闸墩滑模施工组织设计

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　　1、工程概况

　　辽河石佛寺水库枢纽一期工程闸墩施工分为边墩、中墩和缝墩，八个闸室共计两个边墩、八个中墩、七个缝墩。闸墩底面高程为▽41米，顶部高程为▽53.2米，采用钢筋混凝土浇筑。中墩外型为长条船型，长23.5米、宽3米；缝墩长23.5米、宽3.5米；边墩为长方形，长23.5米、宽2.5米。闸室内有检修门槽和工作门槽，其中工作门槽为边断面设计。顶部▽52.485至▽53.2高程墩体收台。

　　根据多年来的施工经验，对于等截面的混凝土结构采用滑模法施工是最佳方案之一。该闸墩具有数量多，外型变化小等特点，宜采用滑模进行施工。

　　2、施工方案

　　根据闸墩尺寸、工程量和工期要求，采用单个闸墩独立滑升，两套滑模同时施工的方案，既制作两套模体，（一套中墩和一套缝墩模体）一套滑升、一套准备。利用其中一套模体改制成边墩模体完成一侧边墩的滑模施工。滑模施工至顶部高程时将滑模提空，利用门机整体吊装在下一工作面进行滑模准备。

　　3、滑模常规设计

　　闸墩滑模设计采用液压整体滑升模板施工，为保证质量，滑模采用整体钢结构设计，滑升动力装置为ZYXT-36型自动调平液压控制台，滑模装置组成为：模板、围圈；提升系统；滑模盘；液压系统；辅助系统。

　　3.1模板、围堰

　　全套滑模模板采用δ6mm钢板制作而成，曲线段采用δ6mm钢板压制而成，用∠50·5的角钢作为加劲肋，同桁架梁相连固定，门槽转角部位用∠63·6角钢作为模板。模板高度选1.2米，模板锥度按5毫米控制。

　　围圈主要用来加固闸门槽和园弧段模板，采用上下两道，同模板焊接固定并和桁架梁上下边梁焊接，使全部模板成为一个整体。

　　3.2提升系统

　　滑模提升系统的制作部分是提升架，是滑模与混凝土间的联系构件，主要用于支撑模体，并且通过安装在顶部的千斤顶支撑在爬杆上，整个滑升荷载将通过提升架传递给爬杆，爬杆用φ48·3.5m的钢管制成，根据闸墩的实际情况，全部提升架选用“开”型架，用18#槽钢焊制，用∠90·8角钢作加强筋。一套模体选用12套“开”型架。共布置24台千斤顶。

　　3.3滑模盘

　　滑模盘分为操作盘和辅助盘。

　　操作盘为施工的操作平台，承受工作、物料等荷载，是滑模的主要结构，采用桁架梁钢结构制作，由于混凝土施工过程中，垂直荷载和侧向受力较大，为保证操作盘的强度和刚度，选用∠90、∠63角钢加工制作成1.0m·1.0m复式桁架梁，并利用“开”型架进行补强。在桁架梁上铺马道板形成操作平台，利用“开”型架顶面布置下料平台，搭设斜溜槽进行分料入仓。

　　辅助盘为养护、修面、预埋件处理的工作平台，采用钢木结构悬吊布置，沿混凝土面布置一周宽800mm平台，（用角钢和圆钢焊制）上铺马道板，用φ25mm圆钢悬挂在桁架梁上。

　　操作盘和辅助盘均设护栏和安全网进行防护。

　　3.4液压系统

　　选用HQ-100型千斤顶。设计承载能力为10吨，计算承载能力为5吨，爬升行程为30mm，液压控制台为ZYXT-36型自动调平液压控制台。高压油管：主管选用φ16mm；支管选用φ8mm，利用直管接头和四通接头同控制台和千斤顶相连，形成液压系统。

