滑模施工工艺在大直径构筑物中的应用

吴晓霞

1 工程概况

本工程为太钢焦化新建储煤罐工程。本文仅针对滑升模板分项工程的施工进行论述。

本工程共新建4个储煤罐，罐为外径23．5 m的圆筒式钢筋混凝土结构。自-2．000 m～+43．97 m壁厚均为400 mm。钢筋混凝土结构屋盖。罐顶坐钢结构通廊，与上料口连接。+7．85 m～+8．75 m为板厚900 mm的库底板。罐内设四道钢筋混凝土墙，厚度500 mm，高度自 -2．000 m ～ +7．85 m。

本工程由于外径较大，如采用常用的组合辐射桁架结构组成操作平台，将致使滑模设备本身自重非常大，需要增加开字架、千斤顶及支撑杆的数量才能保证滑升要求，且此结构多用钢材，制造安装和拆卸工作量大。根据本工程结构简单，筒壁混凝土浇筑冲击力不是很大的特点，决定采用整体圆环型结构，或称柔性结构。这种结构装拆方便，操作简单，且特别适用于直径18 m以上大直径筒仓施工。本工程的滑升均采用“一次到顶，洞口空滑，梁板后浇”的方式。施工过程中预留非滑模结构钢筋待滑升完毕后，扎设脚手架支模浇筑。

施工顺序:筒仓滑模模具组装→筒仓滑模→筒仓模具拆除→梁板或锥壳施工→仓顶施工→钢结构施工→内外装修水电安装→竣工。

2 施工准备

1)组织有关技术人员详细审阅图纸，索取有关资料，参加图纸会审，听取设计交底，做好混凝土试配等准备工作。2)做好临建，划清作业区，原材料存放区，加工半成品区域等。3)管理人员及劳动力提前进场，搞好场区临建及场区平整，划清作业区。4)做好现场临电安装，确定机械安装位置，并配置备用的施工机械。

3 筒仓滑模施工

3． 1 滑模系统设计

整个模具由模板系统，操作平台系统，液压系统三大部分组成。

模板系统由定型钢模(1 200 mm×200 mm，1 500 mm×200 mm两种)、间隔1．2 m/组开字形门架和围箍组成。

操作平台系统为整体环型结构。沿仓壁外侧一周设环形操作平台，下挂吊脚手架用于滑模施工操作。沿仓壁周边每隔一榀提升架设一根φ22钢筋拉束，利用中心φ500，100 mm厚钢拉环使提升架两两拉结，形成一个类似于自行车辐条的柔性平台。

液压系统由6台YKJ-36型液压油泵，GYD-35型滚珠式液压千斤顶及输油管道组成。

1)整体滑升模具必须具备整体性能好、刚度大的特点。设计时开字架顶端采用φ51钢管加工成钢圈，用扣件固定在内外两侧的连接管上，相邻开字架之间开人字剪刀撑，开字架下端用［10槽钢加工成钢圈，U形螺栓卡固在开字架下端内外两侧的立柱上，整个模具应连锁成整体，防止滑升过程中出现偏扭，且能保证千斤顶相互协调滑升。

2)为适应不同半径的圆筒仓施工，辐条、剪刀撑、系杆(内操作平台系统)设计时采用螺栓联系的可伸缩体系，形成井字形，确保模具自身不变形，构筑物几何尺寸符合设计要求。

3)模板与围檩:根据筒壁厚变断面的要求，设计时采用可变形体系，内外模板挂在内外活动围檩上，由内外滑升槽钢托稳，通过内外收分装置调整各标高位置的壁厚。

4)支撑杆选用:φ25单根支撑杆取值15 kN。变断面滑空模查表，支撑杆脱空长度可达1 150 mm。

根据规范要求及以往成熟的操作经验，选用φ25支撑杆，完全能满足本工程的要求。

3． 2 滑模系统组装

3．2．1 组装前准备工作

1)在地面上放上内外围圈线及开字架位置线。2)从-2．00开始，将筒壁水平钢筋绑扎2．0 m高，同时在贮仓壁立筋上弹一道水平线，用以控制开字架处在同一高度。3)准备好组装所用的工具，材料及充足的电焊条。

