浅谈滑模在均质土坝上游护坡混凝土施工中的应用

王利刚

1 工程概况

韩城市小迷川水库是一座具有村镇居民生活供水和农业灌溉功能的Ⅳ等小(1)型水利枢纽工程。水库坝址位于距韩城市21 km的板桥镇王坪村涺水河一级支流小迷川。小迷川支流发源于黄龙山区任家沟，源头高程为1623 m，流域面积53.6 km2，河流长度22.50 km，水库坝址以上控制流域面积46.6 km2，河道长20.87 km，河川平均比降2.12%。

水库拦河坝采用均质土坝，坝顶宽7 m，坝顶高程655 m，坝顶长度228 m，最大坝高55 m，坝顶路面为沥青砼结构，上游坝坡1∶3.00，戗台宽度8 m，下游坝坡坡比自上而下依次为：1∶2.25,1∶2.5,1∶3，下游平均坡比 1∶2.7，坝脚排水棱体顶宽2 m，顶部高内坡比 1∶1.5,外坡比 1∶2。

大坝上游护坡形式为:砂垫层、混合料垫层铺筑，砂浆找平层及C20砼面板浇筑。砂垫层铺筑厚度为20 cm，混合料垫层铺筑厚度为30 cm，5 cm厚M10砂浆找平层，现浇砼面板20 cm。护坡分为尺寸为5 m×5 m的块状砼，面板内预埋DN50PVC排水管包裹土工布，坡度1∶3，面板砼块伸缩缝内填塞聚乙烯低发泡沫板，每块面板垂直于坡面设置4根Φ100 mmPVC排水管，间排距1×1 m，管内端用300 g／cm2土工布包裹并嵌入混合料垫层。砼设计工程量4200m3。

2 砼护坡施工

均质土坝上游砼护坡常规的施工方案为在预制场按设计尺寸大批量预制，然后运输至现场再进行安装，施工安全性不可靠，而且施工成本较高，因而在南沟门大坝上游砼护坡施工中大胆探索创新，采用面板堆石坝面板的施工工艺。

面板砼标号为C20·W4·F150由搅拌站集中拌制，8 m3罐车运至施工现场，并采用溜槽入仓。模板采用槽钢侧模定位安装，坡面方向每3 m位置设置挡头模板，滑模盖板采用定制钢板加配重。卷扬机坡面方向牵拉，Φ30插入式振捣棒振捣，配合人工收面进行浇筑。面板按设计分缝采用跳仓浇筑，砼面板配备4套模板同时施工。

砼浇筑完成后及时进行洒水养护。由于面板面积大，在浇筑后面板上布置水管网，派专人看管。并采用毛毡覆盖保湿，确保砼浇筑质量。

3 滑模设计

滑模系统中主要包括侧模、滑模盖板及滑升系统三部分。

3.1 侧模设计

砼面板施工过程中，侧模采用单根长度为6 m的20#槽钢（槽钢高度与面板厚度相同），横向间距2.98 m沿砼块两侧方向依次布置至坝顶。槽钢纵向之间采用螺栓连接。内侧每间隔3 m位置左右对称焊接两根20 cm长Φ10钢筋充当卡槽用以安装分块挡板，作为横向伸缩缝。挡板采用3 mm厚钢板，钢板上侧敷设2 cm厚聚乙烯泡沫板。槽钢外侧采用预制∠40 mm角铁进行加固，并通过加塞木楔的方式对左右位置及垂度进行微调，确保侧模位置安装无误，并牢固可靠。侧模结构示意图见图1。

图1 侧模结构示意图

模板系统中，侧模可兼做滑模轨道使用。滑模盖板为无轮式，盖板直接作用在侧模顶滑动。为减小滑动过程中的磨阻，保持模板两侧受力均衡，确保模板平稳上升，应定期在侧轨顶涂刷润滑剂。同时，对浇筑过程中侧模顶附着的混凝土及杂物应及时清理，避免因轨道不平整造成的滑模抬动，影响面板平整度。

3.2 滑模盖板设计

砼面板设计分一级、二级纵坡，最大坡比分别为1∶3和1∶2.75，设计C25常态混凝土自然状态下需加盖顶模成型。本工程施工中滑模盖板采用定制钢模板加配重的方式。模板采用5 mm钢板，外部焊接14#加肋槽钢，以增加模板的刚度，减少变形。钢板尺寸为分块尺寸加横向富裕尺寸各20 cm，大小为3.4 m×1.2 m。模板理论重量为420 kg左右。

根据已有施工经验，模板需增加配重用以减少上升过程中混凝土料的反作用力及由于振捣棒振捣造成的模板位置移动，从而达到预期的施工效果。因此，计划在模板顶部左右位置各固定一块混凝土预制块，预制块尺寸为0.5 m×0.5 m×0.5 m，增加重量约600 kg。累积重量1 t。另需在滑模前段两侧位置焊接2个拉环，预留钢丝绳进行牵拉。滑模盖板结构示意图见图2。