　　3.5辅助系统

　　包括洒水养护、中心测量、水平控制测量等装置。

　　洒水管用φ25mmPVC管，沿混凝土表面布置一周，PVC管上钻孔，对混凝土表面进行洒水养护。

　　中心测量利用重垂线测量，观察模体的水平位移，在模体的三个不同位置设三根重垂线进行观测。

　　水平测量利用水准管原理，在模体上布置透明胶管，充水固定在模体上进行水平度观测。

　　4、特殊部位设计

　　4.1闸门槽变断面设计

　　工作门槽在滑升过程中，门槽宽度增加。

　　在滑模设计中，将加宽部分制作成高1.4m、长0.9m、宽0.9m的长方体，四个侧面带模板。顶部用∠90角钢制作三个方框滑道。在大模体上，用∠63角钢加工三个立柱作轨道，以保证加宽部分尺寸。

　　在滑模施工中，滑模滑升接近加宽断面时，预埋四根插筋，以便固定加宽部分模体下口。当滑模滑升至加宽断面高程时，将加宽模体安装在轨道上，下部利用插筋进行固定。当模体滑升至顶面一致时，切除插筋，滑模继续滑升，并将下口同大模体进行固定。

　　4.2缝墩中止水和中缝材料安装

　　利用“开”型架的横梁作支撑，垂直焊接四根φ48钢管，将止水带进行固定，使其能沿钢管滑动，并保持其位置不变。中缝材料也用“开”型架和钢管进行固定和加固。

　　4.3滑模收台

　　滑模滑升至顶部▽51.9高程以上时，分三个部位、三个高程进行三次收台，本设计采用预埋盒子进行收台施工。

　　5、滑模千斤顶计算（以缝墩为例）

　　5.1荷载分析

　　（1）滑模结构自重：

　　钢结构：24800kg

　　液压系统：1800kg

　　辅助设施：10000kg

　　G1=36600kg

　　（2）施工荷载：

　　G2=15600kg

　　（3）滑升摩擦阻力：

　　G3=28200kg

　　竖向荷载总重：

　　G=G1+G2+G3=80400kg

　　（4）混凝土对模板的侧压力失稳重力换算

　　P=20000kg

　　5.2千斤顶数量

　　n=20.4台考虑门槽等部位阻力较大和结构不对称，为保证滑模滑升质量，根据结构情况布置24台千斤顶。

　　6、滑模施工准备

　　6.1滑模制作

　　由于采用单墩滑模施工，可利用门机进行整体吊装，因此滑模加工后，进行整体吊装安装。根据现场施工顺序，首先加工一套边墩模体和中墩模体。当边墩滑升结束，改制成缝墩模体，完成中墩和缝墩滑模施工后，再改制一套边墩模体，完成最后一个边墩滑模施工。

　　滑模按设计要求制作后，进行组装调试，并按下表质量标准进行检查调整。

　　内容允许偏差

　　提升架在两个方向的垂直度2mm

　　模板上口尺寸±2mm

　　模板下口尺寸±2mm

　　提升架前后、左右位置5mm

　　千斤顶中心轴线垂直度0

　　相邻模板的平整度1mm

　　安装千斤顶横梁标高5mm

　　操作盘的平整度20mm

　　6.2施工前准备

　　滑模施工前必须做好各项准备工作，包括千斤顶的调试、底板的凿毛和冲洗、测量放线、供电、供水系统准备、备用电源准备等。

　　（1）千斤顶调试

　　a耐压：加压12MPa，5分钟不渗不漏；

　　b空载爬升：调整行程30mm；

　　c负荷爬升：记录加荷5吨，支撑杆压痕和行程大小，将千斤顶进行编组。

　　由于闸墩滑模安拆次数较多，须备用部分千斤顶及常用配件，本设计备用6台千斤顶。

　　（2）工作面准备

　　施工前必须作好工作面的各项准备工作，完成底板凿毛和冲洗，进行测量放线，达到滑模组装条件。

　　施工现场需敷设一条3×25+1×10动力电缆，提供380伏电源，为确保滑模施工顺利进行，不发生粘模事故，应作好备用电源准备工作。

　　为保证混凝土质量，加强混凝土洒水养护工作，在辅助盘上敷设一条φ25mmPVC管，对已完成浇筑的闸墩进行洒水养护，同时也要保证养护时间。

　　6.3滑模安装

　　滑模第一次安装在工作面上进行组装调试，利用门机悬吊组装，达到设计要求后，进行千斤顶安装和爬杆安装、钢筋安装。同时完成液压系统的安装工作，对千斤顶进行加油排空。后续安装工作采用门机整体进行吊装完成。

