液压滑模的竖井施工工法总结.docx

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液压滑模的竖井施工工法总结

液压滑模的竖井施工“工法”总结

液压滑模在竖井施工中的应用

李成

(中国水利水电第七工程局,成都温江611730)摘要:

“早预报、管超前、严注浆、弱爆破、短进尺、强支护、勤量测、快封闭、紧衬砌”的原则

关键词:

联合支护、封面、钻孔、安管、注浆

液压滑模施工是在竖井井口安装卷扬机,采用竖井开挖时设置的钢结构桁架梁安装提升装置,将滑模吊至井下定位后,井口形成封闭平台,预留提升孔口,用于行人、吊物、管线悬吊等,液压滑模系统由模板及其支架、支撑杆(俗称“爬杆”)、液压系统等几部分组成。

液压滑模可以提高机械化施工程度,加快施工进度,减轻劳动强度,降低单位砼的人工费及材料费,降低工程成本。

一、特点:

(1)液压滑模施工,因在环向上采用整体模板,在竖向上采用连续滑升的方法,故消除了采用普通模板施工经常出现的横竖双向错台现象,明显的提高了成形砼表面的平整度,同时也利于有效控制砼结构设计的外形尺寸和空间位置,从而提高了砼施工质量标准。

(2)液压滑模的滑升速度为3~5m/天以上,采用普通模板浇筑砼的上升速度为1~1.5m/天,可见液压滑模施工对于加快施工进度是很明显的。

(3)液压滑模施工,在模板工艺方面引进了技术含量高的机械化操作,大幅度降低了操作人员的劳动强度和提高了操作人员的生产效率。

(4)对于利用滑模施工的工程量较大的项目,因为采用滑模施工比采用普通模板施工提高了效率,减少了物耗,所以降低了工程成本。

二、工作原理及适用范围

在竖井井口安装卷扬机,滑模下井定位后,井口形成封闭平台,设置钢结构桁架梁并安装提升装置(即龙门架),井口封闭后井口预留提升孔口,上、下人员楼梯孔口及管线悬吊孔等,滑模设计一般应为钢结构,滑模装置在竖井下部安装就位后,以液压为动力、支撑杆为导向带动模板由下向上不断升高,可实现砼连续浇筑。

液压滑模适用于闸门井、调压井、

地下洞室高边墙等部位。

三、施工工艺

1、滑模组成:

滑模设计一般应为钢结构,整个滑模装置主要由模板、围圈、提升架、操作盘、辅助盘、支撑杆(俗称“爬杆”)、液压系统等几部分组成。

(1)模板

模板是砼井壁成形的模具,其质量(主要包括刚度、表面平滑度)的好坏直接影响着所浇筑砼的成形及外观质量,为了保证质量,直线段及曲线段均采用6mm的钢板制作,角钢作为筋肋,模板高度为1.5m。

为便于脱模,模板按一定锥度设计,上下口尺寸相差10mm。

(2)围圈

围圈主要用来支撑和加固模板,使其形成一个整体。

围圈与模板采用短角钢相联,角钢一端打孔,与模板竖筋上的孔用螺栓相联,另一端与围圈焊接,围圈支于提升架的横担上。

(3)提升架

提升架是滑升模板与工作盘的联系构件,主要用于支撑模板、围圈、滑模工作盘,并且通过安装于其顶部的千斤顶支撑在支撑杆(爬杆)上,整个滑模荷载将通过提升架传递给支撑杆。

爬杆由,48mm的钢管制成,根据经验和常规,采用“7”型和“开”型局部提升架,均由槽钢加工而成,“7”型架用于井壁侧,“开”型架用于薄壁处。

以免滑模在提升过程中各单井间滑模体受力不均产生相对位移,造成卡模、死模、偏移、扭转等现象。

(4)操作盘(工作盘)

操作盘是滑模的主要受力构件之一,也是滑模施工的主要工作场地,各构件除满足强度要求外,还应有足够的刚度,操作盘支撑于提升架的主体竖杆上,通过提升架与模板连接成一体,并对模板起着横向支撑作用,由于施工中侧向压力较大,采用挂型桁架结构,上铺木马道板。

