竖井钢绞线滑模的应用研究

贾玉洁

【摘要】本文以中条山隧道1#通风竖井混凝土施工为例，讲述了钢绞线千斤顶滑模施工技术在等截面竖井混凝土浇筑中的应用，为同类竖井工程快速施工作为一个经验借鉴。

【关键词】滑模施工 等截面竖井 钢绞线千斤顶

1工程概况

中条山隧道位于运（城）灵（宝）高速，进口位于运城市盐湖区解州镇王窑头村，出口位于芮城县陌南镇石坡村。隧道设计长度9671米，设计速度80公里/小时，净宽10.25米，净高8米，属深埋特长公路隧道。

隧道设计竖井通风，其中1#通风竖井位于桩号为YK8+140。通风竖井内径7.8m，井深319.131m。采用复合式衬砌，初期支护采用系统锚杆，钢筋网，喷射混凝土支护，二次支护采用钢筋混凝土衬砌。

2施工方案

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施工是最佳方案。滑模施工以其独特的施工工艺，具有以下施工特点：滑模施工速度快，日平均进度可达5m以上；滑模施工具有连续性，减少了施工缝；表面质量平滑，外观平整；安全性好，滑模体结构有封闭、固定的操作平台，可以有效防范施工人员坠落、坠物等安全事故。

结合本工程实际情况，1#通风竖井中间设有隔墙，为保证模体结构稳定性，滑模采用整体钢结构设计。由于穿心式千斤顶在滑模施工中，容易出现旋转，本工程有中隔墙，不能出现旋转，因此本工程提升系统选用10t钢绞线式专用千斤顶，配套采用液压自动调平控制台作为滑模控制台。混凝土供料采用拌和站集中供料，混凝土罐车运到竖井底部，由井口绞车悬吊底卸式吊罐提升，在滑模模体上架设分料装置直接入仓。

3滑模设计

中条山隧道1#通风竖井滑模设计用液压整体滑升模板，滑模装置组成为：模板、提升系统、滑模盘、液压系统、辅助系统。

（1）模板

模板采用P3015和P1015组合钢模板制作而成，每两块相邻模板间采用M12×25mm螺栓连接，围成大样后用∠50×5的角钢同整体桁架相连焊接固定。模板高度选1.5m，模板锥度按模板高度的0.4%，不小于5mm控制，即在垂直方向上模板上口大于设计尺寸2.5mm，下口小于设计尺寸2.5mm。

（2）液压提升系统

滑模提升系统主要是TS15单孔提升顶。提升顶按照施工图均匀布置在井口，提升顶中心穿φ15.2钢绞线垂至井底，钢绞线下部与模体桁架锚接牢固。整个滑升荷载通过钢绞线传递到井口，液压提升泵站提供动力，井口平台作为基础支点。千斤顶使用数量设计为10台。

TS15单孔提升顶设计承载能力为10t，爬升行程为60mm，液压控制台为1孔12提升泵站。油管选用φ6mm高压油管，利用直管接头同控制台和千斤顶分组相连，全部千斤顶共分10组进行连接形成液压系统，千斤顶上安装节流阀，每个节流阀上安装1块压力表，通过压力表的读数，检查千斤顶的运行情况和钢绞线的受力状态。

（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，同时又是模体的支撑构件，是滑模体的主要结构，采用整体桁架钢结构，由于混凝土施工过程中，垂直荷载和侧向受力较大，為保证操作盘的强度和刚度，选用∠75×7、∠63×6角钢加工制作成复式桁架梁。在桁架梁上铺δ2mm钢板形成操作平台。

辅助盘是进行砼养护、修面及预埋件处理的工作平台，采用钢木结构悬吊布置，用φ20mm钢筋，上铺δ2mm钢板或δ25mm马道板，用φ25mm圆钢悬挂在桁架梁上，辅助盘距混凝土壁距离为150mm。

4混凝土施工

（1）滑升前准备

利用井口绞车将已加工好滑模放至井底安装平台上进行组装。组装完毕后试滑升2--3个行程，对提升系统、液压控制系统、盘面及模板变形情况进行全面检查，发现问题及时解决，确保各系统灵活可靠。然后组织模体验收，完成后进行钢筋绑扎和模板封堵。

