边坡混凝土配重式滑膜结构设计与施工

刘生

摘要：本文以安阳县双泉水库溢洪道工程为例，介绍了配重式滑膜的结构设计、施工方法、经济效益及应注意的问题。

关键词：边坡混凝土 配重式滑膜 经济效益 设计与施工

双泉水库建于1958年，位于海河流域洹河支流粉红河上，是一个集防洪、灌溉、养殖等功能于一体的综合性水库，对促进区域生态环境和谐发展意义重大。水库枢纽工程主要由大坝、溢洪道、输水洞、泄洪洞四部分组成。溢洪道位于大坝左端150m处，全长650m，两岸边坡混凝土面板结构的比例为1：1，面板的宽度为10m，厚度为30cm。溢洪道剖面结构详见图1。

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边坡现浇钢筋混凝土的模板体系可以采取竹胶板和配重式滑膜。但竹胶板支护体系首先需要大量模板及方木，费用会大大提高，同时采用竹胶板支护每幅面板不能一次性支护到位，影响工程施工进度。基于经济技术和合同工期的综合考虑，施工人员在进行工程施工时，选用了配重式滑膜支护施工方案，有效地降低了施工成本，提高了经济效益。

1 配重式滑膜系统的设计

1.1 荷载

表1 施工荷载标准值和设计值统计表

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根据荷载拟定计算模式，滑膜面板按四边固端单向板进行计算，横梁采用双桁架结构，本次设计滑膜采用无轨道滑膜，即滑膜模体在侧模顶面上滑动，不再另设轨道，侧模板为多跨连续梁结构。

1.2 面板 混凝土面板宽度为10m，面板设置尺寸为10500mm×1230mm，厚度采用5mm厚A3钢板，垂直于坡面方向上下游侧采用2根【14b】槽钢对焊形成空心方钢主梁，面板在主梁外侧上游30mm形成300翻边。面板中部采用【10】槽钢和∟70×4角钢形成次梁和加劲肋，面板与桁架之间采用12点支撑螺栓连接。面板结构详见图2。

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1.3 桁架 滑膜主梁采用平行弦桁架结构，共2榀，通过连接杆形成矩形，尺寸为800mm×1200mm。桁架分4段，单段长度2500mm，每段连接部位采用钢板螺栓连接。单榀桁架上下弦杆采用2根【12.6】槽钢形成空心方钢，腹杆使用φ70×4mm钢管。桁架结构详见图3。

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1.4 滑膜配重 滑膜的配重选用φ25的钢筋，配重构建按施工过程中人员和设备重量进行调整。每平米3kN，配重构建放置在桁架内侧。

1.5 侧模 侧模采用300×85×7.5mm槽钢，需两根焊接而成，长度大于15m，采用φ25钢筋及配件在边坡上固定槽钢，使侧模整体稳定。

1.6 牵引系统 滑膜牵引力：T=（Gsina+fGcosa+tS）K （kN）

式中T——滑膜牵引力，kN；G——滑膜自重加配重，（1.8+2.16）×10.5×1.23=51.14kN；a——面板与水平面的夹角450；f——滑膜与侧模板顶面的滑动摩擦系数，钢对钢的摩擦系数一般为0.15；t——滑膜面板与新浇筑混凝土之间的黏结力，一般取1kPa；S——滑膜与新浇混凝土接触的表面积，每幅面板宽10m，滑膜宽度（滑行方向）有效值1.2m，取12m2；K——牵引力安全系数取1.5-2，本工程取0.15。

T=（51.14×sin45°+0.15×51.14×cos45°+2×12）×1.8（kN）=98.36kN。

经过验算，选用两台5T卷扬机，动滑轮换向。用两个倒顺开关分别控制两台卷扬机，一个总开关控制两个倒顺开关，可实现两台卷扬机的同步或异步运行，且能满足力学安全要求。在溢洪道坝坡顶部预埋构件，固定卷扬机及滑轮。牵引方向尽量与坡面方向平行。

1.7 收面架 收面架位于桁架尾部，采用钢木混合结构。下部水平横杆采用φ48×3.5mm钢管，长1500mm，间距1200mm，两端焊接钢板并焊孔。与桁架下部连接一端采用螺栓固定，悬挑一端采用φ14钢筋连接后与桁架上部斜拉，形成三角形受力结构。底部水平钢管间隔布置6根50×100mm方木。

