滑模施工工法

滑动模板施工工法中国化学工程第十六建设公司李庆忠1前言我公司为国有化学工程施工企业，以化工建设施工为主，年年均有造粒塔、烟囱、筒仓等高耸构筑物的施工任务，而滑模施工为该类构筑物的常用施工方法。我公司在滑模施工方面有悠久的历史，具有丰富的施工经验、先进的施工技术、成熟的施工方案、专业的施工队伍和良好的市场信誉。总结我公司多年的滑模施工经验和各个项目所编写的施工方案，并参照近两年我所参与的造粒塔滑模施工，编写本施工工法。2007年6月-2008年7月，本人先后主持了安徽信诚复合肥造粒塔和技江三宁尿素装置造粒塔滑模施工的技术工作。本工法的编写以造粒塔滑模施工为主，并结合烟囱和筒仓的滑模施工，以安徽信诚复合肥造粒塔的滑模施工为例，该造粒塔的筒体高度和筒体内径分别为99.20米和18.00米。2工法特点滑模（滑动模板）施工，是现浇结构混凝土的一项施工工艺，与常规施工方法相比，这种施工工艺具有施工速度快、机械化程度高、可节省支模和搭设脚手架所需的工料、能较方便地将模板进行拆散和灵活组装并可重复使用。滑模施工的连续性：模板组装完毕后，试滑成功，开始滑升，没有1特殊情况，应连续滑升，不宜停滑；因为停滑后，易出现粘模等现象，施工缝处理不到位，容易出现夹渣等质量缺陷，影响外观；所以模板滑升均分为白班和夜班两班，连续施工。滑模施工的动态性：滑模平台在动力系统的带动下不断提升，其提升不受外力影响，是个动态过程，在滑升过程中进行中心垂直度偏差和扭转偏差等偏差的纠正，并控制到规范允许的范围内。滑模施工的季节性：滑模施工温度不宜太高，也不宜太低，当温度太高时，比如高于25℃时，混凝土强度增长过快，容易出现严重粘模现象，容易造成混凝土表面蜂窝、麻面、开裂、破碎、垮塌、露筋等质量缺陷，外观处理相当困难，影响滑升速度，并容易造成恶性循环，就需要采取在混凝土内参加缓凝剂和加大模板清理力度等一系列措施，增加了工程成本；温度过低时，比如低于5℃时，混凝土强度增长过慢，影响了滑升速度，造成窝工现象，并容易造成混凝土垮塔等缺陷，就需要采取在混凝土内参加早强剂等一系列冬季施工措施，也造成工程成本的增加；滑模较适宜的温度为10-20℃，一般春季和秋季为宜，尽量避开夏季，南方冬季温度较高，适当采取冬季施工措施，也适宜滑模施工，所以滑模施工受季节影响较大。滑模施工的组织性和协作性：滑模施工需要大量的人力物力，牵涉的工种很多，人员复杂，需要很好地进行组织，各个工种和岗位需要相互协调，密切配合。混凝土的供应、浇筑，钢筋的制作、绑扎，混凝土外观的处理、养护等方面都应协调一致，相互之间必须跟上步调，不能脱节，不能相互影响。所以滑模操作平台上白班和晚班均应设置台长一名，负责操作平台上的人员组织和协调，而为保证滑模的顺利施工，地2面上也应组织一定的人员做配合工作，如混凝土的供应、钢筋的制作，其他材料的供应等，则由工长负责协调和指挥。3适用范围本工法适用钢筋混凝土造粒塔、烟囱、筒仓等高耸构筑物的滑模施工（侧重造粒塔和烟囱滑模施工）。包括滑模操作平台的组装、滑模施工、垂直度和扭转的控制、砼外观处理、造粒塔喷头层的施工、操作平台的拆除等。滑模操作平台分为柔性平台和刚性平台，本工法适用于刚性操作平台。4工艺原理滑模装置主要由模板系统、操作平台系统、液压系统以及施工精度控制系统和水、电配套系统等部分组成。4.1模板系统4.1.1模板模板依赖围圈带动其沿混凝土的表面向上滑动。模板的主要作用是承受混凝土的侧压力、冲击力和滑升时的摩阻力，并使混凝土按设计要求的截面形式成型。模板按其所在部位及作用不同，可分为内模板、外模板、堵头模板及变截面工程的收分模板等。烟囱等圆锥形变截面工程，模板在滑升过程中，要按照设计要求的斜度及壁厚，不断调整内外模板的直径，使受粉模板与活动模板的重叠部分逐渐增加，当收分模板与活动模板完全重叠且其边缘与另一块模板搭接时，即可拆去重叠的活动模板。活动模板必须沿圆周对称成双布置，每对的收分方向应相反。收分模板的搭接边必须严密，不得有间隙，以免漏浆。