栾川至卢氏高速公路空心薄壁墩液压爬模施工技术应用

陈瑾

（肇庆市公路工程有限公司，广东 肇庆 526000）

1 引言

近年来，高等级公路的建设逐步向中西部发展，西部地区地形多为深沟、陡坡。 液压自爬模是空心薄壁墩施工中较为先进的施工工艺， 具有一次装设模板、 爬升过程中不再支模拆模、混凝土可以连续浇筑、施工速度快的特点，因其自身的优越性广泛应用于山区高速公路建设中。 本文结合栾川至卢氏高速公路工程实际， 介绍液压爬模施工工艺及在空心薄壁墩施工中的应用，为类似工程积累一定宝贵经验[1-4]。

2 工程概况

栾川至卢氏高速公路是 《河南省高速公路网调整规划》13条联络中的重要一条，起自洛阳市栾川县，与洛栾高速公路相接，路线由东向西布设，途径国道G324、省道S328、伊河，终于三门峡市卢氏县。 路线全长74.6 km，双向四车道高速公路建设标准，公路-I 级汽车荷载，设计速度80 km/h，路基宽25.5 m，设特大桥6 座，大桥46 座，中桥7 座，隧道23 座，互通立交7 座，服务区2 处，收费站5 处，养护工区2 处，2017 年12 月28 日开工建设，2021 年12 月底建成通车。 其中，葛板沟大桥长500.64 m，分离式桥梁，左幅为（5×30 m+6×40 m+4×30 m）预应力混凝土装配T 梁，右幅为（9×40 m+4×30 m）预应力混凝土装配T 梁，桥墩采用柱式墩、空心墩、桩基础，桥台采用柱式台、桩基础。 变截面空心墩共6 个，墩顶尺寸为550 mm×280 mm，墩底尺寸为550 mm×280 mm、550 mm×538.7 mm、550 mm×564.7 mm、550 mm×559.9 mm 或550 mm×553.4 mm， 最大墩高71 m；等截面空心墩共5 个，墩顶尺寸550 mm×280 mm，墩底尺寸550 mm×280 mm，最大墩高53.8 m。 该桥所处地貌单元属中山区伊河河谷地貌，河谷宽广，地势北高南低，两侧山势较缓， 植被茂盛， 根系发育。 河谷内冲洪积而成的全新统（Q4） 卵砾石， 以粉土充填。 上部覆较薄层第四系上更新统（Q3），粉质黏土为主，可塑；其下以元古界栾川群（Pt3）黑云母石英片岩、绢云母片岩、闪长岩，局部夹硅质灰岩和中生代燕山期（）黑云母斑状花岗岩、黑云母粗粒花岗岩等，强-中风化。局部裂隙发育，风化强烈，节理产状249°∠60°、125°∠50°，190°∠25°，如图1 所示。

图1 葛板沟大桥空心薄壁墩平面布置图

3 液压爬模法施工工艺

葛板沟大桥变截面空心薄壁墩共6 个，等截面空心薄壁墩共5 个，拟采用液压爬模施工。 根据施工工期、实际地形及施工工艺等具体条件，由一支具备丰富施工经验的施工队伍负责施工， 配置4 套液压模板，2 台XGT7018-10S 型塔式起重机。具体施工顺序依次为左8#、右6#→左7#、右7#→左9#；左6#、右4#→左5#、右5#→左4#；其中左3#墩（36.5 m）采用汽车吊施工。

液压爬模施工具有以下特点。

1）优点：（1）液压爬升模板能整体爬坡，爬升稳定性较好；（2）墙体结构自重较轻，用预埋或工作于墩体的高强度螺栓支撑，作业简单，稳定性较高，并能节约大量工时和物料，且模板抗风力较强；（3）爬模架在一次组装后，可以一直到顶不落下，节约了施工场地，同时降低了对模具的碰伤损毁；（4）提供了完整的生产作业平台， 无须因重复搭建作业平台而耗费大量建筑材料和劳动力，施工者也易于运行，因此安全系数也较高；（5）墩身垂直度与平顺性容易控制，结构施工偏差较小，纠偏容易，结构施工偏差也可逐步减少，防止了建筑偏差的积累；（6）墩身单面均采用单块式整体模板， 模板接缝面积较小；（7）结构爬升速率快，模板标准化程度较高，只需要用一个液压油泵进行提升，组装以此即可，大大简化了爬升过程中的工程程序，降低了劳动强度与施工安全风险，在总成本上也实现了减少。

2）缺点：（1）整个模板费用所需花费的成本较高，对于模板标准化要求较高，损坏后只能进行定做；（2）浇筑高度不能调节，一次浇筑相对固定，一般4.5 m；（3）对整个顶升系统的机械性能要求较为严格，损坏后需要专人维修。