2 配重式滑膜施工

2.1 施工准备 滑膜施工前先对各部件进行检查，调试，对各部位尺寸进行复核，做到准确无误。

2.2 滑膜组装及试滑 滑膜组装施工顺序为：测量放线→侧模安装→桁架、模板组装→牵引系统安装→收面架安装。测量员首先定出每块面板的上下口方位、标高，以确定侧模安装准确，采用钢筋、螺栓、卡扣固定。侧模经检查稳定后开始在溢洪道底部安装面膜、桁架，整体连接好后，吊车将拼装好的面膜、桁架吊入侧模上左右等距，接上钢丝绳及卷扬机形成滑膜。初步安装完后，将滑膜从底部向上进行试滑，试滑过程中对各部件全面检查，确保滑膜结构安全，待滑膜整体稳定后，浇筑砼，一定高度后，接上收面架。

2.3 施工过程

2.3.1 混凝土及人员设备、配重构建配置。溢洪道混凝土标号为C25抗冻F150，边坡为（1：1）控制砼塌落度为3-5cm，利用吊车运至浇筑仓内，保证了混凝土的运输质量，每班仓号配置10人（平整、振捣、抹面），再根据人员和设备配置配重构建（φ25）情况。

2.3.2 滑膜砼浇筑过程

①浇筑次序。根据溢洪道边坡形式，采用隔仓浇筑法。即施工过程中分先浇块与后浇块，浇筑顺序为1→2→3→4，见浇注分块图。先浇块混凝土采用侧模，滑膜固定在侧模上；后浇块滑膜则直接架设在浇注好的面板上，面采用螺栓固定。

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②下料顺序。每块面板宽10m，砼对称下料，先卸滑膜中部，然后向左，右两侧推进，连续下料，保证砼整体质量，并控制下料速度，严禁冲击模板。

③砼振捣。施工人员选用φ50型插入式振捣器进行振捣，有效地保证了其施工效率和质量。在振捣时，要避免接触滑膜面板，同时还要控制好振捣的速度以及振动棒各插点间的间距，一般情况下插点间距不得超过振动棒有效作用半径的1.5倍。此外，在振捣时施工人员要注意棒体插入深度，不可超出棒长的2/3-3/4，以免损坏机件。endprint

④滑升。滑膜滑升的速度一般控制在1.1-1.2m/h，滑升过程中，开始慢慢滑升，观察出模砼的凝固情况，砼表面湿润，手指按压砼有硬感，不粘手，表明滑升合适，则进行正式滑升，滑升后的砼不会产生变形。脱模后的砼下坍或手指按压很深，砼粘手，则表明滑升时间不合适，应停止滑升，过一段时间再进行。

滑出的砼及时进行抹压面和缺陷修补，保证砼表面光滑，防止出现裂缝。

3 滑膜施工的经济效益

3.1 采用普通模板施工，整个溢洪道支护面积为20000m2，每套模板按三次周转，大概需要7000m2模板，常规1.22×2.44=2.98m2的模板按市场价100元计算，所需费用大约23万元（且不含方木费用）；而采用配重式滑膜施工，滑膜所需的钢材按现在的市场价5000元/吨，加工两套滑膜下来，所需费用大约4万元。仅此模板一项节约费用近20万元。

3.2 能够连续浇筑混凝土，减少了常规模板施工时各层面之间的重复工作量，大大节约了劳动力的投入。

3.3 根据现场施工表明，采用木模支护每天每次只能支护1-1.5m；而采用滑膜，在1：1的边坡上混凝土浇筑速度控制在1.1-1.2m/h，每天大约浇注10m，加快了工程施工进度。

4 滑膜施工应注意的问题

4.1 滑膜安装好后，应同时安装“安全卡”，以防止因钢丝绳突然断脱或其它原因下滑，确保施工安全。

4.2 为保证施工安全，提高施工质量，施工人员必须严格控制混凝土坍落度和模体的向上滑行速度，使坍落度保持在3cm，而模体向上滑行速度在1.1-1.2m/h，脱模强度在0.2-0.4MPa之间较为适宜。

4.3 浇注混凝土时，不得在仓内加水。一旦发现混凝土的和易性较差，应及时加强振捣，以保证工程质量。

4.4 必须保证混凝土入仓的均衡性，在确保对称的前提下进行浇注。同时，在向上滑行时两台卷扬机必须协调一致，配合得当。

参考文献：

[1]瞿树林.锚喷混凝土边坡防护施工质量控制[J].科技经济市场，2006（10）.

[2]水利水电工程施工手册（第3卷）[M].中国电力出版社，2005.