为确保操作盘的强度、刚度,应用角钢加工成的轻型桁架,利用角钢相互联接操作盘形成网架。

盘面与模板上口平齐以防止砼撒落,盘面必须保持平整。

(5)辅助盘

为便于施工人员随时检查脱模后的砼质量,及时修补砼局部缺陷,露出预埋件,以及及时对砼表面进行洒水养护,在操作盘下方约2.7m处悬挂一辅助盘,辅助盘设计为以圆钢悬吊于桁架梁和提升架下。

(6)支撑杆

支撑杆的下段埋在砼井壁内,上段穿过液压千斤顶的通心孔,承受整个滑模荷载,将其传递给井壁,并作为井壁竖筋的一部分存留在井壁砼内,当选用HM-100型液压滑模千斤顶时,选择,48无缝钢管作支撑杆,经计算和实践证明其承载能力及稳定性均符合要求。

(7)液压系统

液压系统由YKT-36型滑模液压控制台、HM-100型滑模液压千斤顶,高、低压油管及附件组成,组装前必须检查管路是否通畅,耐压是否符合要求,有无漏油等情况,若有异常,必须及时排除。

(8)洒水管

为使脱模后的砼得到良好的养护,特在辅助盘外圆周上固定一环形,50mm的塑料管,在此管朝井壁侧打若干小孔,高压水管与此管用三通接头相连并设阀门,向此管供水,水便从小孔喷出,以对井壁砼进行养护。

(9)测量系统

中心线仍用重垂法,观察模体的水平位置,重垂线在井内根数可根据竖井体形特征设置数根

水平测量用水准管,观察模板上口的水平度,并利用千斤顶自身的同步器进行改正。

(二)滑模施工前的准备工作:

(1)滑模的组装调试:

为检查制作好的滑模装置系统是否符合设计要求,使滑模装置能够顺利地进行组装和使用,必须在地面进行整体的组装及调试。

a、对千斤顶进行编组试验

2a)、耐压:

加压120kg/cm,5分钟不渗不漏;

b)、空载爬升:

调整行程为3cm;

c)、负荷爬升:

记录加荷5吨支承杆压痕和行程大小,将行程相近的编为一组。

b、滑模安装及调试

)、在地面场地上定出滑模盘中心点,模板下口,圆周线,画出支撑杆布置位置线,标a

出各支撑杆中心点的位置。

b)、按编号组装模板、围圈、提升架、操作盘、鼓圈及桁架梁,拉紧装置。

c)、调整丝杠,校正模板直径,调好锥度。

d)、装上千斤顶,通孔对准支撑杆位置后找正调平,进行固定。

e)、接通电源,开通油泵,检查千斤顶管路,阀门有无漏油,并测量给油、回油时间。

f)、插入支撑杆,对准支撑杆中心点,下垫70×70×5mm钢板,支撑杆要插到底并固定。

支撑杆要加环向钢筋,加焊斜支撑,防止试滑时滑模装置倾斜或扭斜。

h)、辅助盘另行组装,重点检查各部位连接是否牢固,尺寸是否符合要求。

c、滑模组装质量标准表

组装完毕经检查调整合格试滑升3~5个行程,检查滑模装置是否完全适用,提升系统是否正常,以及千斤顶爬升情况,提升架是否倾斜,盘面各部分的变形情况,发现问题及时处理,调试合格(如表列质量要求)后,运送到井口下井定位。

组装后滑模体应符合下表质量要求:

内容允许偏差

模板直径5mm

提升架在两个方向的垂直度2mm

安装千斤顶横梁的水平度(全长)2mm

模板上口尺寸?

2mm

模板下口尺寸?

