陳忠偉

（中國(guó)水利水電第一工程局有限公司，長(zhǎng)春 130000）

中國(guó)水利水電第一工程局有限公司在實(shí)際工程中通過(guò)深入的摸索、總結(jié)、提煉，創(chuàng)新了《大斷面矩形豎井頂升同步滑模系統(tǒng)制作安裝工法》，該工法可在諸多工程領(lǐng)域投入應(yīng)用，使用前景十分廣泛，使混凝土襯砌施工變得簡(jiǎn)便、快捷；在節(jié)約周轉(zhuǎn)材料投入的基礎(chǔ)上，加快施工進(jìn)度，保證施工質(zhì)量，是行之有效的混凝土施工手段之一。

1 滑模系統(tǒng)的特點(diǎn)

①滑模體采用頂升同步滑模系統(tǒng)施工工藝進(jìn)行模體的設(shè)計(jì)，模體設(shè)計(jì)更具人性化，提高機(jī)械化操作程度，節(jié)約勞動(dòng)力，同時(shí)降低施工成本；②滑模體由4 個(gè)部件組成，安裝簡(jiǎn)便、操作簡(jiǎn)單、應(yīng)用范圍廣；③模體安裝完成后，混凝土一次連續(xù)澆筑成型。混凝土之間沒有接縫，整體效果好，抗?jié)B能力強(qiáng)，大大提升了混凝土施工質(zhì)量。

2 模體設(shè)計(jì)與制作

2.1 滑模裝置的組成

滑模裝置在設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)豎井的布置以及結(jié)構(gòu)型式、特點(diǎn)進(jìn)行。操作平臺(tái)、模板以及液壓提升與輔助系統(tǒng)構(gòu)成了滑模系統(tǒng)（圖1）。

圖1 滑模模體圖

2.2 操作平臺(tái)系統(tǒng)

操作平臺(tái)由上下2 部分構(gòu)成。支撐框架與提升架平面構(gòu)成了操作平臺(tái)的上部分，主要用于設(shè)備、雜物、鋼筋的堆放、砼澆筑以及工人操作等；支撐框架下部的內(nèi)懸掛吊架平臺(tái)是構(gòu)成操作平臺(tái)下部的主要結(jié)構(gòu)，主要用于工人對(duì)己襯砌的表面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)、修補(bǔ)、檢查。整個(gè)操作平臺(tái)都使用花紋鋼板及角鋼分塊焊接而成，現(xiàn)場(chǎng)鋪成整體[1]。

2.3 模板系統(tǒng)

支撐框架、提升架、模板和支撐桿構(gòu)成了模板系統(tǒng)。槽鋼和鋼板是制成模板的主要材料，用螺栓將各個(gè)部件連接。再由大模板鏈接成一個(gè)整體，模板的高度設(shè)置在1.2 m 左右，沿四周分上下2 層設(shè)置支撐，主要目的是防止模板移位，并且對(duì)模板安裝能進(jìn)行精確度的調(diào)整。

2.4 液壓提升系統(tǒng)

液壓千斤頂、支撐桿、液壓控制臺(tái)及油路等是液壓提升系統(tǒng)的主要組成部分。

2.4.1 液壓千斤頂

液壓千斤頂是從中心穿支撐桿，然后在周期式的液壓動(dòng)力作用下，千斤頂沿著支撐桿做爬升動(dòng)作，帶動(dòng)操作平臺(tái)、模板、提升架一起上升。當(dāng)下，國(guó)內(nèi)主要的滑械液壓千斤頂有滾珠卡具的GYD-60 型、楔塊卡具的QYD-100 型等等，本創(chuàng)新工法在設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)定的額定起重量為30～100 kN，因此本滑模液壓穿心千斤頂選用型號(hào)為GYD-60 型滾珠式千斤頂。

2.4.2 支撐桿

支撐桿也叫千斤頂或爬桿等。通過(guò)采用強(qiáng)度與剛度非常好的鋼管或圓鋼來(lái)制作，本創(chuàng)新工法的支撐桿采用國(guó)內(nèi)最新研制的Φ48×4 的鋼管作支撐桿，起承重量可達(dá)到60～100 kN 大噸位千斤頂。

2.4.3 液壓控制臺(tái)

液壓控制臺(tái)的主要組成是液壓控制站HY-36S、調(diào)平器XT-GYD-60 管路、分油器等。其中被稱為液壓模的心臟是液壓控制站HY-36S，其是滑模液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的控制中心，組成部分主要有溢流閥、電動(dòng)機(jī)、液壓分配器及齒輪油泵等。工作原理是油泵的運(yùn)轉(zhuǎn)由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)起來(lái)，然后油箱里的油液再經(jīng)溢流閥控制壓力后，經(jīng)換向閥輸送到液壓分配器，接著經(jīng)油管將油液輸入進(jìn)千斤頂，再由千斤頂沿支撐桿爬升。

