中国水利水电第六工程局有限公司三分局 辽宁丹东 118000
摘要：将施工中常用的脚手架平台与滑模系统相结合，将设备与人员、各施工工序等分别布置于各水平作业面，有效解决滑模施工普遍存在的工作面局促性，增强滑模施工的有序性。施工结果表明，该系统满足施工需要，显著改善了现场文明施工情况，提高了施工效率。
关键词：闸门井；滑模；多层结构；多孔联滑；
1 工程概况
本工程闸门竖井由事故闸门竖井、拦污栅竖井和通气孔组成，总深度112.6m，井底高程EL1706.385m，井口高程EL1809.0m。拦污栅竖井标准截面净空尺寸5.55m×5.6m，事故闸门竖井标准尺寸3.8m×6.1m。
2 滑模装置设计思路
事故闸门竖井、拦污栅竖井及两个通气孔竖井采用一体化滑模装置，采用同一液压控制台统一控制滑升，形成四孔联滑系统。在滑模模体上方搭设一个操作平台，作为钢筋制安和分料平台，在分料平台下方设置设备存放平台。
3 滑模设计
3.1 滑模主体结构
滑模装置主要由模板及桁架系统、操作平台系统、液压提升系统组成，闸门井滑模平面及纵剖面结构分别见图1、图2。
图2 闸门井滑模结构纵剖图
3.2模板及桁架系统
滑模面板高度为1500mm，滑模面板采用5mm钢板焊接制作。利用［12槽钢作为模板横向支撑，∠50×5角钢作为竖向支撑。
3.3操作平台系统
主要由四部分组成：分料平台，设备平台，施工平台和修面平台。
3.3.1顶部分料平台
分料平台位于整个系统最上部，用于布设提升系统、存放制安钢筋、布置分料系统。
3.3.2施工设备平台
施工设备平台位于分料平台及主操作平台之间，同时兼做两平台间爬梯的转角缓步平台，主要用于布置配电箱和施工机具。
3.3.3主操作平台
滑模主操作平台主要用于模板的检修、液压系统操作、平仓振捣混凝土等工序的施工。
3.3.4修面平台
修面平台采用Ф20钢筋挂设于滑模桁架底部，作为检查混凝土的质量、表面压光修饰和养护的平台。
3.4液压提升系统
滑模的提升系统由34组提升单元以、液压控制站、配套油路组成。
3.5滑模系统关键结构设计计算
本工程滑模系统关键结构的设计计算核心是对千斤顶集群整体提升力和支撑杆的刚度的验算。
3.5.1竖向总荷载计算
（1）滑模结构荷载
模体钢结构总重：23554.1kg
各施工平台铺设脚手板总重：
424.1×800=1696.4kg
滑模整体结构荷载：
N1=23554.1+1696.4=25250.5kg=252.505KN
（2）施工荷载
工作人员40人×75kg/人=3000kg；施工机具设备及材料：11630kg
分项系数取1.4，施工荷载为：
N2=（3000+1630+10000）×1.4=20482kg=204.82KN
（3）滑升摩擦阻力
N3=fs=70.65㎡*200*1.4=19782kg=197.820KN
式中：f—单位面积滑升摩阻力，取200kg/㎡，分项系数取1.4。
S---模板与混凝土面的接触面积：70.65㎡
（4）操作平台上安设的垂直运输设备运转的附加荷载：
W=KQ
动荷载系数K=2.0，分项系数取1.4；
Q为垂直运输设备自重，取1000kg；
以此计算确定：
N4=1000×2×1.4=2000kg=28KN；
（5）卸料对操作平台的冲击力：
WK=γ[（hm+h）A1+B]
式中WK——卸料对平台冲击力；
γ——砼的重力密度（KN/m3），25KN/m3；
hm——料斗内砼面至料斗口的最大高度（m），取0.6m；
h——料斗口至平台卸料点的最大高度（m），取6m；
A1——卸料口的面积（㎡），取0.12㎡；
B——卸料点堆积的最大砼量（m3），取1m3；
以此计算确定：
N5=WK=25×[（0.6＋6）×0.12＋1]＝26.980KN；
（6）风荷载
无风荷载。
（7）滑模竖向总荷载
Nk=N1+N2+N3+N4+N5=710.125KN
3.5.2支撑杆允许承载能力与选用数量计算
支撑杆采用Φ48.3*3.6钢管，支撑杆满足稳定性要求的的最大允许承载能力为：
P=π2EIa/k（ul）2=3.142*2.1*106*12.56*1/2*1102=10746kg
式中：E---支撑杆的弹性模量 E=2.1*106kg/cm2
I----支撑杆的截面惯性矩 I=12.296cm4
k----安全系数 k=2.0
a----工作条件系数 a=1.0
ul----支撑杆脱空长度 ul =110cm
安全系数取2.0，支撑杆承载能力p=P/2=5373kg=53.73KN，液压提升系统所需最少千斤顶数量（支撑杆数量）：
（根）
