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阿拉沟导流洞检修闸井滑模施工组织设计郑州美誉滑模工程有限公司二O一一年五月一日阿拉沟导流洞检修闸井滑模施工组织设计一、工程概况二、施工方案根据以往的施工经验,等截面结构构筑物的混凝土衬砌工程采用滑模施工要比传统的支模施工更能保证质量，降低成本,提高工效,减少安全隐患。采用滑模施工由于混凝土是连续浇筑的,故可以最大限度地减少甚至避免施工缝,使混凝土的整体性更好；避免了支模、拆模,搭拆脚手架等多种重复性工作,故进度更快；工效更高；材料消耗更少。因此，根据该工程结构特征，及现场设备配备情况，该闸门井拟采用EL:886.163以下采用常规立模施工以上部分采用滑模的施工方案。三、滑模设计3．1、结构设计采用液压调平内爬式滑升模板，滑模装置为便于加工，提高复用率，有足够的强度、刚度及稳定性，整个模体设计为钢结构，模板、围圈、操作盘、提升架等构件之间均为焊接连接，整个滑模装置主要由模板、围圈、操作盘，提升架、支撑杆（俗称“爬杆”），液压系统等几部分构成。3.1.1、模板模板是混凝土成型的模具，其质量（主要包括刚度、表面平滑度）的好坏直接影响着所浇混凝土的成型及外观质量，为了保证质量，模板均采用6mm的钢板制成，用50×50×5mm角钢作为筋肋，模板高度为1.26m或1.5m，为了便于脱模，模板按一定锥度设计,上下口相差3mm。3.1.2、围圈围圈主要用来支撑和加固模板，使其形成一个整体，围圈采用80×80×8mm的角钢制成1m×1m矩形桁架梁，围圈与模板的连接采用50×50×5mm的角钢。3.1.3、提升架提升架是滑模与混凝土间的联系构件，主要用于支撑模板、围圈、滑模盘。并且通过安装在顶部的千斤顶支撑在爬杆上，整个滑升荷载将通过提升架传递给爬杆，爬杆由φ48×3.5mm的钢管制成，根据施工经验和常规设计，采用“F”型和“开”型提升架，“F”型提升架用18号工字钢组合制作而成。“开”型提升架采用18#工字钢作为立杆，并用两层共三根14#槽钢作为开型架横梁。3.1.4、操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，操作盘支撑在提升架的主体竖杆件上，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，操作盘采用桁架结构，为确保工作盘强度、刚度，经过计算，选用80×80×8mm角钢加工成桁架，利用角钢互相连接工作盘，形成网架，盘面铺板采用50mm木板，防止混凝土撒落。盘面必须保持平整、密实。3.1.5、辅助盘为便于施工人员随时检查脱模后的混凝土质量，及时修补混凝土局部缺陷，扒出预埋件，以及时对混凝土表面进行洒水养护，在操作盘下方约2.m处悬挂一用∠50角钢制作的辅助盘，用Φ18圆钢悬挂于桁架梁和提升架下。3.1.6、支撑杆支撑杆的下段埋在混凝土内，上段穿过液压千斤顶的通心孔，承受整个滑模荷载，并作为竖筋的一部分存留在混凝土内，在选择HM—100型液压千斤顶的同时，选择48×3.5mm焊管作支撑杆，经计算，其承载力及稳定性符合要求。3.1.7、液压系统液压系统有YKT—36型液压控制台，HM--100型液压千斤顶、油管及附件组成，组装前必须检查管路是否通畅，耐压是否符合和要求，有无漏油等现象，若有异常，必须及时排除。3.1.8、洒水管为使脱模的混凝土得到良好养护，在辅助盘上固定一周Φ50mm塑料管，在此管朝混凝土壁侧打若干小孔，高压水管与此管用三通接头相通，向此管供水，对混凝土进行洒水养护。