邊坡混凝土配重式滑膜結構設計與施工

劉生

摘要：本文以安陽縣雙泉水庫溢洪道工程為例，介紹了配重式滑膜的結構設計、施工方法、經濟效益及應注意的問題。

關鍵詞：邊坡混凝土 配重式滑膜 經濟效益 設計與施工

雙泉水庫建于1958年，位于海河流域洹河支流粉紅河上，是一個集防洪、灌溉、養殖等功能于一體的綜合性水庫，對促進區域生態環境和諧發展意義重大。水庫樞紐工程主要由大壩、溢洪道、輸水洞、泄洪洞四部分組成。溢洪道位于大壩左端150m處，全長650m，兩岸邊坡混凝土面板結構的比例為1：1，面板的寬度為10m，厚度為30cm。溢洪道剖面結構詳見圖1。

■

邊坡現澆鋼筋混凝土的模板體系可以采取竹膠板和配重式滑膜。但竹膠板支護體系首先需要大量模板及方木，費用會大大提高，同時采用竹膠板支護每幅面板不能一次性支護到位，影響工程施工進度。基于經濟技術和合同工期的綜合考慮，施工人員在進行工程施工時，選用了配重式滑膜支護施工方案，有效地降低了施工成本，提高了經濟效益。

1 配重式滑膜系統的設計

1.1 荷載

表1 施工荷載標準值和設計值統計表

■

根據荷載擬定計算模式，滑膜面板按四邊固端單向板進行計算，橫梁采用雙桁架結構，本次設計滑膜采用無軌道滑膜，即滑膜模體在側模頂面上滑動，不再另設軌道，側模板為多跨連續梁結構。

1.2 面板 混凝土面板寬度為10m，面板設置尺寸為10500mm×1230mm，厚度采用5mm厚A3鋼板，垂直于坡面方向上下游側采用2根【14b】槽鋼對焊形成空心方鋼主梁，面板在主梁外側上游30mm形成300翻邊。面板中部采用【10】槽鋼和∟70×4角鋼形成次梁和加勁肋，面板與桁架之間采用12點支撐螺栓連接。面板結構詳見圖2。

■

1.3 桁架 滑膜主梁采用平行弦桁架結構，共2榀，通過連接桿形成矩形，尺寸為800mm×1200mm。桁架分4段，單段長度2500mm，每段連接部位采用鋼板螺栓連接。單榀桁架上下弦桿采用2根【12.6】槽鋼形成空心方鋼，腹桿使用φ70×4mm鋼管。桁架結構詳見圖3。

■

1.4 滑膜配重 滑膜的配重選用φ25的鋼筋，配重構建按施工過程中人員和設備重量進行調整。每平米3kN，配重構建放置在桁架內側。

1.5 側模 側模采用300×85×7.5mm槽鋼，需兩根焊接而成，長度大于15m，采用φ25鋼筋及配件在邊坡上固定槽鋼，使側模整體穩定。

1.6 牽引系統 滑膜牽引力：T=（Gsina+fGcosa+tS）K （kN）

式中T——滑膜牽引力，kN；G——滑膜自重加配重，（1.8+2.16）×10.5×1.23=51.14kN；a——面板與水平面的夾角450；f——滑膜與側模板頂面的滑動摩擦系數，鋼對鋼的摩擦系數一般為0.15；t——滑膜面板與新澆筑混凝土之間的黏結力，一般取1kPa；S——滑膜與新澆混凝土接觸的表面積，每幅面板寬10m，滑膜寬度（滑行方向）有效值1.2m，取12m2；K——牽引力安全系數取1.5-2，本工程取0.15。

T=（51.14×sin45°+0.15×51.14×cos45°+2×12）×1.8（kN）=98.36kN。

經過驗算，選用兩臺5T卷揚機，動滑輪換向。用兩個倒順開關分別控制兩臺卷揚機，一個總開關控制兩個倒順開關，可實現兩臺卷揚機的同步或異步運行，且能滿足力學安全要求。在溢洪道壩坡頂部預埋構件，固定卷揚機及滑輪。牽引方向盡量與坡面方向平行。

1.7 收面架 收面架位于桁架尾部，采用鋼木混合結構。下部水平橫桿采用φ48×3.5mm鋼管，長1500mm，間距1200mm，兩端焊接鋼板并焊孔。與桁架下部連接一端采用螺栓固定，懸挑一端采用φ14鋼筋連接后與桁架上部斜拉，形成三角形受力結構。底部水平鋼管間隔布置6根50×100mm方木。

