平整处理。用仪器观测闸墩是否出现倾斜或偏移，在各项参数达到技术要求后继续浇筑。每隔1小时左右即可提升，每次提升20左右。钢筋长度不够时继续加长，钢管长度不够时再接长。

　　滑模上升2~3m后，在滑模底部挂上吊篮用于抹面和养护，在吊篮外面挂上安全网。夏季养护一般采用洒水养护，每隔半小时左右养护一次，天热时不间断地养护。

　　在闸墩高度上升到设计高度的1/2时，暂停浇筑。这时要检查各种设备的工作状态，对于损坏部件要更换或维修，并在观测闸墩的变形情况及检查浇筑质量合格后，再继续浇筑。

　　在闸墩的高度上升到牛腿高度时，暂停浇筑混凝土。此时要拆除滑模墩头部位的弧形模板，换上牛腿模板。在处理好闸墩顶部预留结构的模板与埋件后，再行浇筑到闸墩设计高程。在满足？附模板要求后，拆除牛腿模板，把整个滑模结构提升出闸墩顶部置空，并处理闸墩顶面。

　　在滑模上升的过稉，要在闸墩的检修门槽和工作门槽的混凝土中预埋闸门轨道预埋件。轨道预埋件一般采用一块10×20的钢板焊上两根“L”型的钢筋。在滑模上升时，要人工凿毛门槽，使其露出预埋钢板，为以后门槽施工做好准备。可以在预埋件上焊上爬梯，便于上下滑模。

　　采用滑模施工技术可以大大减少工期，在水利水电工程中意义非常重要。

　　四、滑模的拆除

　　由于滑模是大型设备，所以在拆除滑模时也要十分注意。

　　1.把闸墩顶部的多余钢筋割掉，把通过离心式液压千斤顶的钢管过高部分也割断，以便在较小高度的提升下把滑模从钢管之中提出来。

　　2.把滑模上的附属设备拆下来，如电器控制箱、电焊机、照明设备等，减小起吊重量。

　　3.把滑模底部吊挂的吊篮从滑模分节出用氧焊切割开来，把连接滑模的墩头、中间段和墩尾三段的螺栓全部拆除。

　　4.用门机或塔机吊住滑模的墩尾段，松开离心式液压千斤顶，使门机或塔机吊起墩尾段滑模，缓慢提升。注意，在起吊时，如滑模门槽构件与闸墩有钩、挂，用氧焊割断。

　　5.吊出滑模后，门机或塔机旋转起重臂至预先准备好的空场地上空缓慢放下。当滑模底部的吊篮刚接触到地面时停止下放。圈拆除吊篮后，再把滑模移吊到场地的其余空位置。如此，再把中间段和墩尾段拆除。

　　在拆除滑模时要注意安全。

　　五、工程实例

　　　—四川雅安龟都府水电站四川雅安龟都府水电站位于四川雅安市草坝镇水口村青衣江与名山河汇合处的龟都府小岛，系一座闸坝低水头河床式水电站，灯泡贯流式机组，装机容量63MW，以发电为主，兼有旅游。电站主体工厂由泄洪闸、中非溢流坝段、冲砂闸和厂房坝段组成。其中在泄洪闸和冲砂闸分别6个和2个中墩的尺寸相同，为了加快施工，施工方采用了滑模施工技术。

　　在已浇筑完毕的冲砂闸2个中墩，都采用滑模施工。

　　中墩设计断面尺寸：27.5m×3m（最大尺寸），闸墩高26.5m，闸墩间距12m，砼设计标号C20，每个闸墩砼量约1900方，设有检修，门槽和工作门槽。

　　工程所采用的滑模分为墩头、中间和墩尾三段，各段尺寸：墩头长10.617m，重14.5吨；中间段酿8.972m，里约11.5吨，墩尾段长11.024m，重13.1吨。

　　动力装置串40个离心式液压千斤顶，单个最大起重力70KN，总起重力2800KN.采用滑模施工技术，一个中墩浇筑到设牛腿飘程只要6天，浇筑到设计高程也不过10来天左右。而大小与中墩相似的边墩采用组合钢模板则需1个月左右。

　　采用滑模技术大大缩短了工期，节约了成本。龟都府电站的中墩浇筑是滑模施工的依次成功运用，发展潜力很大。