2.4.4 油路系統(tǒng)

油路系統(tǒng)的主要組成部分是油管、液壓分配器、管接頭和截止閥等，是連接控制臺(tái)到千斤頂?shù)囊簤和?，該?chuàng)新工法的油管采用高壓橡膠與高壓無(wú)縫鋼管，主油管的內(nèi)徑為14～19 mm，分油管內(nèi)徑為10～14 mm，連接千斤頂?shù)挠凸軆?nèi)徑是6～10 mm。輸油管路通常采用分組式：液壓控制臺(tái)通過(guò)主油管→分油器→分油管→支分油器→膠管→千斤頂。所到之處所使用的管線長(zhǎng)度要符合設(shè)計(jì)要求，千斤頂每組數(shù)目不可超過(guò)8臺(tái)。油路布置基本為串聯(lián)和并聯(lián)2 種[2]。

3 模體安裝施工操作要點(diǎn)

3.1 操作要點(diǎn)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，豎井的體型分為3 部分，上部為牛腿支撐結(jié)構(gòu)，中部為滑模標(biāo)準(zhǔn)段，下部為“八”字結(jié)構(gòu)（上、下游方向）。由于豎井體型的特殊結(jié)構(gòu)，因此在標(biāo)準(zhǔn)段滑模襯砌時(shí)需在標(biāo)準(zhǔn)段起始位置搭設(shè)懸挑的滑模安裝平臺(tái)，結(jié)合滑模結(jié)構(gòu)體系安裝方式以及提升系統(tǒng)安裝等要求[3]，同時(shí)保證下部混凝土承載能力超過(guò)滑模結(jié)構(gòu)自重以及滿足抹面平臺(tái)安裝空間，需布置安裝平臺(tái)進(jìn)行滑模結(jié)構(gòu)安裝。安裝平臺(tái)支撐系統(tǒng)主要為預(yù)埋I18 工字鋼，并在工字鋼上部搭設(shè)3.5 m 高十字盤腳手架（1.2 m×1.5 m×1.5 m），然后在腳手架上部搭設(shè)8#槽鋼，最后在8#槽鋼上部滿鋪木板作為滑模安裝平臺(tái)（圖2）。

圖2 滑模安裝平臺(tái)

3.2 滑模體安裝

3.2.1 模板總成、支撐桿安裝

模板安裝應(yīng)按區(qū)安裝。在安裝過(guò)程，先要進(jìn)行吊運(yùn)，吊運(yùn)要做到輕拿輕放，以防止模板摔壞或是碰撞變形。安裝時(shí)要使結(jié)構(gòu)對(duì)稱，以確保結(jié)構(gòu)對(duì)稱受力，然后使用螺栓將各區(qū)模板之間緊固連接起來(lái)。待安裝就位之后，需要對(duì)各部分之間的連接進(jìn)行檢查，看螺栓是否擰緊、穩(wěn)固，支撐桿有沒有固定好且牢固等。

3.2.2 支撐框架、上平臺(tái)、提升架安裝

依次安裝上部支撐框架、提升架、上部平臺(tái)，安裝時(shí)應(yīng)注意：所有花紋鋼板平臺(tái)放置在支架上，各平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)焊在框架上；用密目網(wǎng)將框架內(nèi)側(cè)表面和下部平臺(tái)掛件內(nèi)側(cè)覆蓋好，并用鐵絲將其固定；集中在工作區(qū)的承載重量不可大于3 t，應(yīng)分散放置。支撐桿注意事項(xiàng)：支撐桿為Φ48×4 鋼管，每層支撐桿為22 根，共有23 層。其中第一層插入千斤頂?shù)闹螚U為3 種長(zhǎng)度（2.0 m 8 根、2.5 m 8 根、3 m 8 根），錯(cuò)開布置；其余22層的支撐桿長(zhǎng)度均為3 m。正常滑升時(shí)，支撐桿表面不能有銹皮，待千斤頂滑升距支撐桿頂部小于350 mm時(shí)，應(yīng)接長(zhǎng)支撐桿，接頭對(duì)齊，不平處用挫找平，支撐桿用水平鋼筋相連加固[4]。

3.2.3 下部平臺(tái)掛架安裝

在第一模澆注時(shí)，其調(diào)壓井下部不夠高度，需待澆注幾個(gè)循環(huán)后，下部的高度達(dá)到后，才能安裝下部平臺(tái)掛架和下部平臺(tái)。

