摘 要 根据外露式和围岩内衬式竖井的特点，确定滑模的提升方式，研究出顶升式和拉升式竖井滑模结构设计要领，观测、油路布置及调偏方法，施工管理方法。提出各种方案经济效果及优选。
关键词 竖井 滑模 设计 施工
1 意义
对于水电站、泵房的调压井及交通竖井等一般为较高的圆筒形薄壁结构，一种是围岩内衬混凝土，另一种为钢筋混凝土外露薄壁圆筒体。这些结构采用滑模施工是最优越的，但如果滑模结构设计、制作工艺、提升方式选取不当，也难以体现它的优越性。竖井滑模的施工方法，也可以用到其他的高塔、墩墙、框格结构中去，对不同的情况研究出最优的设计方案是非常必要的。
2 结构设计要领
2.1 结构布置形式
竖井滑模结构按提升方式的不同可分为拉升式和顶升式两种，见图1、图2。围岩内衬竖井采用拉升式较为节省，拉升式是在井口设承重架，千斤顶倒安在承重架的梁上，承重梁可布置在径向，也可布置成多边形，千斤顶数目少可布置在径向，数目多应布置成多边形。千斤顶采用GYD-35型，工作起重量为1.5t，千斤顶的拉杆为Φ25钢筋，下端直接焊在围圈上。拉杆做成3m长一段，用M20螺纹连接，每拉出一节回收一节。外露式调压井滑模结构必须采用顶升式，顶升式是在内围圈上焊弦杆安置千斤顶，千斤顶支承杆采用Φ48排架钢管，千斤顶采用QYD-60型，这种千斤顶内孔为50mm，工作起重量为3t。千斤顶每爬高一米安一层水平纵横联系杆，水平联系钢管每隔3层要有一层的两端能顶到混凝土上。不够长的，可接一条短钢筋顶到混凝土上，顶升式滑模必须设置“开”字形提升架，提升架的作用是保证内、外模板的相对位置和将千斤顶的起重力传到外模板上。
2.2 模板
2.2.1 模板的强度和刚度
模板是由围圈和面板焊成整体的肋型结构，在浇筑混凝土时，由于荷载对称，模板的内力为轴力，提升时为偏心受拉，调偏时，一边挤压在混凝土上为分布荷载，一边已离开混凝土受千斤顶的集中力作用，模板围圈就产生了弯矩，同时整体受大偏心拉力作用。故面板和围圈要进行抗压、抗弯强度计算，模板整体要进行大偏心受拉的刚度计算。模板的面板一般用2mm～4mm的钢板制作，围圈用5mm～8mm钢板组焊成槽形截面的环形梁，槽形口向面板，槽形的翼宽为竖井直径的3%左右。由于面板太薄，不参加整体刚度计算，所以，上下围圈之间应焊斜腹杆形成环形桁架(如图1所示)。
2.2.2 模板的接口
模板的面板必须有两个以上的楔形接口，楔形模板的宽度为5cm～10cm，径向坡度为1∶0.5。当意外原因使滑模停止结死时，可将围圈割去一小段，楔形模板会自动掉出，模板失去了整体拱作用，即可用50t螺旋千斤顶配合液压千斤顶将模板顶起再复原继续施工。
2.2.3 模板的高度
模板高度的确定要满足三个原则：①每层混凝土浇筑时间不能超过规范规定的间歇时间；②要满足进度要求的台班进尺A(m/台班)所决定的滑升速度V(m/h)；③出模强度在(0.05～0.1)MPa。由气温和试验资料可算出强度为(0.05～0.1)MPa
*此项滑摸技术在岩滩水电站升船机塔柱应用，获广西1997年科学技术进步二等奖。所需的龄期为t(小时)。原则①意味着模板内应能浇三层混凝土，故模板高度不宜小于90cm。，由原则②和③决定的模板高度H为：
比如要求台班浇高A=2.4m，由气温决定的t=4小时，则H=1.2m。一般模板高度在90cm～150cm之间，若浇筑速度规定，而气温又低，则应加速凝剂来满足计算；若钢筋绑扎焊接来不及，而气温又高，则应加缓凝剂来满足计算。
2.2.4 模板的制作斜度
竖井一般为圆筒体，内外模板受混凝土浇筑振捣产生的侧压力作用只产生轴力，而且上下围圈受力基本上相等，模板在混凝土浇筑前后斜度变化很小。故模板应制成标准斜度1.5‰，对于内模有：
Φ1顶=d+1.5‰H
Φ2=d-1.5‰H
对于外模有：
Φ1顶=D-1.5‰H
Φ2=D+1.5‰H
式中：Φ1顶为模板顶圆直径；Φ2为模板底圆直径；d为竖井设计内径；D为竖井混凝土设计外径。若竖井为矩形框格体，内模应做成标准斜度，外模应做成垂直，是因为提升架刚度有限的原故。四个外角应做成锥形圆角。模板的斜度不足，混凝土会拉裂，斜度过大，产生漏浆使混凝土表面粗糙。
3 偏差调整