2 配重式滑膜施工

2.1 施工準備 滑膜施工前先對各部件進行檢查，調試，對各部位尺寸進行復核，做到準確無誤。

2.2 滑膜組裝及試滑 滑膜組裝施工順序為：測量放線→側模安裝→桁架、模板組裝→牽引系統安裝→收面架安裝。測量員首先定出每塊面板的上下口方位、標高，以確定側模安裝準確，采用鋼筋、螺栓、卡扣固定。側模經檢查穩定后開始在溢洪道底部安裝面膜、桁架，整體連接好后，吊車將拼裝好的面膜、桁架吊入側模上左右等距，接上鋼絲繩及卷揚機形成滑膜。初步安裝完后，將滑膜從底部向上進行試滑，試滑過程中對各部件全面檢查，確保滑膜結構安全，待滑膜整體穩定后，澆筑砼，一定高度后，接上收面架。

2.3 施工過程

2.3.1 混凝土及人員設備、配重構建配置。溢洪道混凝土標號為C25抗凍F150，邊坡為（1：1）控制砼塌落度為3-5cm，利用吊車運至澆筑倉內，保證了混凝土的運輸質量，每班倉號配置10人（平整、振搗、抹面），再根據人員和設備配置配重構建（φ25）情況。

2.3.2 滑膜砼澆筑過程

①澆筑次序。根據溢洪道邊坡形式，采用隔倉澆筑法。即施工過程中分先澆塊與后澆塊，澆筑順序為1→2→3→4，見澆注分塊圖。先澆塊混凝土采用側模，滑膜固定在側模上；后澆塊滑膜則直接架設在澆注好的面板上，面采用螺栓固定。

■

②下料順序。每塊面板寬10m，砼對稱下料，先卸滑膜中部，然后向左，右兩側推進，連續下料，保證砼整體質量，并控制下料速度，嚴禁沖擊模板。

③砼振搗。施工人員選用φ50型插入式振搗器進行振搗，有效地保證了其施工效率和質量。在振搗時，要避免接觸滑膜面板，同時還要控制好振搗的速度以及振動棒各插點間的間距，一般情況下插點間距不得超過振動棒有效作用半徑的1.5倍。此外，在振搗時施工人員要注意棒體插入深度，不可超出棒長的2/3-3/4，以免損壞機件。endprint

④滑升。滑膜滑升的速度一般控制在1.1-1.2m/h，滑升過程中，開始慢慢滑升，觀察出模砼的凝固情況，砼表面濕潤，手指按壓砼有硬感，不粘手，表明滑升合適，則進行正式滑升，滑升后的砼不會產生變形。脫模后的砼下坍或手指按壓很深，砼粘手，則表明滑升時間不合適，應停止滑升，過一段時間再進行。

滑出的砼及時進行抹壓面和缺陷修補，保證砼表面光滑，防止出現裂縫。

3 滑膜施工的經濟效益

3.1 采用普通模板施工，整個溢洪道支護面積為20000m2，每套模板按三次周轉，大概需要7000m2模板，常規1.22×2.44=2.98m2的模板按市場價100元計算，所需費用大約23萬元（且不含方木費用）；而采用配重式滑膜施工，滑膜所需的鋼材按現在的市場價5000元/噸，加工兩套滑膜下來，所需費用大約4萬元。僅此模板一項節約費用近20萬元。

3.2 能夠連續澆筑混凝土，減少了常規模板施工時各層面之間的重復工作量，大大節約了勞動力的投入。

3.3 根據現場施工表明，采用木模支護每天每次只能支護1-1.5m；而采用滑膜，在1：1的邊坡上混凝土澆筑速度控制在1.1-1.2m/h，每天大約澆注10m，加快了工程施工進度。

4 滑膜施工應注意的問題

4.1 滑膜安裝好后，應同時安裝“安全卡”，以防止因鋼絲繩突然斷脫或其它原因下滑，確保施工安全。

4.2 為保證施工安全，提高施工質量，施工人員必須嚴格控制混凝土坍落度和模體的向上滑行速度，使坍落度保持在3cm，而模體向上滑行速度在1.1-1.2m/h，脫模強度在0.2-0.4MPa之間較為適宜。

4.3 澆注混凝土時，不得在倉內加水。一旦發現混凝土的和易性較差，應及時加強振搗，以保證工程質量。

4.4 必須保證混凝土入倉的均衡性，在確保對稱的前提下進行澆注。同時，在向上滑行時兩臺卷揚機必須協調一致，配合得當。

參考文獻：

[1]瞿樹林.錨噴混凝土邊坡防護施工質量控制[J].科技經濟市場，2006（10）.

[2]水利水電工程施工手冊（第3卷）[M].中國電力出版社，2005.