3由于造粒塔和筒仓不变径，所以采用组合钢模即可，为保证模板不变形，滑模所用的组合钢模一般应定做，所采用的钢板和板条比普通组合钢模板要厚一些儿，钢板的厚度约为3.5㎜。墙体结构的阴阳角处，宜采用同样材料支撑的角模，角模的上下口倾斜度应与墙体模板相同。模板之间的空隙可以采用木模板填充，为防止木模板吸水粘模，一般木模板表面应包铁皮或铝皮。也可现场临时制作符合要求尺寸的钢模板。4.1.2围圈围圈的主要作用是使模板保持组装的平面形状，并将模板与提升架连接成一个整体。围圈分为模板围圈和提升架围圈，模板围圈把模板连接为整体，而提升架围圈则把提升架连接为整体。模板围圈和提升架围圈一般内外各设置两道，形成封闭结构，把模板和提升架连接为整体刚性结构，上下围圈的间距一般为450～750㎜。围圈在工作时，承受由模板传递来的混凝土侧压力、冲击力和风荷载等水平荷载及滑升时的摩阻力，操作平台自身荷载，作用于操作平台上的静荷载和施工荷载等竖向荷载，并将其传递到提升架、千斤顶和支撑杆上。模板与围圈的连接，一般采用挂在围圈上的方式，而围圈与提升架的连接一般采用焊接刚性连接。为保证模板系统的刚性，防止其变形，上下围圈一般用φ12钢筋设置剪刀撑。操作平台上的荷载较多，为防止提升架和围圈径向外倾，在操作平台的下部设置与提升架数量基本相同径向拉杆，操作平台中心下口设置水平放置的环形钢板，厚度一般不小于10㎜，直径1500㎜左右，用不小于φ12的钢丝绳做拉杆，一端固定在环形钢板上，一端固定在模板下口围圈上。44.1.3提升架提升架是安装千斤顶并与围圈、模板连接成整体的主要构件。其主要作用是控制模板、围圈由于混凝土上的侧压力和冲击力而产生的向外变形，同时承受作用于整个模板上的竖向荷载，并将上述荷载传递个千斤顶和支撑杆。当千斤顶爬升时，通过提升架带动围圈、模板及操作平台等一起向上滑动。提升架的横梁与立柱必须刚性连接，两者的轴线应在同一平面内，在使用荷载作用下，立柱的侧向变形应不大于2㎜。提升架横梁至模板顶部的净高度：对配筋结构不宜小于500㎜，对于无筋结构不宜小于250㎜。当采用工具式支撑杆时，应在提升架横梁下设置内径比支撑杆直径大2～5㎜的套管，其长度达到模板下缘。而支撑杆可回收再利用。4.2操作平台系统4.2.1操作平台滑模的操作平台即工作平台，是绑扎钢筋、浇筑混凝土、提升模板、安装预埋件等工作的场所，也是钢筋、混凝土、预埋件等材料和千斤顶、振捣器等小型备用机具的暂时存放场地。液压控制机械设备，一般布置在操作平台的中央位置附近。有时还利用操作平台架设垂直运输机械设备，如烟囱滑模操作平台，而造粒塔滑模的则利用塔吊进行垂直运输。操作平台一般分为内操作平台和外操作平台两部分，内操作平台通常由承重桁架（或梁）与平台铺板组成，承重桁架（或梁）的两端可支承于提升架的立柱上，亦可通过托架支承于上下围圈上。造粒塔滑模操作平台桁架钢梁两端支承在提升架上下围圈上，由围圈把平台荷载传递5给提升架，避免荷载集中传递给少量的提升架，受力较为合理。外操作平台通常由支承于提升架外立柱的三角挑架于平台铺板组成，外挑宽度不宜大于1000㎜，在其外侧需设置防护栏杆，其高度不小于1200㎜。操作平台的桁架（或梁）、三角挑架及平台铺板等主要构件，许按其跨度和实际荷载情况通过计算确定。4.2.2吊脚手架操作平台下面设置吊脚手架，分为内外吊脚手架，主要用于检查混凝土的质量、模板的检修和拆除、混凝土表面装修和浇水养护等工作。内吊脚手架可挂在提升架和操作平台的桁架上，外吊脚手架可挂在提升架和外挑三脚架上。掉脚手架铺板的宽度，宜为500～800㎜，钢吊杆的直径不应小于16㎜，也可用角钢，一般为∠50×5等边角钢。吊杆螺栓必须采用双螺帽。吊脚手架的外侧必须设置安全防护栏杆，并满挂安全网和密目网，并完全封闭。4.3液压系统液压提升系统主要由支撑杆、液压千斤顶、液压控制柜和油路系统等部分组成。4.3.1支撑杆支承杆支承着作用于千斤顶的全部荷载，包括模板系统、操作平台、模板的摩阻力和施工荷载等全部荷载。