4 液压模板安装

4.1 首节模板安装顺序

在结构基础施工时，需预埋好地脚螺栓；支设模板，按设计图纸在模板上对预埋件进行安装； 在对模板进行支设后需要现场进行加固。 在对模板进行安装之前， 需要将埋件用M36 mm×50mm 的螺栓进行固定， 对于一些特殊的尺寸与位置，需要利用定位螺栓将埋件与面板进行固定，然后再一起进行吊装。

爬锥上均匀涂脱模剂，防止爬锥拆卸困难。

4.2 预埋件安装顺序

（拆模及卸下受力螺栓）混凝土浇筑后，卸下M36 mm×50 mm 螺栓，将模板调离位置，将受力螺栓安装在爬锥上。

模板支架安装：在模板吊装正确的情况下，对三脚架进行安装，并将支架专门卡在受力螺栓上，同时插上销子[5]。

4.3 液压模板安装顺序

第一次安装：在首次完成混凝土浇筑以后，需要对模板与支架进行拆除，对模板表面所存在的杂物进行清理。在对爬架进行吊装的过程中， 需要严格基于施工图纸的要求将爬架挂在正确的埋件点上。 在安装过程中，可以借助调斜撑对整个模板的垂直度进行调整；在对模板进行微调时，需要确保其下沿与上次浇筑的混凝土结构实现紧贴，避免出现漏浆、错台的情况。

在进行第一次与第二次提升的过程中， 需要在首次进行提升的爬架下安装吊平台， 以确保可周转的埋件方便进行拆除。 同时，也需要对模板表面的杂物进行清理，并严格依据图纸要求开展安装工作， 前一次进行周转的预埋件需要进行拆除。 如图2 和图3 所示。

图2 第一次安装

图3 第二次和第二次以上提升

5 液压爬模的施工控制

1）第1 节段的施工，混凝土浇筑高度4.6 m。 使用爬升模板系统的模具进行浇筑，并完成爬升模板埋件系统的安装，埋件系统主要由埋件模板、高强螺栓、受力螺栓、垫圈和爬锥等构成，其中受力螺栓、垫圈和爬锥可以周转再利用。 其他施工用的埋件如梯笼附着及塔吊附着注意同步埋设。 轨道爬升的受力螺栓为40Cr，10.9 级，使用前需经检验，确定无缺陷后方能使用，对墩身外观基本无影响。

2）在第1 节段施工完成后，拆除第1 节段模板，利用已埋设好的预埋件进行下架体的安装， 为第2 节段施工创造作业平台。 在第2 节段钢筋绑扎完成后，利用塔吊进行上架体及模板安装。 在内模上安装防护栏杆，防护栏杆高度1.2 m，并设置防护网。

3）在第2 节段浇筑完成后，拆除内箱模板，并将外模板后移；安装爬模轨道及液压油路，将模板爬升至第3 节段，进行墩身施工及吊平台安装。

4）第3 节段后爬模已拼装完成。 循环爬升模板至第6 节段，并将墩身混凝土浇筑至横隔板下倒角处；将内箱模板全部拆除，搭设横隔板模板支撑架进行横隔板施工。

5）横隔板施工完成后，爬升模板进行下一节段施工，循环爬升至非标准段的施工，将混凝土浇筑至封顶倒角下，并对内箱封顶支架搭设所需预埋件埋设。

6）在非标准节段施工完成后，拆除内箱模板，进行内箱封顶模板支架搭设，后进行封顶段混凝土浇筑。 内箱封顶混凝土浇筑完成后，进行墩顶剩余实心段施工，并对盖梁施工支撑钢棒预留孔进行预留。

7）模板安装允许偏差和检验方法：轴线偏位需要保持在±10 mm 的范围，在进行测量检测时需要确保每边的检测次数不少于2 处；表面的平整度需要保持在3 mm 上下，1 m 靠尺检查不少于5 处；相邻模板错台，2 mm，尺量检查不少5 处；空心墩壁厚，±3 mm，尺量检查不少5 处；浇筑至墩顶时模板高程，±10 mm，测量检查；预埋件中心线位置，0～3 mm，全站仪、钢尺检查；预留孔中心线位置，5 mm，全站仪、钢尺检查。

8）在墩顶浇筑完成后，强度达设计要求，开始对爬模进行拆除：（1）爬模继续爬升，将整个模板提升至墩顶，拆除模板、上架体及轨道；（2）拆除下架体及吊平台；（3）拆除完成，并进入下道工序[6-8]。

6 结论与建议

与翻模施工相比， 液压爬模是目前国内空心薄壁墩施工中较为先进的施工工艺，既能满足进度要求，又能给作业人员提供一个安全易操作的作业平台， 对施工质量和工期均有较好的保障，广泛且成熟应用于山区高速公路建设中。 但同时建议在施工全过程贯彻“安全第一，预防为主”的方针，提前对潜在危险源进行分析与识别，做好安全管理工作。