（2） 混凝土浇筑

滑模施工按以下顺序进行：钢筋绑扎--下料--平仓振捣--滑升--钢筋绑扎--下料。滑模滑升要求对称均匀下料，滑模混凝土要求塌落度12-14cm，正常施工按分层30cm一层进行，采用插入式振捣器振捣，经常变换振捣方向，并避免直接振动爬杆及模板，振捣器插入深度不得超过下层混凝土内50mm，模板滑升时停止振捣。滑模正常滑升根据施工现场混凝土初凝、混凝土供料、施工配合等具体情况确定合理的滑升速度，按分层浇筑间隔时间不超过允许间隔时间。正常滑升每次间隔按2小时，控制滑升高度30cm，日滑升高度控制在4m左右。

混凝土初次浇筑和模板初次滑升应严格按以下六个步骤进行：首次浇筑50mm砂浆；接着按分层300mm浇筑两层；厚度达到650mm时，开始滑升30--60mm检查脱模的混凝土凝固情况；第四层浇筑后根据下层混凝土凝固情况滑升100-200mm；继续浇筑第五层，滑升100--200mm；第六层浇筑后滑升200mm；若无异常情况，便可进行正常浇筑和滑升。

模板初次滑升要缓慢进行，并在此过程中对提升系统、液压控制系统、盘面及模板变形情况进行全面检查，发现问题及时处理，待一切正常后方可进行正常浇筑和滑升。

（3）模板滑升

施工进入正常浇筑和滑升时，应尽量保持连续施工，并设专人观察和分析混凝土表面情况，根据现场条件确定合理的滑升速度和分层浇筑厚度。依据下列情况进行鉴别：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，并留有1mm左右的指印；能用抹子抹平。

滑升过程中有专人检查千斤顶的情况，观察钢绞线上的压痕和受力状态是否正常，检查滑模中心线及操作盘的水平度。

（4）滑模控制

滑模偏差控制：为保证结构中心不发生偏移，由测量队提供滑模初始安装基准数据，滑升由滑模技术员定期通过井内的2根垂线校正并及时调整模体位置偏差。

滑模水平控制：利用水准仪测量，进行水平检查。

5 结束语

（1）竖井滑模钢绞线千斤顶提升施工技术是对竖井滑模施工工艺的一种创新，该施工技术具有模体结构设计简单、自重轻、钢绞线抗拉强度大、钢筋安装工序优化、施工速度快、质量更有保证等优点，取消了液压千斤顶提升架结构，降低了滑模结构自重，内层钢筋的安装不受滑模模体结构的限制，实现内层钢筋超前安装，大大提高了内层钢筋安装的效率，减少了内层钢筋安装对滑模浇筑影响时间，可实现更快速度的滑模。

（2）竖井滑模钢绞线千斤顶配套选用？15.2mm钢绞线，钢绞线承载力设计值为10t，每米自重1.1kg，？48*3.5mm钢管支承杆承载力设计值为5t，每米自重3.85kg，？25mm圆钢支承杆承载力设计值为1.5t，每米自重3.85kg。同等提升能力，？15.2mm钢绞线比？48*3.5mm钢管支承杆节约提升材料80%以上，比？25mm圆钢支承杆节约提升材料90%以上，经济效益显著。

（3）滑模的支撑杆具有一定的刚度，滑模滑升时支承杆具有导向作用，滑模工作平台不水平、提升架制作精度、安装精度不够等因素容易引起支承杆偏斜，纠正不及时在支承杆的导向作用下进一步引起滑模模体的旋转、偏移，滑模模体旋转、纠偏难度大，影响混凝土滑模质量，严重时造成滑模停盘处理。采用钢绞线千斤顶滑模时钢绞线一直处于张紧状态，并且保持竖向受拉，有效克服滑模模体的旋转，大大提高滑模施工精度。

（4）滑升速度，从多次实践应用看，采用钢绞线千斤顶提升滑模施工技术，平均日滑升速度可达6m/日以上，最高达10m/日。

总之，竖井混凝土滑模钢绞线提升施工技术作为混凝土整体式滑升模板施工技术的一种具有非常广阔地应用前景。