支承杆一般采用φ25圆钢或φ48×3.5钢管，由于钢管的稳定性较好，脱空长度大较大（达2.5米），目前一般采用φ48×3.5钢管作支承杆。支承杆的连接方法，常用的有3种：丝扣连接、榫接和剖口焊接。在实际操作时，φ25圆钢支承杆一般采用丝扣方法进行连接，φ48×3.56钢管支承杆一般采用榫接方法进行连接。支承杆的焊接，一般在液压千斤顶上升到接近支承杆顶部时进行，接口处倘略有偏斜或凸疤，可采用手提砂轮机处理平整，使其能顺利通过千斤顶孔道。也可在液压千斤顶底部超过支承杆后进行，但当这台液压千斤顶脱空时，其全部荷载要由左右两太千斤顶承担，因此在进行千斤顶数量及围圈强度设计时，就要考虑到这一因素。4.3.2液压千斤顶液压千斤顶又称穿心式液压千斤顶或爬杆器。其中心穿支承杆，在周期式的液压动力作用下，千斤顶可沿支承杆作爬升动作，以带动提升架、操作平台和模板随之一起上升。国产千斤顶有GYD型和QYD型等，卡具分别为滚珠式和楔块式，额定起重量为30-100KN。常用的型号为GYD-60型。其工作原理：工作时，先将支承杆由上向下插入千斤顶中心孔，然后开动油泵，使油液由油嘴进入千斤顶油缸，由于上卡头与支承杆锁紧，只能上升不能下降，在高压油液的作用下，油室不断扩大，排油弹簧被压缩，整个缸筒连同下卡头及底座被举起，当上升到上、下卡头相互顶紧时，既完成提升一个行程。回油时，油压被解除，依靠排油弹簧的压力，将油室中的油液由油嘴排出千斤顶，此时，下卡头与支承杆锁紧，上卡头及活塞被排油弹簧向上推动复位。依次循环可使千斤顶爬升一个行程，加压即提升，排油即复位，如此往复动作，千斤顶即沿着支承杆不断爬升。一个行程可以爬升20-30㎜。液压千斤顶使用前，应按下列要求检验：（1）耐油压12MPa以上，每次持压5min，重复三次，各密封处无7渗漏；（2）卡头锁固牢靠，放松灵活；（3）在1.2倍额定荷载作用下，卡头锁固时的回降量，滚珠式不大于5㎜，楔块式不大于3㎜；（4）同一批组装的千斤顶，在相同荷载作用下，其行程应接近一致，用行程调整帽调整后，行程差不得大于2㎜。4.3.3液压控制台液压控制台是液压传动系统的控制中心，是液压滑模的心脏。主要由电动机、齿轮油泵、换向阀、溢流阀、液压分配器和油箱等组成。其工作过程为：电动机带动油泵运转，将油箱中的油液通过溢流阀控制压力后，经换向阀送到液压分配器，然后，经油管将油液输入进千斤顶，使千斤顶沿支承杆爬升，当活塞走满行程之后，换向阀变换油液的流向，千斤顶中的油液从输油管、液压分配器，经换向阀返回油箱。每一个工作循环，可使千斤顶带动模板系统爬升一个行程。液压控制台按操作方式的不同，可分为手动和自动控制等形式，常用的型号有HY-36、HY-56型以及HY-72型等，应根据需要控制千斤顶的数量和流量来选择。液压系统安装完毕，应进行试运转，首先进行充油排气，然后加压至12N/㎜2，每次持压5min，重复3次，各密封处无渗漏，进行全面检查，待各部分工作正常后，插入支承杆。4.3.3油路系统油路系统是连接控制台到千斤顶的液压通路，主要由油管、管接头、液压分配器和截止阀等元、器件组成。8油管一般采用高压无缝钢管及高压橡胶管两种，根据滑升工程面积大小和荷载决定液压千斤顶的数量及编组形式。主油管内径不得小于16㎜，分油管内径应为10-16㎜，连接千斤顶的油管内径为6-10㎜。现今滑模所用的主、分油管均采用高压橡胶胶管。油路的布置一般采取分级方式，即：从液压控制台通过主油管到分油器，从分油器经分油管到支分油器，从支分油器经胶管到千斤顶。由液压控制台到各分油器及由分、支分油器到各千斤顶的管线长度，设计时应尽量相近。油管接头的通径、压力应与油管相适应。胶管接头的连接方法是用接头外套将软管与接头芯子连成一体，然后再用接头芯子与其他油管或元件连接，一般采用扣压式橡胶管接头或可拆式胶管接头。截止阀又叫针形阀，用于调节管路及千斤顶的液体流量，控制千斤顶的升差。一般设置于分