钢筋砼筒体滑模的设计与施工技术探讨

钢筋砼筒体滑模的设计与施工技术探讨

陈先明

中技国际工程有限公司 湖北武汉 430071

摘要：以“钢筋混凝土水泥熟料生产线生料均化库”筒体工程实例为依托，对筒体滑模的设计与施工技术展开分析论述。研究结果表明，要对滑模装置合理设计，并在施工开始前完成组装，作业人员应掌握施工技术要点，以确保钢筋砼筒体滑模的质量达标。

关键词：筒体；滑模；设计；施工

新型干法水泥熟料生产线中钢筋混凝土生料均化库筒体施工，一般必须采用滑模工艺的施工专项方案，在筒体施工中，为加快速度，应采用液压滑模工艺，通过该工艺能够顺利完成模板的滑升。应用滑模工艺时，要结合工程特点，对滑模装置合理设计，并且还要掌握相关的滑模施工工艺及施工技术，为质量提供保障。借此就钢筋砼筒体滑模的设计与施工技术展开探讨。

1工程概况

以“云南省凤庆县习谦水泥有限责任公司4000t/d新型干法水泥熟料生产线技改项目工程”生料均化库滑模为例，筒仓内径18m，总高58m，库底板以下筒壁厚度450mm，库底板以上仓壁厚度300mm，仓壁采用无粘接预应力钢绞线砼，库底板高度15.117m，库底板厚度1.2m，砼强度等级为C40。建筑的抗震设防烈度为7°，耐火等级二级，按照50年的使用年限设计。因钢筋砼筒体比较高，为便于施工，决定采用液压滑模工艺。下面重点对滑模装置的设计与施工技术要点展开分析。

2钢筋砼筒体滑模的设计与施工技术

2.1滑模装置设计

本工程中使用的滑模装置主要由以下几个部分组成：模板系统、液压提升系统、控制系统、作业平台以及配套系统等。

2.1.1模板系统

（1）模板选用的是钢模板，用回字形插销连接，以铁丝捆绑固定。按照设计要求验算围圈式样，依据验算结果，选用〔8#槽钢，通过机械弯制的方法，对圆弧部分加以修正，确保弧度均匀，且符合设计要求。将围圈均分为10等份，对各个等份分别定型，接头位置处采用焊接的方式连接，内围圈与外围圈的上下接头要错开，幅度为1.0m，这样除了能够保证受力状态良好外，还能使拼拆要求得到满足，组装与拆卸更加方便、快捷，可以增加模板的周转次数^[1]。将围圈置于提升架支撑托上，经过找正处理后，以焊接的方式牢靠固定。

（2）围圈传递的水平力、垂直力，千斤顶的提升力，悬挑平台传递的荷载，全部都是由提升架承受，作为模板系统的主要传力构件，设计时，选用“П”形结构，上横梁选用的是12#槽钢，立柱选用的是14#槽钢，梁柱之间通过刚性焊接的方式相连接。提升架的外侧设置8#槽钢加固，共计两道。

2.1.2液压提升系统

（1）按照工程实际，为确保油路油压的合理分配，在充分考虑围圈刚度与提升架之间距离的基础上，对千斤顶的数量加以确定，共计38台。单台千斤顶最大起重量为60kN，稳定工作压力为8.0MPa，行程≥20mm^[2]。

（2）为保证滑模施工的顺利进行，千斤顶在提升过程中，要供油30s，单台千斤顶的容量为0.374L，工作时的最大流量为0.748L/min。

（3）油路系统选用的是高压油管，液压油的型号为30#。在对油路布置时，要便于千斤顶同步调控，各组油路的长度、元件数量应相同，以此来确保油量一致。

2.1.3控制系统

该系统主要的作用是控制施工精度，在筒壁内侧500mm轴线位置处布设控制点，使用5.0kg的线坠，对筒体垂直度加以控制。将限位卡设置在千斤顶的上部，配直径10mm的胶管，对千斤顶的行程加以控制，确保作业平台处于水平状态。

2.1.4作业平台

作业平台为内外悬梁环形平台，由以下几个部分组成：内外挑三脚架、中心环以及拉杆等，其中三脚架为8#槽钢，以75#角钢斜撑；拉杆为直径16mm的圆钢；中心环采用的是钢板。内外作业平台的外侧设置钢圈。作业平台的关键部分均以焊接的方法连接固定，次要部位以标准件进行连接。钢模板的高度、宽度、表面与侧面平整度的允许偏差分别为：±1.0mm、-0.7-0mm、±1.0mm^[3]。

2.1.5其它系统

（1）垂直运输系统。该系统由以下两个部分组成：塔吊、人行横道，其中塔吊是垂直运输设备，配备混凝土输送泵。

（2）水电系统。照明用电、通信信号要严格按照现行规范标准的规定要求设置，按作业平台上电气设备的总功率，经计算后，确定出电源线的规格，长度应当达到60m以上；配电箱要设置漏电保护装置，

