滑模工艺在高墩施工中的应用

滑模工艺在高墩施工中的应用

吴育权

（贵州省交通建设咨询监理有限公司，贵州，550081）

【摘要】贵阳东北绕城高速尖小项目第3A合同段在定扒大桥主墩墩身施工过程中采用了滑模施工技术，并取得了较好的经济效益。本文主要通过对滑模施工方案及现场质量控制成功经验的分析和总结，为滑模施工技术在以后的高墩施工中推广和应用提供借鉴。

【关键词】定扒大桥；滑模施工；应用；质量控制

1．工程概况

在尖小项目3A合同段高墩施工中，根据施工需要和墩柱具有等截面特点，先后在定扒大桥主墩、周家桥大桥、短冲大桥、新寨大桥等部位采用了滑模施工技术，取得了良好的技术经济效益。

定扒大桥主墩纵向均由两片薄壁墩组成，薄壁墩为矩形实心截面，横桥向8m，顺桥向2m，共8根，最高墩57m，两片墩间净距为3m。如图1

2．滑模施工特点

相对于翻模施工，滑模施工具有以下优点。

（1）不设水平施工缝，施工连续性好；

（2）施工进度快，在正常情况下，每天滑升高度能达到3.5m左右；

（3）工作盘形成后，辅助性材料消耗少；

（4）工作盘四周设置好安全防护网后，作业平台平稳，安全性高；

（5）砼表面平整度高，外观质量较好，缺陷处理工作量少；

因为滑模施工具有钢筋安装、砼浇筑、模板滑升等工序平行施工的特点，其施工质量对砼的早期强度、队伍素质、施工机具等方面的要求比较高，因此，要确保砼的施工质量，选择有经验且素质较高的施工队伍、加强施工过程中的质量控制在滑模施工中尤为重要。

3．施工方案

3.1施工准备

滑模施工前必须做好相关准备工作，具体内容如下：

（1）通过对滑模荷载的分析验算，选择符合要求的液压系统及支撑杆，进行滑模设计；

（2）砼基础面的处理，包括砼基础面凿毛，冲洗等各项工作必须在滑模系统组装前完成；

（3）在滑模安装前，必须为滑模安装提供必要的控制点；

（4）在滑模施工前，必须根据工程特点及滑模工艺要求对墩身预埋件、预留孔洞等提出对工程设计的局部修改意见，做好技术上和材料的准备工作，并通过试验对砼的初凝时间进行测定，确保滑模在开始滑升后。不因技术准备不充分而影响滑升速度或造成滑模停滑；

（5）滑模组装调试。根据滑模施工的要求，从滑模的制作安装到组装调试必须对逐道工序进行检查控制首先，滑模面板材料的选择和龙骨的设计与制作应达到模板的强度、刚度和稳定性的要求，定扒大桥主墩墩身四角为直角，根据滑模需要，对四角模板进行优化调整为半径为10cm的圆倒角，以解决滑模提升过程中掉角问题；其次，滑模的组装应满足模体偏差的要求，见表1.

表1滑模组装的允许偏差

3.2滑模施工

3.2.1滑模工艺

滑模施工工艺如图2所示。

3.2.2滑升原理

以油压千斤顶为例，上卡头与活塞连接，下卡头与油缸底座连接，其间为排油弹簧。当向千斤顶油缸内充油时，油缸内的活塞通过上卡头固定在爬杆上，随着缸盖与活塞之间进油量的增加，油压使缸盖连同缸筒、底座带动提升架，从而带动整个滑模系统上升，油管路，解除油压，排油弹簧推动下卡头使其被卡在爬杆上，同时推动活塞上移并排油，使活塞回到油缸进油前的位置，完成一个提升循环。油泵与各千斤顶之间用高压油管连接，由操纵台统一集中控制。爬杆一端埋置于墩台结构的砼中，另一端穿过千斤顶心孔，千斤顶依附在爬杆上。提升时，滑模系统的重力及其他临时荷载全部由爬杆承担。每肢墩身模板由六个千斤顶，同时爬升来实现模板提升。

3.2.3钢筋安装

在尖小3A标滑模施工中，钢筋连接采用直螺纹套筒连接工艺，解决了制约滑模滑升速度的问题，加快了滑模施工进度，并能保证施工质量。

支承钢管兼作受力钢筋是滑模钢筋安装的又一特色。在滑模施工中，由于支承杆与受力钢筋的安装位置重叠，一般将支撑杆作为受力钢筋进行加固。加固时既要满足支撑杆受力的要求，同时还应满足受力钢筋的要求，并且支撑杆在同一水平内的接头数量不超过支撑杆根数的四分之一。