3.2.4 液壓提升系統(tǒng)及電氣的安裝

垂直運(yùn)輸系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、觀測(cè)裝置進(jìn)行安裝時(shí)，先要對(duì)其編號(hào)進(jìn)行檢查與試驗(yàn)。液壓和電氣的安裝均在廠家的指導(dǎo)下進(jìn)行。

3.3 滑模安裝的技術(shù)要求

滑模安裝應(yīng)符合下列技術(shù)要求：安裝過(guò)程所有模板應(yīng)與對(duì)應(yīng)的位置重合，誤差不可超過(guò)2～3 mm。模板就位后，必須保證每塊模板有5‰的正錐度，即上部較下部大6 mm。

3.4 滑模安裝后的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

滑模按設(shè)計(jì)制作完成后，進(jìn)行組裝調(diào)試，并按照表1 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查調(diào)整。

表1 滑模裝置安裝的允許偏差

3.5 質(zhì)量控制

滑模體出廠前，嚴(yán)格按照施工圖紙對(duì)滑模體的尺寸、材質(zhì)及各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行出廠前驗(yàn)收，確保各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)圖紙及相應(yīng)規(guī)范要求并經(jīng)驗(yàn)收合格后方可出廠；滑模體進(jìn)場(chǎng)后，嚴(yán)格按照發(fā)貨清單進(jìn)行對(duì)照，按編號(hào)分類進(jìn)行堆存，嚴(yán)格檢查模體運(yùn)輸過(guò)程中的損壞程度，對(duì)于局部變形較小的構(gòu)件與廠家及時(shí)溝通，現(xiàn)場(chǎng)具備修復(fù)條件的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行修復(fù)，對(duì)于不具備修復(fù)條件的返廠進(jìn)行處理，確?；ｓw本體施工質(zhì)量滿足現(xiàn)場(chǎng)施工需要；參與滑模體安裝的人員在安裝前進(jìn)行詳細(xì)的施工技術(shù)交底；滑模體在安裝過(guò)程中設(shè)置專職質(zhì)檢員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督工作，安裝過(guò)程中嚴(yán)格履行質(zhì)量三檢制原則，上道安裝工序未經(jīng)驗(yàn)收合格嚴(yán)禁進(jìn)行下道工序安裝工作；構(gòu)件棱角交接部位、模板之間拼縫部位應(yīng)采用角磨機(jī)進(jìn)行打磨處理，保證板、縫之間接觸部位平順緊密、平滑順接；安裝完成后，模板應(yīng)整體進(jìn)行打磨處理，并及時(shí)涂刷脫模機(jī)對(duì)模板板面予以保護(hù)；所有施工工序施工完成經(jīng)驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行整體聯(lián)調(diào)工作，聯(lián)調(diào)期間應(yīng)多次反復(fù)試驗(yàn)，確保各電器元件及使用滿足均滿足要求后方可投入使用。

3.6 安裝滑模需注意的安全措施

對(duì)滑模進(jìn)行安裝前，施工方需要成立專門的安全組織機(jī)構(gòu)，全權(quán)負(fù)責(zé)滑模操作安全領(lǐng)導(dǎo)管理工作；對(duì)參與滑模體操作人員進(jìn)行身體檢查，對(duì)有心悸、高血壓、恐高癥等不適宜高空作業(yè)或身體有缺陷的人員嚴(yán)禁上崗；并對(duì)操作工人進(jìn)行心理測(cè)試和培訓(xùn)，讓每個(gè)人員能以輕松而愉悅的精神狀況投入到繁忙的工作中去。

3.6.1 工作前準(zhǔn)備

制定工作進(jìn)度，指定現(xiàn)場(chǎng)安全員，檢查安全繩、安全帽佩戴情況；檢查滑模上的安全防護(hù)設(shè)施是否齊全完好；開展班前動(dòng)員會(huì)和安全會(huì)，做好班前安全教育和警示；觀察訊問(wèn)操作人員有無(wú)感冒頭痛或生病；嚴(yán)禁操作人員帶病高空作業(yè)，以避免安全事故的發(fā)生。滑模提升前，應(yīng)指定專人指揮、專人操作，多人多點(diǎn)觀察。疏散無(wú)關(guān)入員離開工作現(xiàn)場(chǎng)；滑模提升前，嚴(yán)禁超載（超額定載荷）和頻繁點(diǎn)動(dòng)操作，并清除干擾物。