3．2．2 组装顺序

划线定位→装门架→安装千斤顶→插支撑杆→安装钢环、辐条→安装模板→安装液压设备→安装水、电、通讯控制系统→检查调试。

3． 3 工艺流程

滑模组装调试→浇筑混凝土→提模→找平→对中→绑扎钢筋→继续滑升。

3． 4 垂直运输与施工机械选择

每组筒仓设QT80塔吊1台，使用幅度50 m，作为吊运钢筋和操作设备用(塔吊由甲方提供)。混凝土的垂直运输由甲方使用混凝土输送泵运至操作平台。

3． 5 钢筋工程

严格按图施工，要求与一般绑扎方法相同，仅水平钢筋的绑扎应与模板滑升同步进行，始终保持在门架横梁以下。竖向钢筋接头采用绑扎或电渣压力焊接头，必须符合设计及规范要求。

3． 6 混凝土的浇筑

1)混凝土通过垂直运输设备运至平台，混凝土入模时，坍落度不大于30 mm，正常浇筑每层200 mm左右，每层平均滑升间隔为1 h～1．5 h，保持混凝土在塑性状态下滑升，以免拉裂，浇筑混凝土应划分区段，每区段的浇筑数量和时间应大体一致，并严格执行分层均匀浇圈制，不应自一端开始单方向浇筑，防止引起构筑物倾斜。采用插入式振捣器振捣时，应避免触及钢筋、支撑杆和模板，其插入深度不超过上层混凝土的50 mm。当混凝土浇至距设计标高仅1 m左右时，浇筑速度应放慢，逐步进行模板找平、找中工作，最后一次浇成。

2)滑升前应绘制门窗预留洞和预埋件的展开图，注明标高、尺寸、位置和数量，在滑升过程中逐个安装消号。

3)为保证贮仓壁与底板有良好的接槎，第一层先浇灌10 mm厚正常配比减去一半石子的混凝土，后继续浇灌正常配比的混凝土第二层、第三层……直至模板内混凝土的高度达到70 cm～80 cm时停止浇灌混凝土，进行试滑，检查2个～3个行程，约7．5 cm停止滑升，检查仓壁四周模板是否同步。若有不同步的地方，迅速检查原因并排除后可继续试滑1个～2个行程，若正常则停止试滑，继续分层浇灌混凝土，要求每层23 cm。待混凝土填充满模板后，振捣结束，即可提升钢模板，每次提升10个行程约23 cm，如此反复直至达到顶板底标高为止。在钢模提升1．8 m后，将内外吊脚手架、安全网挂上，安全网要安全可靠。

4)滑升速度的确定。根据液压滑模工程设计规定，混凝土的合适出模强度一般控制在5 N/cm2～25 N/cm2，如果施工处于低温季节，为保证支撑杆正常工作(不失稳)，混凝土的出模强度应不低于60 N/cm2，且滑升速度应符合下式要求:

其中，V为模板滑升速度，m/h;P为单根支撑杆的荷载，kN;T为在作业班的平均气温条件下，混凝土强度达到0．7 MPa～1．0 MPa所需的时间，h;K 为安全系数，取 2．0。

5)混凝土出模强度鉴别。a．开工前由实验室对混凝土出模强度做试配实验，做到心中有数。b．现场鉴别出模混凝土，用手指按压应无明显指坑，反复按压数次无较重的水印。

6)如因天气、施工需要或其他原因不能连续滑升时，应采取下列停滑措施:a．混凝土应浇灌到同一水平面上;b．模板应每隔0．5 h～1 h提动千斤顶一次，每次将模板提升30 mm～60 mm，直至模板与混凝土不再粘结为止，但模板的最大滑空量，不得大于模板全高的1/2;c．框架结构模板的停滑位置，宜设在梁底以下100 mm～200 mm上;d．对于因停滑造成的水平施工缝，应对混凝土表面进行处理，用水冲走残渣，先浇灌一层石子减半的混凝土，然后再浇筑上面的混凝土;e．继续施工时，应对液压系统进行全部检查。

7)混凝土的养护。在内外吊架的下层放直径25 mm的胶皮管，环形一圈，固定在吊架上，沿胶皮管内距150 mm钻φ4小孔，孔内侧对准筒壁，与上水管接通，启动抽水机即喷水养护，养护次数随气温而定，使混凝土表面保持湿润状态。

3． 7 水平、垂直位移的测量及纠偏方法

1)操作平台上置一大水箱，外伸2根φ20塑料水管与开字架上环水管相通，环水管与开字架，横梁上的站水管相通，充水后形成一个测平水平面，作好标志，可作为以后调整平台的基准水平面。