3.2.4砼浇筑

在尖小3A标的滑模施工中，砼采用砼罐车运到施工现场，通过料斗采用吊车、滑模系统门架及塔吊三种方式浇筑，一般无塔吊的墩20m以下采用吊车，20m以上采用滑模操作盘上的门架通过卷扬机进行吊运，设置塔吊的采用塔吊进行砼吊运。滑模施工按照以下顺序进行：下料→平仓振捣→提升→钢筋绑扎→下料。滑模施工要求对称均匀下料，按30cm分层进行，插入式振捣棒振捣，经常变换振捣方向，并避免直接震动爬杆、模板及仪器等，模板滑升时严禁振捣。

砼初次浇筑严格按以下步骤进行：第一次浇筑10cm厚砼，接着按分层厚度30cm浇筑2层，厚度达到70cm，开始滑升3~5cm，检查脱模的砼是否合适。第四层浇筑后滑升5cm，继续浇筑第五层又滑升10~15cm，第六层浇筑后滑升20cm，若无异常现象，便可正常浇筑。

3.2.5模板滑升

滑模在滑升过程中要对提升系统、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。滑模正常滑升根据施工人员、机具配备和砼早期强度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3.5m左右。

施工转入正常滑升后，应尽量保持连续施工，并由专人观察和分析砼表面情况，根据现场条件确定合理滑升速度和分层厚度，一般根据以下经验进行鉴别：滑升过程中能听见“沙沙”声；出模的通过无流淌和拉裂现象，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。若脱模砼有流淌、坍塌或表面呈波浪形，说明砼的脱模强度低，应放慢滑升速度；若脱模砼表面不湿润，手按有硬感或伴有砼表面被拉裂现象，则说明脱模强度高，宜加快滑升速度。滑升过程中必须有专人检查千斤顶上升情况，观察爬杆上的压痕和受力状态是否正常，检查墩身中心线和滑模操作盘的水平度。

3.2.6表面修整及养护

砼修整是关系到墩柱外表面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。为保证已浇筑砼养生质量，在尖小3A标的滑模施工中，墩身表面修整完成后及时涂刷养护剂进行养护。

3.2.7滑模拆除

滑模滑升至指定位置时，将滑模滑空后，利用门架和卷扬机进行模板拆除，滑模装置拆除应注意以下事项：

（1）必须在施工队长统一指挥下进行，并预先制定安全措施。

（2）操作人员必须佩带安全带及安全帽。

（3）拆卸的滑模部件要严格检查，捆绑牢固后下放。

3.2.8冬季施工

在冬季施工中为保证砼能达到强度，在滑模施工中要注意：

（1）砼配合比要反复调试，保证砼在最佳状态。坍落度一定不能太大，一定程度下还需适当加点早强剂或速凝剂。

（2）滑升速度要控制在每天2.5m左右。

（3）保温措施要到位，如操作平台上下都用彩条布包好，里面点雾灯，火炉。

（4）要对砼做好温度监控。

4．施工质量控制

4.1砼浇筑前的检查与验收

在做好滑模前准备工作后，对基面的清理、钢筋绑扎与连接、模板边线的复测结果等工序严格进行检查验收，合格后经监理工程师最终验收，方可浇筑砼。

4.2滑模施工质量控制

4.2.1钢筋绑扎与连接

在滑模施工中，钢筋安装应按照隐蔽工程进行跟班质量检查和验收，在3A标滑模施工中，由现场质检工程师和技术员对钢筋绑扎及连接质量进行24小时不间断监督和检查，发现问题及时整改，确保钢筋安装质量满足设计及规范要求。

4.2.2砼出机质量

尖小3A标1号拌合站的机制砂质量不稳定，砂子细度模数偏大，为满足滑模施工需要，采取了加大原材抽检频率、调整砂率及外加剂掺量等及时调试配合比，来实现滑模砼在满足设计要求的前提下，达到施工需要的砼工作性能，实践证明，调整后的砼质量满足滑模施工要求。