[3]袁伟力.高陡边坡防护加固处理技术与应用[J].土工基础， 2009（04）.endprint

④滑升。滑膜滑升的速度一般控制在1.1-1.2m/h，滑升过程中，开始慢慢滑升，观察出模砼的凝固情况，砼表面湿润，手指按压砼有硬感，不粘手，表明滑升合适，则进行正式滑升，滑升后的砼不会产生变形。脱模后的砼下坍或手指按压很深，砼粘手，则表明滑升时间不合适，应停止滑升，过一段时间再进行。

滑出的砼及时进行抹压面和缺陷修补，保证砼表面光滑，防止出现裂缝。

3 滑膜施工的经济效益

3.1 采用普通模板施工，整个溢洪道支护面积为20000m2，每套模板按三次周转，大概需要7000m2模板，常规1.22×2.44=2.98m2的模板按市场价100元计算，所需费用大约23万元（且不含方木费用）；而采用配重式滑膜施工，滑膜所需的钢材按现在的市场价5000元/吨，加工两套滑膜下来，所需费用大约4万元。仅此模板一项节约费用近20万元。

3.2 能够连续浇筑混凝土，减少了常规模板施工时各层面之间的重复工作量，大大节约了劳动力的投入。

3.3 根据现场施工表明，采用木模支护每天每次只能支护1-1.5m；而采用滑膜，在1：1的边坡上混凝土浇筑速度控制在1.1-1.2m/h，每天大约浇注10m，加快了工程施工进度。

4 滑膜施工应注意的问题

4.1 滑膜安装好后，应同时安装“安全卡”，以防止因钢丝绳突然断脱或其它原因下滑，确保施工安全。

4.2 为保证施工安全，提高施工质量，施工人员必须严格控制混凝土坍落度和模体的向上滑行速度，使坍落度保持在3cm，而模体向上滑行速度在1.1-1.2m/h，脱模强度在0.2-0.4MPa之间较为适宜。

4.3 浇注混凝土时，不得在仓内加水。一旦发现混凝土的和易性较差，应及时加强振捣，以保证工程质量。

4.4 必须保证混凝土入仓的均衡性，在确保对称的前提下进行浇注。同时，在向上滑行时两台卷扬机必须协调一致，配合得当。

参考文献：

[1]瞿树林.锚喷混凝土边坡防护施工质量控制[J].科技经济市场，2006（10）.

[2]水利水电工程施工手册（第3卷）[M].中国电力出版社，2005.

[3]袁伟力.高陡边坡防护加固处理技术与应用[J].土工基础， 2009（04）.endprint

④滑升。滑膜滑升的速度一般控制在1.1-1.2m/h，滑升过程中，开始慢慢滑升，观察出模砼的凝固情况，砼表面湿润，手指按压砼有硬感，不粘手，表明滑升合适，则进行正式滑升，滑升后的砼不会产生变形。脱模后的砼下坍或手指按压很深，砼粘手，则表明滑升时间不合适，应停止滑升，过一段时间再进行。

滑出的砼及时进行抹压面和缺陷修补，保证砼表面光滑，防止出现裂缝。

3 滑膜施工的经济效益

3.1 采用普通模板施工，整个溢洪道支护面积为20000m2，每套模板按三次周转，大概需要7000m2模板，常规1.22×2.44=2.98m2的模板按市场价100元计算，所需费用大约23万元（且不含方木费用）；而采用配重式滑膜施工，滑膜所需的钢材按现在的市场价5000元/吨，加工两套滑膜下来，所需费用大约4万元。仅此模板一项节约费用近20万元。

3.2 能够连续浇筑混凝土，减少了常规模板施工时各层面之间的重复工作量，大大节约了劳动力的投入。

3.3 根据现场施工表明，采用木模支护每天每次只能支护1-1.5m；而采用滑膜，在1：1的边坡上混凝土浇筑速度控制在1.1-1.2m/h，每天大约浇注10m，加快了工程施工进度。

4 滑膜施工应注意的问题

4.1 滑膜安装好后，应同时安装“安全卡”，以防止因钢丝绳突然断脱或其它原因下滑，确保施工安全。

4.2 为保证施工安全，提高施工质量，施工人员必须严格控制混凝土坍落度和模体的向上滑行速度，使坍落度保持在3cm，而模体向上滑行速度在1.1-1.2m/h，脱模强度在0.2-0.4MPa之间较为适宜。

4.3 浇注混凝土时，不得在仓内加水。一旦发现混凝土的和易性较差，应及时加强振捣，以保证工程质量。

4.4 必须保证混凝土入仓的均衡性，在确保对称的前提下进行浇注。同时，在向上滑行时两台卷扬机必须协调一致，配合得当。

参考文献：

[1]瞿树林.锚喷混凝土边坡防护施工质量控制[J].科技经济市场，2006（10）.

[2]水利水电工程施工手册（第3卷）[M].中国电力出版社，2005.

[3]袁伟力.高陡边坡防护加固处理技术与应用[J].土工基础， 2009（04）.endprint