[3]袁偉力.高陡邊坡防護加固處理技術與應用[J].土工基礎， 2009（04）.endprint

④滑升。滑膜滑升的速度一般控制在1.1-1.2m/h，滑升過程中，開始慢慢滑升，觀察出模砼的凝固情況，砼表面濕潤，手指按壓砼有硬感，不粘手，表明滑升合適，則進行正式滑升，滑升后的砼不會產生變形。脫模后的砼下坍或手指按壓很深，砼粘手，則表明滑升時間不合適，應停止滑升，過一段時間再進行。

滑出的砼及時進行抹壓面和缺陷修補，保證砼表面光滑，防止出現裂縫。

3 滑膜施工的經濟效益

3.1 采用普通模板施工，整個溢洪道支護面積為20000m2，每套模板按三次周轉，大概需要7000m2模板，常規1.22×2.44=2.98m2的模板按市場價100元計算，所需費用大約23萬元（且不含方木費用）；而采用配重式滑膜施工，滑膜所需的鋼材按現在的市場價5000元/噸，加工兩套滑膜下來，所需費用大約4萬元。僅此模板一項節約費用近20萬元。

3.2 能夠連續澆筑混凝土，減少了常規模板施工時各層面之間的重復工作量，大大節約了勞動力的投入。

3.3 根據現場施工表明，采用木模支護每天每次只能支護1-1.5m；而采用滑膜，在1：1的邊坡上混凝土澆筑速度控制在1.1-1.2m/h，每天大約澆注10m，加快了工程施工進度。

4 滑膜施工應注意的問題

4.1 滑膜安裝好后，應同時安裝“安全卡”，以防止因鋼絲繩突然斷脫或其它原因下滑，確保施工安全。

4.2 為保證施工安全，提高施工質量，施工人員必須嚴格控制混凝土坍落度和模體的向上滑行速度，使坍落度保持在3cm，而模體向上滑行速度在1.1-1.2m/h，脫模強度在0.2-0.4MPa之間較為適宜。

4.3 澆注混凝土時，不得在倉內加水。一旦發現混凝土的和易性較差，應及時加強振搗，以保證工程質量。

4.4 必須保證混凝土入倉的均衡性，在確保對稱的前提下進行澆注。同時，在向上滑行時兩臺卷揚機必須協調一致，配合得當。

參考文獻：

[1]瞿樹林.錨噴混凝土邊坡防護施工質量控制[J].科技經濟市場，2006（10）.

[2]水利水電工程施工手冊（第3卷）[M].中國電力出版社，2005.

[3]袁偉力.高陡邊坡防護加固處理技術與應用[J].土工基礎， 2009（04）.endprint

④滑升。滑膜滑升的速度一般控制在1.1-1.2m/h，滑升過程中，開始慢慢滑升，觀察出模砼的凝固情況，砼表面濕潤，手指按壓砼有硬感，不粘手，表明滑升合適，則進行正式滑升，滑升后的砼不會產生變形。脫模后的砼下坍或手指按壓很深，砼粘手，則表明滑升時間不合適，應停止滑升，過一段時間再進行。

滑出的砼及時進行抹壓面和缺陷修補，保證砼表面光滑，防止出現裂縫。

3 滑膜施工的經濟效益

3.1 采用普通模板施工，整個溢洪道支護面積為20000m2，每套模板按三次周轉，大概需要7000m2模板，常規1.22×2.44=2.98m2的模板按市場價100元計算，所需費用大約23萬元（且不含方木費用）；而采用配重式滑膜施工，滑膜所需的鋼材按現在的市場價5000元/噸，加工兩套滑膜下來，所需費用大約4萬元。僅此模板一項節約費用近20萬元。

3.2 能夠連續澆筑混凝土，減少了常規模板施工時各層面之間的重復工作量，大大節約了勞動力的投入。

3.3 根據現場施工表明，采用木模支護每天每次只能支護1-1.5m；而采用滑膜，在1：1的邊坡上混凝土澆筑速度控制在1.1-1.2m/h，每天大約澆注10m，加快了工程施工進度。

4 滑膜施工應注意的問題

4.1 滑膜安裝好后，應同時安裝“安全卡”，以防止因鋼絲繩突然斷脫或其它原因下滑，確保施工安全。

4.2 為保證施工安全，提高施工質量，施工人員必須嚴格控制混凝土坍落度和模體的向上滑行速度，使坍落度保持在3cm，而模體向上滑行速度在1.1-1.2m/h，脫模強度在0.2-0.4MPa之間較為適宜。

4.3 澆注混凝土時，不得在倉內加水。一旦發現混凝土的和易性較差，應及時加強振搗，以保證工程質量。

4.4 必須保證混凝土入倉的均衡性，在確保對稱的前提下進行澆注。同時，在向上滑行時兩臺卷揚機必須協調一致，配合得當。

參考文獻：

[1]瞿樹林.錨噴混凝土邊坡防護施工質量控制[J].科技經濟市場，2006（10）.

[2]水利水電工程施工手冊（第3卷）[M].中國電力出版社，2005.

[3]袁偉力.高陡邊坡防護加固處理技術與應用[J].土工基礎， 2009（04）.endprint