4.2.3砼的分层振捣

砼的分层和振捣是保证砼浇筑质量的关键工序，在滑模施工中，必须分层均匀浇筑，每层砼应在同一水平面，并要求均匀变换浇灌方向，对分层厚度严格控制。

4.2.4滑模的滑升速度

在每次模板提升后，立即检查砼有无塌落、拉裂和麻面等，对滑模的提升速度进行检验和验证，并根据气温、砼凝结时间及入仓速度等影响因素及时调整滑模的滑升速度。

4.2.5滑模的中心、水平度和垂直度

滑模中线控制：在关键部位悬挂垂线进行中心测量控制，同时每天一次对模板边线进行测量监控，发现问题及时处理。

滑模水平控制：一是利用千斤顶的同步器进行水平控制，二是利用水准尺测量，进行水平检查。

滑模的垂直控制：在每肢墩身挂三个吊垂，大面两个，小面一个，分别控制前后左右的垂直度，在正常情况下每天两次对滑模垂直度进行观测，以确保垂直度符合设计要求。

4.2.6砼表面修整及养护

滑模施工中，由于砼的凝结时间受气温、外加剂等因素的影响较大，很难找到砼凝结时间与滑升速度的最佳结合点，因此，必须按照规范及施工方案要求严格监督施工单位对砼表面及时进行修整，确保砼表面施工质量。另外对砼养护工作也要加强监督，通常采用养护剂进行养生。

4.2.7预埋件的埋设

对预埋件埋设施工按照隐蔽工程检查验收标准进行，对预埋件的种类、数量及安装位置逐一进行检查，确保预埋件不漏、不偏。

5．滑模施工中出现问题及处理

滑模施工中出现问题有：滑模操作盘倾斜、滑模盘平移、扭转、模板变形、砼表面缺陷、爬杆弯曲等，其产生的原因在于千斤顶工作不同步、荷载不均匀、浇筑不对称及纠偏过急等。

因此，在施工中必须严格按照施工方案进行施工，并加强观测工作，确保良好运行状态，发现问题及时解决。

5.1纠偏

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，在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。并针对各种不同情况，必要时，施加一定外力给予纠偏。对纠偏工作不能操之过急，以免造成砼表面拉裂、死弯、滑模变形、爬杆弯曲等事故发生。

5.2爬杆弯曲处理

爬杆弯曲时，采用加焊钢筋或斜支撑，弯曲严重时切断，接入爬杆重新与下部爬杆焊接，并加焊人字形斜支撑。

5.3模板变形处理

对部分变形较小的模板车采用撑杆加压复原，变形严重时，将模板拆除修复。

5.4砼表面缺陷处理

采用局部立模，补上比原强度高一级的膨胀细石砼并用抹子抹平。

5.5停滑措施及施工缝处理

滑模施工要连续进行，因意外停滑时应采取停滑措施，砼停止浇筑后，每隔0.5~1h，滑升1~2个行程，直到砼与模板不再粘结。由于施工造成施工缝，根据施工规范，在复工前将砼表面残渣清除，用水洗净，先浇一层细骨料砼或水泥砂浆，然后再浇筑原配砼。

6．结束语

随着施工工期要求越来越短，滑模施工以其少周转材料、施工速度快、一次成型等优点，在大桥高墩施工中必将得到推广。加强施工过程控制，采取切实有效的措施避免和解决滑模施工中出现的问题，确保滑模施工质量，将会对滑模施工技术的发展起到有力的推动作用。

参考文献：

[1]JTG/TF50-2011公路桥涵施工技术规范

[2]滑模工艺在薄壁高墩施工中的应用李峰山西建筑第37卷第22期

[3]液压滑模施工技术在高墩薄壁、多跨桥梁中的应用贾圣东李伟《中国水运(下半月)》2013年第06期

（上接第308页）

二、不良地质、断层隧道施工的质量控制

不良地质、断层部分的隧道施工中要注意施工质量控制方式的科学合理，能够有效规范隧道施工的整个过程，进而规避隧道施工中的地质风险[4]。第一，隧道事情前期，应充分研究不良地质、断层部分的状态，以隧道施工的质量控制为主，严谨设计施工方案，方案中应强调落实质量控制的方法；第二，隧道施工的过程内，施工企业安排相关人员，深入考察不良地质、断层部分的后续影响，控制不良地质的动态变化，保障隧道施工的稳定进行；第三，汇总隧道施工中不良地质、断层的干扰，针对有可能发生的事故制定应急措施，防止突发情况引起的风险。

结束语：

不良地质和断层部分会对隧道施工造成一定的困难，影响隧道施工质量，导致隧道工程处于高风险的建设状态。在隧道施工过程中需要根据不良地质、断层部分的具体情况进行分析，制定详细的施工方案，规范施工过程，同时借助质量控制的手段，完善不同施工技术的有效应用，提高隧道结构的稳定性，保障工程建设安全。

参考文献：

[1]刘刚锋.公路隧道施工不良地质灾害对策研究[D].长安大学,2010.

[2]郭乾.典型不良地质条件下隧道围岩稳定性分析及对策研究[D].重庆交通大学,2010.

[3]王鲁南.隧道穿越断层破碎带施工风险分析及围岩变形规律研究[D].山东大学,2012.

[4]韩志强.乌竹岭隧道施工监测与信息反馈[D].吉林大学,2007.