3.6.2 滑模提升前

必須觀察滑模鋼結(jié)構(gòu)框架有無(wú)傾斜和變形等異常情況，檢查電氣設(shè)備是否接地良好和安全，各種連接處是否牢固可幕、液壓管路有無(wú)滲漏現(xiàn)象。如發(fā)現(xiàn)上述情況應(yīng)修復(fù)后方能動(dòng)作。

3.6.3 滑模提升過(guò)程中

指揮人員應(yīng)隨時(shí)保持警覺，察看爬升系統(tǒng)，避免發(fā)生擠壓和擦掛事故；爬升過(guò)程中發(fā)現(xiàn)爬桿扭曲時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整和加固爬桿，以避免發(fā)生豎井中心偏移，滑模上所有電氣設(shè)備（液壓站、焊機(jī)、振動(dòng)器及照明配電箱等）均應(yīng)接零、接地。滑模提升過(guò)程中應(yīng)有專人整理電源主線，以避免壓斷或扯斷電源線造成事故。使用液壓站時(shí)應(yīng)注意廢油的回收處理，不能在工作區(qū)域內(nèi)灑滿液壓油。如發(fā)生液壓油泄露時(shí)，應(yīng)立即清理或鋪防滑草墊，以避免人員在上面行走時(shí)滑倒造成人員傷亡。油泵或多路閥處于工作狀態(tài)時(shí)嚴(yán)禁拆卸油缸、液壓鎖、節(jié)流閥、高壓球閥或接頭，避免高壓油傷人[5]。

4 滑模應(yīng)用實(shí)例

老撾南歐江七級(jí)水電站泄洪放空洞檢修閘門井高度為71.15 m，豎井的體型分為3 部分，上部為牛腿支撐結(jié)構(gòu)，中部為滑模標(biāo)準(zhǔn)段，下部為“八”字結(jié)構(gòu)（上、下游方向）。其中標(biāo)準(zhǔn)段采用液壓滑模施工，標(biāo)準(zhǔn)段尺寸為9.3 m×5.6 m×61.7 m（長(zhǎng)×寬×高）。采用頂升同步滑模施工技術(shù)和常規(guī)翻模施工技術(shù)進(jìn)行對(duì)比：工期方面，頂升同步滑模施工技術(shù)可提前45 d；費(fèi)用方面，按每天2 班共計(jì)投入50 個(gè)人工考慮，每個(gè)人工300 元/d，采用液壓滑模施工僅人工費(fèi)用節(jié)約資金45×300×50=675 000元，功效提高近一倍，工程質(zhì)量良好，為企業(yè)樹立了良好的社會(huì)形象。

頂升同步滑模施工技術(shù)在老撾南歐江七級(jí)水電站廠房尾水閘墩混凝土施工過(guò)程中也得到應(yīng)用。電站發(fā)電廠房尾水閘墩尺寸為10.3 m×7.1 m×33.8 m（長(zhǎng)×寬×高），混凝土澆筑方量2 471.8 m3。采用了液壓滑模技術(shù)后，質(zhì)量方面：滑模襯砌混凝土一次澆筑成型，僅需處理混凝土表面氣泡、麻面等常規(guī)質(zhì)量通病，比預(yù)計(jì)的工期提前了10 d 完成混凝土施工，對(duì)比計(jì)劃工期節(jié)約施工成本30 萬(wàn)元，給企業(yè)和社會(huì)帶了良好的經(jīng)濟(jì)效益。而常規(guī)翻模施工技術(shù)，除了常規(guī)的混凝土質(zhì)量通病需要處理外，還需處理每倉(cāng)混凝土之間的接觸縫面、拉筋等?；炷烈r砌完成后，質(zhì)量缺陷處理工程量增加。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了由中國(guó)水利水電第一工程局有限公司立項(xiàng)創(chuàng)新研究的《大斷面矩形豎井頂升同步滑模系統(tǒng)制作安裝工法》，闡述了該系統(tǒng)的制作與安裝要點(diǎn)。且該工法應(yīng)用在老撾南歐江七級(jí)水電站泄洪放空洞檢修閘門井、老撾南歐江七級(jí)水電站廠房尾水閘墩混凝土施工中，不僅提升了工作效率，縮短了工期，還規(guī)避了安全風(fēng)險(xiǎn)，加快施工進(jìn)度，為社會(huì)及企業(yè)取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。該工法還適用于水電系統(tǒng)的豎井、橋墩、塔體結(jié)構(gòu)等混凝土襯砌施工，也可應(yīng)用于鐵路、公路隧道通風(fēng)系統(tǒng)等工程混凝土襯砌施工。通過(guò)實(shí)際的工程案例應(yīng)用后，希望給一些需要的工程項(xiàng)目帶來(lái)技術(shù)上的借鑒。