内衬式竖井可在井口承重架上作好中点，井底用混凝土作好中点，用1.5mm钢丝连接两点并张紧，在钢丝外套一环形极板并固定在上围圈上，极板内径略小于规定的最大偏差，极数等于千斤顶的组数，将指示灯电源的负极焊接在钢丝上，每个指示灯一端接正级，另一端各接在一块极板上。指示灯安在控制台面上，极板中点与一组千斤顶中间一个在同一法线的，编上相同的号，每块极板上的指示灯在台面上编号亦与该极板相同。在调偏时，哪个指示灯亮，就将与它同号的千斤顶对面的那组千斤顶的油路关掉提升，直到所有的指示灯都不亮为止，这说明钢丝已不碰极板环的内孔边，即偏差小于规定值。外露式竖井必须用垂直观测仪和经纬仪观测指挥调偏。
4 千斤顶和油路布置
千斤顶的布置原则是一要满足起动力大于重力和摩阻力，二是要调偏方便经力学计算所需数量，再取“4”或“6”的整数倍，即为：4，6，8，12，16，18，20，24，30等，数量多于20时应取“6”的倍数。分为4或6组，每组共一根主油管安一个开关靠近控制台，方便调偏操作。
5 施工管理
滑模的施工管理主要是技术交底和现场管理。技术交底工作首先是根据竖井滑模结构设计的特点，施工条件等具体情况编制操作规程。操作规程一部分是针对性地引用一些规范，标准中的要求称为通用条文，另一部分是根据实际情况确定关键性的指标作为专用条文。关键性指标一般有：混凝土的级配、坍落度、外加剂型号掺量、混凝土浇筑层厚、间歇时间、滑升速度、日进度、松模时间、允许偏差、出模强度等。这些指标应与结构特点和施工条件相适应。如我们在岩滩水电站升船机塔柱滑模施工中，由于浇筑面积大，结构复杂，只有一台缆机进料，日进度只能定为2m高，小于设计《技术要求》提出的日进度在4.8m～7.2m，不得小于3.6m的规定。我们采取掺粉煤灰、掺缓凝剂、加冰水延长初凝时间及薄层浇筑适时松模等措施保证了施工质量。我局在龙滩水电站公路桥桥墩滑模施工中，日进度达10m，大于规范中的(6～7)m/d，采取了低坍落度混凝土入仓和提前拌制待时入仓等措施，保证了滑升时混凝土不崩塌表面光滑。而在圆筒式泵房和小型水电站圆筒式厂房滑模施工时，日进度达到4.8m，气温也不很高的施工条件下(如大化东风水电站)则不必采取上述措施。可见，事先编制好操作规程并与配套的技术措施进行技术交底是非常重要的。滑模施工现场管理就是对各工序的组织协调管理和控制。工序控制就是严格要求按操作规程作业，这些就不赘述了。 把安全工程师站点加入收藏夹
6 方案经济效益评价
上述竖井滑模结构设计要领中的参数，偏差调整和油路布置方法都是从我局施工的圆筒形泵房、圆筒形厂房、圆筒形砂石料储料仓、岩滩水电站升船机塔柱大型框格结构、贵港仙衣滩水电站门槽二期混凝土等项目滑模施工中总结出来的。前四种与外露式竖井相同，后一种就是不闭合的内衬混凝土的竖井，因此，它们的提升方式是对应相同的，前者为顶升式，后者为拉升式。
顶升式滑模又可采用Φ25和Φ48排架钢管作为支承杆两种，当建筑物的主筋能用Φ25替代且分布钢筋不小于Φ12时，支承杆采用Φ25为优。如我们施工的岩滩水电站升船机塔柱框格结构，高72.5m，属于外露式竖井，采用Φ25做支承杆与主筋等强代换。在滑模结构设计和偏差调整都有许多新创举，工程质量、进度都较理想，经济效益显著。该项目被评为广西一九九七年科学技术进步二等奖。当建筑物的主筋直径比Φ25小很多或为素混凝土时，采用Φ25作为支承杆埋入混凝土中就浪费很大，虽然有人提出回收支承杆的方法，但工艺、操作复杂，很少被采用，这种情况下，采用Φ48钢管作为支承杆可避免浪费，这种系统的顶升承载能力为Φ25系统的二倍，支撑杆数量很少(为Φ25系统的1/2)，直径小于5m的竖井，只需4～8根支承杆，除最外圈支承杆外，其他钢管均为联系杆及脚手架支柱，可用废旧材料，且所有的材料能全部回收。高度小于60m的竖井，采用钢管支承杆系统滑升施工素混凝土(包括主筋小于Φ18的钢筋混凝土)竖井经济效益比采用Φ25支承杆系统好。
围岩内衬混凝土竖井由于围岩能承重，可在井口设承重平台安千斤顶，将滑模往上拉，拉筋不需要侧向联系，而且可完全回收，滑模架又不影响钢筋安装，工效和经济效益很好。对高度很大的内衬混凝土竖井，上段可用钢丝绳或钢筋将千斤顶平台吊在半中，滑完一段(30m～50m)时停止，将平台升高，将滑下段的支承杆周转到上段重复使用，所以较为经济，围岩内衬混凝土竖井应优先考虑拉升式方案。如我们施工的贵港仙衣滩水电站门槽二期混凝土，就采用拉升式滑模，达到了省工，省材、施工简便可靠，质量好，经济效益好的目的。