2.2滑模施工技术要点

2.2.1设备组装

（1）在筒体滑模施工正式开始前，要先组装滑模设备，为提高组装效率，应对各部件编号，由专业的测量人员在作业平台上弹出组装线，随后按以下程序组装：先安装提升架，确保提升架的标高与作业平台水平度的要求相符；安装内、外围圈，要将围圈的位置调整好，满足设计截面尺寸及模板倾斜度的要求；安装模板，先装角模，就位后对其它模板安装固定；安装作业平台内外支撑与栏杆；安装液压提升和垂直运输系统及控制装置，然后检查、测试，确认合格后，将支撑杆插入，滑升模板2.0m后将内外吊脚手架安装到位，挂好安全网即可。

（2）模板安装就位后，下口要比上口略大，单面允许存在一定的倾斜度，但不得超过模板总体高度的0.3%。模板上口以下2/3高度的净间距应当与设计截面的宽度相等，为避免浆液出现渗漏的情况，模板连接的部位均应当双面密封^[4]。

（3）当液压系统安装完毕后，要先检查和试验，确认合格后，才能将支撑杆插入。对千斤顶进行排气处理，将气排净，测试油压时，持压时间控制在5min左右，无渗漏油为合格。对试验指标做相应调整，准确记录，插入支撑杆后，要使杆体轴线与千斤顶轴线相一致，允许偏差为2‰^[5。

2.2.2钢筋施工

（1）钢筋严格按照设计图纸下料加工，横向钢筋的长度控制在9.0m以内，为便于施工，并节省钢材，竖向钢筋的下料长度控制为6.0m，依据现行规范标准的规定要求，钢筋接头应错开布置。

（2）绑扎钢筋时，要确保位置准确无误，每层混凝土浇筑后，在混凝土的表面上，至少有一道绑扎好的横向钢筋；采用机械套筒的方式，连接竖向钢筋，上端用纤维支架做临时固定；筒壁设计为双层配筋时，立筋应当成对排列，用S形拉结筋对钢筋网片定位，也可采用焊接钢筋骨架的方法。

（3）在对无粘结预应力钢绞线施工前，要严格按照设计要求下料，以图纸为依据，计算出下料长度，避免浪费，钢绞线要保持表面清洁，存放及搬运时，应防止机械损伤，下料的过程中，钢绞线两端不允许站人，使用砂轮切割，不得用电气焊切割；用铁丝将水平钢绞线绑扎固定，弯曲的部分以U形卡固定，在固定前要检查钢绞线，看是否顺直，发现问题及时处理，以免影响穿束；钢绞线张拉前应计算伸长量，为保证钢绞线的张拉质量，对张拉过程采用双控措施，即以油表读数控制为主，用理论伸长量校核。当张拉过程中，实际伸长量超过允许范围时，应立即停止张拉作业，找出原因解决处理后方可恢复；在每个断面上，钢绞线的滑丝与断丝数量均不得超过规范要求，即≤1%，不得出现断股现象；因限位板对钢绞线张拉质量的影响较大，故此张拉前要对限位板、锚具进行检查，看是否配套。

（4）预留孔洞上下两侧的横向钢筋端头应绑扎整齐，保持平直，钢筋保护层的厚度与规定要求相符，下口横向钢筋采用焊接的方法与竖向钢筋牢固焊接；钢筋弯钩应背向模板面，顶部钢筋上的污染物要及时清除，如砂浆等，以免对滑模施工造成影响。

2.2.3支撑杆施装设

（1）施工中选用的支撑杆要与千斤顶相匹配，首批插入的长度种类应不少于4种，相邻接头的高差不得小于1.0m，同一高度上，支撑杆接头的数量不得超过总接头数量的25%。以平头的方式对接的支撑杆，千斤顶通过接头位置时，要采取焊接的方法对接头进行加固处理。

（2）支撑杆采用直径48mm、壁厚3.5mm的焊接钢管，以焊接的方法对支撑杆接长时，要在接长的位置处增设衬管，通过点焊的方法，与横向钢筋紧密连接到一起，焊点的间距控制在50cm^[6]。需要注意的是，点焊的过程中，不得损伤受力钢筋。

（3）支撑杆局部出现失稳的状况时，要及时对支撑杆进行加固处理，若是支撑杆作为受力钢筋，加固时，应满足受力钢筋的要求。支撑杆穿过较高的洞口时，要采取有效的加固措施。

2.2.4混凝土施工

（1）筒体滑模施工的混凝土，应按照实验室给出的配合比开展试配工作，要保证混凝土的性能符合强度、抗渗性以及耐久性等要求。混凝土的早期强度，应当与模板滑升速度的要求相符；配制混凝土选用普硅水泥，以泵送的方式入模时，混凝土的坍落度应达到100-160mm；当拌制混凝土的过程中掺外加剂、矿粉、粉煤灰时，应通过试验，对掺入量加以确定。