图2 滑模盖板结构示意图

模板牵拉方向应与模板中心线方向一致，确保滑模盖板沿轨道直线上升。方向发生偏移时，应及时进行人工矫正。避免由于模板掉落造成误工误时。

3.3 滑升系统

滑升系统主要以卷扬机牵拉为主，滑轮配合导向完成。

综合现场实际情况，首先进行高程830 m马道以下（二级边坡）面板施工。卷扬机可固定于马道位置，马道兼做施工道路。一级边坡可利用坝顶路面，完成卷扬机的操作和运料及其他施工任务。

施工过程中，采用JK型电控卷扬机，配用电机11～15 kW，起重量3 t。钢丝绳直径16 mm，所需长度以满足边坡长度及操作间距为宜，约120 m。因此，卷扬机完成前进方向约20仓砼，位置需重新安装。

卷扬机安置在坡顶，并在土体内埋设地锚加以固定。地锚埋置应达到足够深度，确保施工生产安全。另需在砼面板跳仓前进方向每间隔6 m，埋设地锚，用以安装导向滑轮。滑轮选用5 t规格即可满足需要。同时预先焊接马凳钢架一副，用以安装沿坡面方向的导向滑轮。马凳架可按照施工需要移动使用，满足临仓浇筑需要。单仓砼面板浇筑结束后，需跳仓浇筑，模板按施工需要须下放至坡底。具体操作为柳工50装载机将滑模挑运至临近已浇筑成型的砼面板上，并在滑模四周安装滚轮。同时卷扬机拉紧绳索，慢速下放。下放时应预先检查面板砼是否达到可操作的强度。滑升系统结构示意图见图3。

图3 升系统结构示意图

3.4 滑模系统的日常检查及维护

滑模系统的日常维护及保养包括侧模及盖重模板部分和滑升系统的检查及维护。

模板的准确安装及变形检查直接关系到面板混凝土的浇筑质量。由于侧模为6m长单根槽钢进行可靠连接而成，因此在浇筑及拆卸过程中，易发生弯曲变形，造成纵向伸缩缝不够平直。挡头模板的变形同样会造成横向伸缩缝的变形。盖重滑模板吊装不当，同样会造成钢板表面的局部变形。此类问题会直接影响面板的浇筑质量。因此模板安装就位之后，需派专人对模板状况进行逐一检查。对微变形部位及时进行校正，变形严重并难以达到设计要求的应及时予以更换。模板表面及时涂刷脱模剂，侧轨顶涂刷润滑剂。

卷扬机的维护任务包括；（1）工作中检查卷扬机运转过程有无噪声及震动；（2）卷扬机运转时各部轴承温升不得超过40℃最高温度不得大于70°C；（3）检查卷扬机电动机、减速箱及其它连接部的紧固；（4）检查制动器是否灵活可靠弹性联轴器是否正常；（5）检查传动防护是否良好；（6）检查有无异物影响安全运行；（7）检查钢丝绳是否正常；（8）检查电控箱各操作开关是否正常,阴雨天应特别注意检查电器的防潮；（9）每周彻底清洁设备表面油污一次；（10）每日对卷扬机开式齿轮、卷筒轴两端加油润滑一次；（11）每周对卷扬机钢丝绳润滑一次。

钢丝绳在使用过程中易发生磨损，因此对钢丝绳的保养及检查也是尤为重要。钢丝绳的检查一般为：日常检查、定期检查。日常检查是在机械运行作业前，作业中，作业后的检查。检查位置主要是装置的末端固定部分，滑轮通过部分。其项目是断丝、磨损、腐蚀，涂油状态和变化，检查方法见定期检查部分。定期检查是技术人员和维修人员根据使用情况和环境条件进行的周期检查，检查方法均用目视观察。断丝：断丝分为内层断丝和外层断丝，确认裂痕或伤痕已达到钢丝直径一半的钢丝应视为断丝。发生断丝的钢丝绳应立即进行更换。磨损与损伤：检查磨损状况是同心磨损，还偏心磨损，磨损是纯性磨损损伤是由表面受压引起塑性变形。腐蚀：检查锈蚀、点蚀、锓蚀程度，内部腐蚀外观上难以检查，当钢丝松驰严重时应视为存在内部腐蚀。变形：检查扭结、波浪度、扁平度，以确认变形程度。电弧及热影响：若发现回火或烧损现象的钢丝作断丝处理。涂油状态：检查钢丝绳涂油状态是否适宜。绳端紧固零件：检查压块缺陷，裂纹，变形绳端固定部分是否抽出或滑动。卷筒及滑轮，查看绳槽底部磨损状况，滑轮转动情况。

由于混凝土的和易性，面板无法迅速成型，因此拌合过程中需要严格控制混凝土的坍落度，并掺加高效减水剂。同时需要视实际情况，合理控制卷扬机的提升速度，避免施工完成部位因为自重因素造成的变形。对已造成的变形，需在砼初凝前紧急安排人工收面整平。

4 结语

韩城小迷川水库工程大坝工程，2017年8月份开始砼面板施工，施工截止日期11月15日。通过滑模系统在工程中的合理应用，并配合使用跳仓法浇筑，大大提高了施工进度。在减少人员、材料及机械设备投入方面，更是取得了显著的成效。确保项目增效益、促进度、保质量等企业目标的实现。同时，也为以后同类型工程施工积累了经验。