3.5.3提升千斤顶允许承载能力与选用数量计算
采用10t千斤顶，对称布置，千斤顶允许承载能力为：
P0/2=10000/2=5000kg=50KN
式中：P0----千斤顶允许承载能力
液压提升系统所需最少千斤顶数量：
n=Nk/cP=710.125/（0.8*50）=17.8（台）
式中：N——支撑杆所承载的总荷载Nk=710.125KN
P----在千斤顶与支撑杆允许承载能力中取最小值，P=50KN
c----荷载不均匀系数，取0.8
滑模配置的提升单元数量大于计算所得支撑杆及千斤顶数量中的最大值，34组提升单元可以满足施工要求。
4滑模施工工艺
4.1滑模系统安装与调试
（1）滑模主体结构及收面施工吊篮框架等构件均在井上施工平台拼装，滑模装置拼装前，应做好各组装部件编号、弹出组装线[2]；
（2）滑模主体结构在井上平台拼装完成后，在EL1707.385m平台用全站仪测定各个水平及高程控制点，依据所测量的控制点焊制槽钢垫脚，用放置已组装好的滑模模体，使其高度平齐；
（3）采用门式起重机将滑模主体吊放至已设置好的垫脚上，对齐控制点；
（4）安装液压提升系统、施工人员提升装置及水、电、通讯、信号精度控制和观测装置，进行编号、检查和试验；
（5）液压系统试验合格后，穿心式液压千斤顶的中间插入支撑杆，支撑杆一头接触到下部混凝土面上，使千斤顶夹紧支撑杆；
（6）检查好细部结构后，启动液压系统增压，将整体滑模提升10~20cm 高，提升完成后依据测量结果进行调整。在滑模四周设置4个控制点，用于变形观测；
4.2滑模的滑升
4.2.1滑模的初始滑升阶段
在完成安装与调试后便可进行浇筑，滑模初滑应依据如下程序进行：
（1）分层（层厚20cm左右）浇筑高度约80cm的混凝土，振捣时注意次数以免返砂或爆模。混凝土强度达到0.2Mpa 左右后将滑模提升200mm~300mm，检查脱模混凝土质量。
（2）用仪器观测各个受力部位受荷后是否变形、错位；结构截面轴线有无位移。
（3）检查各千斤顶、油管接头有无漏油现象；在各项参数达到技术要求后方可继续浇筑，进入正常滑升阶段。
4.2.2滑模的正常滑升阶段
滑模的滑升阶段，应依据如下技术要求进行施工：
（1）正常滑升过程中，每次提升200mm左右，两次提升的时间间隔最大不应超过1.5小时[3]；
（2）提升过程中，应使所有的千斤顶充分的进油、排油；提升过程中，如出现油压增至正常滑升工作压力的1.2 倍以上还不能使全部千斤顶升起时，应停止提升操作，及时检查处理；
（3）正常滑升过程中，操作平台应保持水平。每滑升200～400mm，对各千斤顶进行一次调平。千斤顶的相对标高差不得大于40mm。相邻两个提升架上千斤顶升差不得大于20mm；
（4）滑升过程中，应检查和记录结构垂直度、水平度及结构截面尺寸等偏差数值，如有偏差，即行纠偏；
（5）滑升过程中，应随时检查操作平台结构、支撑杆的工作状态及混凝土的凝结状态，如发现异常，应及时分析原因，并采取有效的处理措施；
（6）滑升过程中不得出现油污污染钢筋或混凝土。
4.2.2滑模的完成滑升阶段
当模板滑升至顶部标高1m 左右时，滑模即进入完成滑升阶段。放慢滑升速度，进行准确的抄平和找正工作，以使最后一层混凝土能够均匀的浇筑，保证顶部标高及位置的正确。
5施工进度
兰州市水源地建设工程闸门井滑模施工段总高度93.9m，从安装到施工完成，用时28天，混凝土浇筑7979m3。日平均滑升4.7m，日最大滑升5.8m。
6结语
兰州市水源地建设工程闸门井滑模系统经过优化设计，解决了以往滑模施工中工作面拥挤，各工序之间作业交叉的问题。衬砌后的井壁光滑平整，垂直度误差小于3cm；自动化程度高，施工过程中未出现任何安全事故，同时取得了良好的经济效益，值得在同行业竖井混凝土施工中参考、推广。
参考文献（References）
[1] 冀雄，牛善忠，卫巧珍.小升距提升及无间歇大直径混凝土筒仓滑模施工，1009-6825（2016）01-0099-02
[2]黄志昆，孙伟，刘立晖.浅谈泄洪闸闸墩滑模制作与施工.《水与水技术（第二辑）选编》，2012
[3]中国水电基础局有限公司，水工建筑物滑动模板施工技术规范（SL32-2014）；中国水利水电出版社，2015
论文作者:罗义涛1,王卫治2,孙宇3
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第11期
论文发表时间:2018/9/5
标签：千斤顶论文; 荷载论文; 竖井论文; 平台论文; 混凝土论文; 系统论文; 卸料论文; 《建筑学研究前沿》2018年第11期论文;