（2）混凝土要对称、均匀浇筑，每个浇筑层的混凝土表面应处于同一水平面上，每次的浇筑厚度控制在20cm以内；上层混凝土覆盖下层混凝土的时间间隔不超过混凝土的凝结时间，当超过规定要求的凝结时间后，应按照施工缝的要求对混凝土接茬部位加以处理；在环境温度较高的情况下，可先对筒体的内墙进行浇筑，然后再浇筑外墙；筒体上预留孔洞的混凝土要对称浇筑。

（3）混凝土浇筑后，要及时振捣，操作时，振捣器要避开支撑杆、钢筋及模板，避免发生碰触引起质量问题。需要注意的时，在提升滑模的过程中，不得开展振捣作业。振捣器插入下层混凝土的深度应负荷规定要求。

（4）为防止混凝土早期开裂，要做好养护工作，养护重点是确保混凝土表面湿润，可采用喷水覆盖保湿的方法对筒体混凝土养护，或是喷涂养护液，养护时间不得少于7d。需要注意的是，冬季时，当气候低于5℃，不得采用洒水的养护方式。

2.2.5模板滑升

（1）在滑模施工中，模板的滑升过程是重要工序，对滑升程序确定时，要将混凝土的出模强度作为首要考虑因素。除此之外，还要对如下因素加以考虑：作业时的环境温度、混凝土的强度等级、结构特点以及模板条件等。

（2）模板初滑时，可将混凝土分层交圈浇筑至60cm左右的高度，并在首层混凝的强度达到0.4MPa时，对1-2个千斤顶进行提升，随后全面检查滑模装置及混凝土的凝结状态，确认无任何问题后，便可对模板正常滑升。

（3）滑升模板的过程中，全部千斤顶的进油和排油均应当充分，当油压增至滑升工作压力的1.2倍，仍然无法使所有千斤顶顶升时，要暂停操作，查找原因，采取有效措施及时处理，消除故障后，重新恢复作业。模板每次滑升20-40cm后，要对千斤顶进行一次调平，对于特殊部位，应当采取有效的措施保证作业平台水平，千斤顶的标高差应当控制在4.0cm以内，相邻提升架内的千斤顶高差不得超过2.0cm^[7]。

（4）模板滑升时，要对作业平台、支撑杆的工作状态和混凝土的凝结情况进行全面检查，若是存在异常现象，要找出原因，采取相应的措施解决处理。粘附在模板上的砂浆要及时清理，以免影响模板滑升。由于某些原因导致模板无法连续滑升时，可以采取以下停滑措施：将混凝土浇筑至统一标高，每间隔一段时间，将模板提升1-2个千斤顶行程，确保模板与混凝土之间不会出现粘结的现象；恢复滑升作业前，要全面检查模板、液压系统。当模板滑空时，要预先对支撑杆在作业平台的自重、施工荷载等因素共同作用下的稳定性加以验算，看是否与规定要求相符，若是不符，则应对支撑杆采取有效的措施加固。

2.2.6控制与纠偏

（1）模板滑升的过程中，要对垂直度、水平度、截面尺寸等全面检查，并如实记录。每滑升一个浇筑层后，要进行一次自检。筒体垂直度可以采取如下控制方法：在筒壁内50cm轴线上布设4个控制点，用激光铅垂仪检测筒体垂直度。

（2）本工程中，水平控制采用的是限位卡，将限位卡设置在提升架上方的支撑杆上，配直径10mm的透明胶管，并在管内装入清水，以此来对千斤顶的行程加以控制。

（3）在纠偏时，可以采取以下方法：作业平台倾斜法、平台荷载调整法、支撑杆导向纠偏法。

2.2.7滑模装置拆除

（1）在滑模装置拆除前，要做好以下工作：对拆除人员进行安全技术交底，使他们了解并掌握拆除程序及操作过程中的注意事项。对参与拆除作业的人员数量加以统计，备齐安全带，并检查是否合格，确认无问题后，方可使用；地面要安排专人看管，防止无关人员进入警戒区域；不得高空抛物，拆除的零部件必须通过提升架或是塔吊转运至地面；滑模装置解体时，要采取相应的防护措施，以免机具失稳伤人，引起安全事故；做好气象信息收集工作，避开恶劣天气。

（2）为确保滑模系统的稳定性，应按照以下顺序拆除：先拆除油路，然后拆除内、外模板，在拆除内平台钢梁，最后拆除围圈和提升架。拆除时，要保护滑模机具，不得采用切割的方法强拆，并且要防止模板变形，所有拆下的部件要妥善堆放，保养维护后统一入库。

3结论

综上所述，钢筋混凝土筒体滑模施工是一项较为复杂且系统工作，由于其中涵盖的内容较多，若是某个环节出现问题，则可能影响筒体的质量。为避免这一问题的发生，要对滑模装置合理设计，并掌握施工技术要点，为工程质量提供保障。

参考文献

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