2)沿操作平台对角设两个吊坠，每滑升一次即与地面预设中心点进行比较，发现问题应及时找出原因，采取措施予以纠正。

3)垂直偏移和筒身扭转的纠正方法。a．升差调整:将平台调整成一斜度(与偏差方向相反)，逐层纠正，使平台斜度不超过1/200。b．千斤顶下加垫块调整:即在偏中一侧的千斤顶下加楔形垫块，使支撑杆反方向倾斜，逐层纠正。c．改变混凝土浇筑方向，即混凝土入模方向与原方向相反进行，或与偏移相对方向的混凝土先入模，达到既纠扭又纠偏的目的。

3． 8 特殊部位施工措施

1)空滑。模板滑升到+7．8 m开始空滑，空滑时支撑杆需要加固，在每个开字架旁边混凝土里插入2根φ48管，支撑杆与φ48管用φ12钢筋每隔30 cm连一道，形成三角形格构式支撑杆件。

2)洞口支撑杆加固。洞口支撑杆加固与以上空滑加固措施相同。

3)支撑杆变形处理。由于千斤顶不同步上升，滑空过程中，偶尔单根支撑杆所承受的集中荷载大于其极限承载能力，产生变形，此时必须及时处理，以免发生质量、安全事故。处理时切去弯曲部分，将上部支撑杆往下插，直至与下部支撑杆吻合，再双面加帮条钢筋，见图1。

图1 支撑杆变形处理

3． 9 滑模设备拆除的安全要求

1)滑模设备拆除要由专业操作人员进行操作，专人指挥，拆除作业要在白天进行，工作人员要拴好安全带。

2)使用的吊运索具、工具全部通过试验合格后方能使用，吊运所用的机械要全面检查，一定要达到性能完好。

3)遇有雨、雾、冰雪天气，五级以上大风时禁止滑模设备拆除工作，在混凝土强度未达到一定强度(1．5 MPa)时禁止拆除滑模设备。

4)滑模设备拆除顺序。液压系统拆除→内外平台铺板→辐射梁及桁架→吊脚手架→内外安全网→开字架→内外模板。

4 滑模工程质量保证措施

1)组装滑模设备时，严把质量关，前道工序不合格，不得进行下道工序。2)混凝土浇灌前，模板内杂物必须清除，并用清水冲洗干净，待冲洗水从模板底部流出后用低标号砂浆将下口与底板混凝土之间的缝隙堵死，以防砂浆流失。3)浇灌每层混凝土必须均匀，应有专人拿标尺杆看管，严格控制混凝土水灰比，混凝土现场试配，以确定外加剂掺量，要求配好的混凝土在8 h内强度达到0．1 kN/mm～0．3 kN/mm。坍落度按如下要求进行:春秋季60 mm～80 mm，夏季80 mm～100 mm，冬季40 mm～60 mm。4)钢筋绑扎必须规范，特别是水平钢筋绝不能挤到钢模板上口以上，以防妨碍滑升或引起质量事故。5)采取对应措施，降低滑升时间间隔，在强度允许条件下加速滑升。6)脱模的混凝土要拉毛，并用清水上下刷顺，后刷养护液。7)滑升当中若出现支撑杆失稳，要将该支撑杆及时加固，千斤顶泄漏要及时更换，溅到模板内的机油要用干抹布抹净，并喷四卤化碳溶液。8)派专人收听天气预报，并及时报告总指挥。在滑升施工前应了解当地5年该季节段气象资料，并选最佳时机。在遇到六级以上大风或中到大雨天气时，要停止浇灌混凝土，并把钢模滑空，滑空高度不宜超过400 mm，并不能短时滑空，要间隔一定时间，若停工时间过长要重新处理接槎，即浇灌半石子混凝土100 mm，沿筒仓均匀浇灌。9)严格控制筒仓垂直度及平台的高低差，最终垂直度不超过15 mm，滑升平台高差在滑升期间不超过80 mm，最终平台高差不超过10 mm。10)混凝土振动棒插入混凝土的深度不能超过300 mm，以防振松下层混凝土，要振捣密实，不漏振。11)脱模的混凝土如果有漏洞或裂纹要及时用混凝土式高标号砂浆修补，并适量掺加防水剂。12)为防止停电，现场必须备100 kVA发电机一台。

［1］ 惠 涌，章晓霞，陈金鹏．浅析烟囱施工中滑框倒模工艺的应用［J］．山西建筑，2010，36(7):124-125．