（附：模体结构设计图）3.2、滑模荷载分析计算1、滑模结构自重：钢结构：19356.8kg木板:1000kgG1=20356.8kg2、施工荷载：工作人员20人×75kg/人=1500kg一般工具及材料5000kg考虑2倍的动力系数及1.3倍的不均匀系数，施工荷载为G2=（1875+5000）×2×1.3=16900kg3、滑升摩擦阻力单位面积上的滑升摩擦阻力按照计算，同时考虑附加系数为1.5，所以整圈模板上的滑升摩擦阻力为：(按每平方200kg计算)G3=S×200×1.5=90×200×1.5=27000kg4、竖向荷载总重G=G1+G2+G3=20356.8+16900+27000=64256.8kg5、混凝土对模板的侧压力当采用插入式振捣器时，混凝土对模板的侧压力为：P=r(h+0.05)式中：r--混凝土的容重，取2500kg/m3h--每层浇筑混凝土厚度，取0.3m则：P1=2500×(0.3+0.05)=875kg/m2同时考虑浇筑混凝土时，动荷载对模板的侧压力P2=200kg/m2故：P=P1+P2=875+200=1075kg/m26、支撑杆（爬杆）计算允许承载能力：P=3.142EI/K(ul)2E:支撑杆的弹性模量E=2.1×106kg/cm2I撑杆的截面惯性矩I=11.35cm4k:安全系数，取k=2ul:计算长度，按0.6×1.8=1.08m计则p/2=3.142×2.1×106×11.35/[2×(0.6×1.8×100)2]=5037kg/cm21/2p0=10000×0.5=5000kgp0:千斤顶允许承载能力;因此支撑杆的数量（千斤顶的数量）n=w/cpw:支撑杆承载w=G1+G2+G3=64256.8kgP；支撑杆允许承载能力取5000kgc:载荷不均衡系数取0.8n=17台根据结构特征，为保证模体均匀整体滑升，该进水塔选用千斤顶24台，支撑杆24根、可满足要求。四、模体制作与组装结合现场情况，根据设计体型，结合滑模工艺的特殊性，具体模体制作见详图。当闸门井EL886.163高程以下施工完成后，利用埋件和插筋焊制滑模施工所需模体支架组装模体、绑扎钢筋，经现场有关部门验仓合格后进行整体滑模施工。因在EL:893.00高程塔体平行于水流方向的外侧有一次变截面，所以在模体设计时特意在该位置加工两榀小型桁架梁，该桁架梁用螺栓或丝杠固定在外侧主桁架梁上，当滑升到相应位置后，拆除螺栓用丝杠将该活动桁架梁推至相应位置以满足设计断面要求。然后再继续滑升。该处如组织合理可不停盘进行改装。滑模按设计要求制作后，进行组装调试，并按下表质量标准进行检查调整。内容允许偏差提升架在两个方向的垂直度2mm模板上口尺寸±2mm模板下口尺寸±2mm提升架前后位置30mm提升架左右位置5mm千斤顶中心轴线垂直度0相邻模板的环境平整度1mm安装千斤顶横梁标高5mm操作盘的平整度20mm五、滑模施工1、施工准备滑模施工前必须做好准备工作，其中包括底板的凿毛、冲洗，滑模组装调试，测量放线工作，为滑模定位组装做好准备。2、千斤顶进行试验编组(1)耐压:加压120kg/cm2，5分钟不渗不漏；(2)空载爬升:调整行程30mm；(3)负荷爬升:记录加荷5吨,支撑杆压痕和行程大小,将行程相近的编为一组。因施工用千斤顶，按一般要求需备用一部分，且需经常检修，还需备用如簧、上卡头、排油弹簧、滑块、密封圈、卡环、下卡头等。3、滑模调试滑模组装检查合格后,安装千斤顶,液压系统,插入爬杆并进行加固,然后进行试滑升3～5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，确保施工顺利进行。施工现场需敷设一趟3×25+1电缆，提供380伏电源，为确保滑模施工顺利进行，不发生粘模事故，应做好备用电源准备工作。4、钢筋绑扎滑模施工的特点是钢筋绑扎、混凝土浇筑、滑模滑升平行作业，连续进行互相适应，模体就位后，按设计进行钢筋绑扎，为保证滑升速度，立筋采用套筒联接，横筋采用绑扎连接。搭接长度要符合设计规范要求，根据滑模的工艺特点，滑模用爬杆（Ф48×3.5mm）需代替部分立筋，且立筋布置于混凝土保护层一侧，以保证滑升过程中钢筋的顺利绑扎。滑升施工中，爬杆在同一水平内接头不超过1/4，因此第一套爬杆要有3种以上长度（6m、3m2m),错开布置,正常滑升时,每根爬杆长3m或6m,要求平整无锈皮,当千斤顶滑升距爬杆顶端小于350mm时，应接长爬杆，接头对齐，不平处用角模机找平磨光，爬杆同环筋相连焊接加固。