2mm

提升架平面内位置5mm

千斤顶中心轴线垂直度0

相邻模板的环境平整度1mm

安装千斤顶模梁标高5mm

操作盘的平整度20mm

四、施工要点

(1)砼入仓

砼水平运输采用砼搅拌车,砼垂直运输采用MY-BOX砼缓降器或其他砼竖直输料装置,这些垂直运输装置,因垂直高度大,必须保证砼料物不分离;必须保证装置的安全运行。

(2)砼浇筑

滑模施工必须严格遵守分层对称浇筑砼,每层砼铺设厚度宜为30cm,每层层面均与模板上口平行铺料。

砼振捣可采用,50软轴插入式振捣器或其他适合的插入式振捣器,振捣时经常变换振捣方向,并避免直接振动爬杆及模板,振捣棒插入深度不得超过下层砼内5cm,模板滑升时禁止振捣,滑升后只可下料,平仓,不得滑升后即振捣。

滑模的初次滑升要缓慢进行,并在此过程中对液压装置、模板结构以及有关设施在负载条件下作全面的检查,发现问题及时处理,待一切正常后方可进行正常滑升。

(3)模板滑升

滑模施工须按程序规范操作,其施工过程为:

下料、平仓、振捣、提升、绑钢筋、予埋件安装处理、下料„„。

因该井属薄壁复杂结构,应遵循少提、勤提的原则,提升间隔时间大于半小时。

浇筑时分片对称下料,每次下料厚度为30cm。

砼初次浇筑和滑模初次滑升必须遵守下列步骤:

第一次浇筑5cm厚沙浆,接着浇筑2

层30cm砼,等待固身初凝。

到固身初凝时间时,滑模提升1个进程,检查脱模砼强度是否合适,合适后提升2个行程,分两次浇筑砼60cm,提3个行程,再浇30cm,与模板上口平齐,若无异常情况,滑模可进入正常浇筑。

滑模滑升过程中,设专人观察分析砼表面情况,并根据以下几点来控制滑模滑升速度:

?

滑升过程中能听到“沙沙”声;

?

出模的砼无流淌和拉裂现象;

?

砼表面湿润不变形,手按有硬的感觉,并能留出1mm左右深度的指印;

?

能用抹子抹平。

(4)砼表面修整及养护

井壁表面修整是关系到结构外表和保护层质量的工序,当砼脱模后须立即进行此项工作。

一般用抹子在砼表面做原浆压平或修补,如表面平整亦可不做修整。

砼的潮湿养护是保证井壁质量不可忽视的工作,由于操作盘、辅助盘将已浇筑的砼隔在下方,水化热不易散失,温度高,蒸发快。

砼表面干燥,为使已浇筑的砼具有适宜的硬化条件,减少裂缝,在滑模辅助盘上设洒水管喷水对井壁进行养护,供水由单绳悬吊2寸钢管向井下供水。

(5)钢筋安装,接长支撑杆

滑模施工的特点是钢筋绑扎、砼浇筑、模板滑升平行作业,连续进行互相适应。

施工中按设计要求进行钢筋绑扎、焊接,竖向和横向钢筋接头部位相互错开。

施工中支撑杆的续接至关重要,支撑杆要承受整个滑模施工荷载及克服摩擦阻力,是受力集中部位,若支撑杆连接处强度不够,提升时被压弯,轻则模板倾斜,重则导致粘模事故。

因此支撑杆连接须遵循以下几个原则:

?

支撑杆(,48)一端内镶,40mm钢管,使连接处形成子母结构,增加其强度。

?

同一平面内支撑杆接头的数量不得超过其总数的1/4,首次安装支撑杆要有4种

长度,错开布置,第一套支撑杆至少要有4种长度(2.8m、3.2m、3.6m、4m„„),

错开布置,正常滑升时,每根支撑杆长度6.0m,要求杆面平滑无锈皮,经冷拉延

伸处理,延伸率控制在2~3%。

?

当千斤顶滑升距支撑杆端头小于35cm时,应接长支撑杆,接头对齐,不平处用锉

刀锉平,支撑杆与横向钢筋绑扎或焊接牢固。

?

绑扎钢筋时,水平钢筋与支撑杆交接处用电焊将其焊牢,以形成整体结构。

(6)停滑措施及施工缝处理

滑模施工要求连续作业,因意外停滑时应采取“停滑措施”,砼停止浇筑后,每隔0.5~1小时,滑升1~2个行程,直至模板与砼不再粘结(一般4小时左右)。

对于因停工造成的施工缝应按规范认真处理,复工前将砼表面残碴除掉,用水冲洗干净,先浇筑一层减半骨料砼或2~3cm厚同标号水泥砂浆,然后再浇筑原配合比砼。

(7)滑模控制

?