　　7、滑模施工

　　7.1滑模施工工艺

　　滑模施工的显著特点是：钢筋绑扎、混凝土浇筑、滑模滑升、修面养护等工作平行交叉作业，连续进行。要求各工种互相配合，互相适应。滑模施工工艺流程为：钢筋绑扎——混凝土浇筑——平仓、振捣——滑模提升——钢筋绑扎。

　　（1）混凝土浇筑：由搅拌站供料，自卸汽车运至工地装吊罐，门机悬吊吊罐入仓，工作面布置溜槽下料，人工平仓，插入式振捣器振捣。

　　（2）钢筋绑扎：由钢筋加工厂供料，载重汽车运至工地，门机配合卸车，吊至滑模操作盘上，人工分料绑扎、焊接。

　　7.2模板滑升

　　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、钢筋绑扎焊接速度等有关。本设计闸墩滑模按正常滑升每次间隔2小时，控制浇筑分层厚度30cm，日滑升高度最大控制在3.6m左右。

　　滑模滑升正常要求达到软脱模施工，脱模混凝土强度控制在0.1～0.3MPa，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。

　　7.3修面及养护

　　修面和养护工作是保证混凝土质量的最后一道工序。表面修整是关系到结构外表美观和保护层质量的关键工序，当混凝土脱模后，在低强度状态立即进行此项工作。一般用抹子在混凝土表面作原浆压平或修补，表面平整亦可不做修整。洒水养护是保证混凝土有适宜的硬化条件，减少和避免裂缝的关键工作，在辅助盘上设洒水管对混凝土进行24小时洒水养护。

　　7.4滑模控制

　　（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，为保证闸墩结构成型尺寸，减少滑升过程中的偏差，采用重垂线进行测量控制，在上下游方向各布置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中心的关键，利用千斤顶同步器进行水平限位，利用水准管进行水平测量，发现问题及时纠正，在微小状态进行纠偏工作。

　　（2）施工中常见问题控制

　　由于滑模施工是多台千斤顶同时滑升，同时滑模结构的不对称、荷载的不均衡，动荷载以及下料等影响，易造成滑模盘的倾斜、平移、模板变形、爬杆弯曲、混凝土缺陷等，施工中在克服不利因素的前提下，要加强观测工作，将问题消灭在萌芽状态。

　　7.5滑模拆除

　　滑模滑升至设计位置后，将滑模滑空，利用门机整体悬吊至下一工作面进行安装。

　　8、施工人力安排、施工工期

　　8.1施工人力安排

　　采用项目管理，滑模浇筑采用两大班作业，滑模准备一班作业。

　　8.2施工工期

　　（1）滑升进度指标：约3.6m/d

　　（2）工期安排

　　a.滑模制作15天（不占直线工期）

　　b.滑模安装4天（其余正常安拆为4天）

　　c.滑模滑升4天　　

　　考虑到墩混凝土与其它混凝土浇筑干扰及其它意外因素，滑模混凝土浇筑总计安排40d。

　　具体时间安排：

　　8月15日进场准备，8月31日完成滑模制作；9月5日开始工作面组装，9月10日开盘浇筑混凝土，10月20日滑模结束，10月底清场。

　　9、施工安全及技术措施

　　（1）操作盘和辅助盘要设护栏和安全网，上下人员爬梯要固定牢固，并加设护栏。盘面保持清洁，防止坠物伤人。

　　（2）做好电器设备的管理和维护工作，专人负责。防止漏电事故发生。

　　（3）经常检查液压系统，发现管路破损及时更换，以防高压油管伤人。