5、混凝土浇筑1）混凝土垂直、水平运输混凝土的水平运输及垂直入仓能力是影响滑模施工的关键，因此必须有足够的混凝土入仓能力。同时为保证滑模运行稳定性，以及施工材料和工器具的提升，现场还必须准备切实可行的备用下料方式。根据该闸门井的特点以及现场设备配备情况和工期安排情况，所有混凝土水平运输均采用混凝土罐车运输。混凝土垂直入仓可以采用溜槽配合混凝土泵机来实现。钢筋的入仓可在模体盘面上固定一龙门架，然后用一台5T卷扬机来实现。2）、混凝土浇筑滑模施工按以下顺序进行：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，按分层30cm一层进行，采用70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。滑模正常滑升根据现场施工情况确定合理的滑升速度，按正常滑升每次间隔2小时，控制滑升高度30cm，日滑升高度控制在2.5m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：第一次浇筑100mm厚半骨料的混凝土或砂浆，接着按分层300mm浇筑两层，厚度达到700mm时，开始滑升30--50mm检查脱模的混凝土凝固是否合适，第四层浇筑后滑升150mm，继续浇筑第五层，滑升150--200mm,第六层浇筑后滑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。6、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高度。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，观察爬杆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。7、表面修整及养护混凝土表面修整是关系到结构外表和保护层质量的工序，当混凝土脱模后，须立即进行此项工作。滑升时混凝土脱模强度控制在0.1～0.3MPa（砼表面用手指按压可留1mm的压痕），这时砼仍处于初凝期间，一般用抹子在混凝土表面作原浆压平或修补，如表面平整亦可不做修整。为使已浇筑的混凝土具有适宜的硬化条件，减少裂缝，在辅助盘上设洒水管喷水对混凝土进行养护。8、预埋件及预留处理该闸门井的门槽埋件和爬梯埋件均采用预埋钢板的形式进行边滑升边安装，待脱模后利用辅助盘将埋件凿出。待滑模施工完成后，后期进行安装的施工方法。9、停滑措施及施工缝处理滑模施工要连续进行，因意外停滑或改模时应采取“停滑措施”混凝土停止浇筑后，每隔0.5--1小时，滑升1--2个行程，直到混凝土与模板不在粘结（一般4个小时左右）。由于施工造成施工缝，根据水电施工规范，预先作出施工缝，然后在复工前将混凝土表面残渣除掉，用水冲净，先浇一层减半的骨料混凝土或水泥砂浆，然后再浇筑原配混凝土。10、滑模控制滑模中线控制：为保证门槽中心不发生偏移，分别在门槽两端各悬挂一根或几根垂线进行中心测量控制，确保门槽的垂直，满足测量要求和金结安装要求。滑模水平控制：一是利用千斤顶的同步器进行水平控制，二是利用水准仪测量，进行水平检查。滑模施工中出现问题及处理11、滑模施工中出现问题的处理：滑模施工过程中常见的问题主要有：滑模操作盘倾斜、滑模盘平移、扭转、模板变形、混凝土表面缺陷、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。因此，在施工中首先把好质量关，加强观测检查工作，确保良好运行状态，发现问题及时解决。11..1纠偏：1)、利用千斤顶自身纠偏，即关闭五分之一的千斤顶，然后滑升2--3行程，再打开全部千斤顶滑升2--3行程，反复数次逐步调整至设计要求。2)、利用千斤顶安装的行程限位器，以及安装在爬杆上的水平调节器，有效地保证了滑模的垂直上升。同时在千斤顶与油