、中心线:

为保证竖井的垂直度;

?

、水平度:

一是利用千斤顶同步器,二是水准管,三是测量用水准管校正。

五、滑模施工常出现的问题及处理措施

滑模施工中出现问题有:

滑模操作盘倾斜、模板变形、爬杆弯曲等,其产生的根本原因在于千斤顶工作不同步,荷载不均匀,浇筑不对称,纠偏过急等。

因为滑模施工工序衔接相当紧密,所以要求施工中出现问题必须马上处理,否则将有可能导致无法滑升。

现结合具体情况介绍以下这几种情况:

(1)纠偏

滑模操作盘倾斜是施工中最常见的问题,其产生原因在于千斤顶起升不同步。

我们在施工中主要采取以下方法避免。

第一,在试滑阶段一定要将行程相近的千斤顶分在一组。

第二,施工中一定要备用几台千斤顶,因为在滑升过程中千斤顶经常会出现漏油等问题而导致滑升不一致。

遇到这种情况必须马上更换千斤顶,然后利用千斤顶进行自身纠偏处理,即关闭未出问题千斤顶主油管,给新换千斤顶部位的主油管加压,试滑升2~3行程,反复数次逐步调

整至设计要求。

另外,根据具体情况还可使用一定外力给予纠偏。

值得注意的是所有纠偏工作不能操之过急,以免造成混凝土表面拉裂、滑模变形、爬杆弯曲等质量事故发生。

(2)爬杆弯曲处理

爬杆弯曲时,采用加焊钢筋或斜支撑,弯曲严重时最好做切断处理,重新接入爬杆与下部爬杆焊接,并加焊“人”字型斜支撑。

(3)模板变形处理

对部分变形较小的模板采用撑杆加压复原,变形严重时,将模板拆除修复。

六、施工人员及施工管理

(一)施工人员

施工管理及操作人员,每班配备人数应能满足施工需要,岗位应包括:

组长、技术员、操作员、起重工、测量员、砼工、模板工、钢筋工、电工、修理工及辅助工。

(二)安全管理:

严格遵照国家颁发的《建筑安装工程安全技术规程》对施工现场安全的有关规定,起重作业人员必须持证上岗。

对参与施工的人员进行安全教育。

必须做到以下几点:

(1)滑升机具和操作平台,应严格按照施工设计安装。

并经试验和验收后,才能正式投入使用。

(2)平台四周设制防护栏杆和安全网。

(3)操作平台上的施工荷载应均匀对称,严禁超载。

(4)操作平台上所设的洞孔,设有标志明显的活动盖板。

(5)模板拆除应均匀对称,拆下的模板、设备使用绳索吊下,严禁投扔。

(6)电源配电箱,设在操纵控制台附近,所有电气装置均应接地。

七、质量标准

除遵照有关国家标准和行业标准的规定外,施工还应做到:

1、浇筑厚度一般为20—35cm,并应与滑升高度相适应。

2、单侧模板的倾斜度为模板高度的0.1%—0.3%.

3、滑模起滑后,一般不要中途停滑。

因故停滑时,必须采取停滑措施,以防止模板与混凝土粘结。

重新浇筑时,因停滑所造成的水平施工缝,应按有关规定或设计要求妥善处理

后,方可继续浇筑混凝土和滑升。

4、操作平台偏移量(5cm)是极限值,达到此值尚不能调平时,应停止滑升,采取有效措施进行处理。

八、工程实例

四川省华能水牛家电站调压竖井设计开挖直径9m,深126m,衬砌直径8m,水平壁厚50cm。

井筒设计为钢筋砼结构.从施工准备滑模砼衬砌施工完成共历时55天,实际正常砼浇筑40天,滑模滑升速度为3~5米/昼夜,缩断了工期,砼垂直运输采用溜槽连接缓冲器进行,既解决了骨料分离的问题,又节省了砼泵的使用,降低了砼的浇筑成本,而且施工安全得到有力保证。

砼浇筑质量合格率为100%,优良率为85%。

作者简介:

李成(1978-),男,四川成都,项目总工,工程师,大专,从事施工技术管理工作。

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