滑模施工是水利水电工程中一项有效、低廉的混凝土施工,具有施工速度快、质量好、成本低等优点。在水利水电工程中采用滑模技术施工可以成倍地提高混凝土浇筑,对于工期紧张、紧急渡汛要求的工程具有重要的功用。
与铁路、桥梁等工程所用的滑模技术相比,水利水电工程滑模施工具有结构复杂、精度高、浇筑量大等特点。在水利水电工程施工过程中,滑模结构还包括有门槽、弧度变化大,施工要求高。
二、结构组成
滑模是一个钢制框架结构,一般从检修门槽和工作门槽分开,由墩头、中间段和墩尾三段通过高强度螺栓连接组成,总重达数十吨。每座水电站根据各自的闸墩尺寸设计滑模。滑模的主体结构是由工字钢、槽钢、角钢三种型钢焊接而成,辅助钢材有钢管、扁钢、钢丝,用来制作滑模顶部栏杆及其遮雨蓬、抹面吊篮和爬梯。
首先根据设计图纸,用槽钢和工字钢焊接成闸墩形状的结构(带门槽结构),尺寸略比闸墩的混凝土保护层大5cm左右。滑模主体结构高度一般在2m左右,再在滑模内侧安装约1m高的组合钢模板,通过螺栓和钢片扣与滑模主体结构相连,每快钢模板再有螺栓连接起来。由于一般闸墩在墩头顶部带有牛腿结构,所以在滑模上升到牛腿高程时,滑模墩头的弧形部分可以整体拆除,再安装上带有牛腿形状的组合钢模板继续浇筑。
在滑模上升到滑模底部距离地面2~3m高度时,在其底部挂上由角钢、钢丝焊接成高约2m的抹面吊篮,便于工人抹面平整。
滑模的动力装置一般采用离心式液压千斤顶。千斤顶安装在滑模顶部的钢结构梁上,位置在闸墩的钢筋范围之内,千斤顶中心有一根空心钢管用于插在混凝土中。各个工程采用的滑模尺寸不一样,所以千斤顶数目也不相同,但一般采用偶数个千斤顶。考虑到滑模与混凝土之间的摩擦力,千斤顶总的顶升力要大于5倍滑模自重。
离心式液压千斤顶中间穿过一根空心钢管,钢管带有内螺纹,两根钢管由一个两头带有外螺纹的等大空心钢管接头连接起来。滑模的爬升就是靠千斤顶夹紧空心钢管而提升上去的,每次提升约10cm,以便观察闸墩混凝土保护层是否脱落,如果达到工程要求就连续提升,使滑模上升20~30cm.
离心式液压千斤顶工作原理:启动电源,由电动机增压使所以千斤顶上活塞同时丈移一段距离,抓紧钢管;再通过向下活塞加压。
滑模上各控制点,如滑模的墩头、中间段、墩尾外侧都设有吊线,用于检查滑模是否倾斜,如发生倾斜要及时调整。
三、施工控制
1.安装与调试
在预先浇筑好的、且有闸墩预埋钢筋(钢筋高出地面高度在1.5m以内)的闸墩底版
上进行清基、混凝土表面凿毛,至符合施工要求。
用测量仪器定出各控制点,这些点用来安装滑模是对齐模板。在闸墩混凝土保护层外侧的地面上放置一些10~20cm高的木枋垫层,用于放置滑模。用门机或塔机把滑模的墩尾、中间段和墩头分别吊装放在木枋垫层上,使他们大致对接。
再用一种俗称“葫芦”的起重机把各段位置调整好,并用螺栓连接起来,使滑模模板对齐各控制点。在离心式液压千斤顶的中间安装好空心钢管,钢管一头接触到闸墩毛面上,使千斤顶夹紧钢管。千斤顶在每次使用之前要彻底检修、清洗干净。把预埋钢筋接长,一般采用对接埋弧焊和搭接电焊,搭接焊时,单面焊焊缝长度要大于10d,双面焊要大于5d.钢筋接长长度不宜太长,否则方便浇筑。
在检查好一切细部结构后,打开电源,启动电动机增压,把整体滑模提升10~20cm高。提升完后用测量仪器检测滑模是否有倾斜、偏移,如有不符要求,立即进行调整,使滑模模板对齐各控制点。对齐之后,在滑模底部的空隙出用组合钢模板或木模板进行安模封堵,并焊好衬筋,防止模板在浇筑时爆模。安模后,在滑模结构各控制点挂上可变长的吊线,用于随时进行变形观测。