淺談滑模在均質土壩上游護坡混凝土施工中的應用

王利剛

1 工程概況

韓城市小迷川水庫是一座具有村鎮居民生活供水和農業灌溉功能的Ⅳ等小(1)型水利樞紐工程。水庫壩址位于距韓城市21 km的板橋鎮王坪村涺水河一級支流小迷川。小迷川支流發源于黃龍山區任家溝，源頭高程為1623 m，流域面積53.6 km2，河流長度22.50 km，水庫壩址以上控制流域面積46.6 km2，河道長20.87 km，河川平均比降2.12%。

水庫攔河壩采用均質土壩，壩頂寬7 m，壩頂高程655 m，壩頂長度228 m，最大壩高55 m，壩頂路面為瀝青砼結構，上游壩坡1∶3.00，戧臺寬度8 m，下游壩坡坡比自上而下依次為：1∶2.25,1∶2.5,1∶3，下游平均坡比 1∶2.7，壩腳排水棱體頂寬2 m，頂部高內坡比 1∶1.5,外坡比 1∶2。

大壩上游護坡形式為:砂墊層、混合料墊層鋪筑，砂漿找平層及C20砼面板澆筑。砂墊層鋪筑厚度為20 cm，混合料墊層鋪筑厚度為30 cm，5 cm厚M10砂漿找平層，現澆砼面板20 cm。護坡分為尺寸為5 m×5 m的塊狀砼，面板內預埋DN50PVC排水管包裹土工布，坡度1∶3，面板砼塊伸縮縫內填塞聚乙烯低發泡沫板，每塊面板垂直于坡面設置4根Φ100 mmPVC排水管，間排距1×1 m，管內端用300 g／cm2土工布包裹并嵌入混合料墊層。砼設計工程量4200m3。

2 砼護坡施工

均質土壩上游砼護坡常規的施工方案為在預制場按設計尺寸大批量預制，然后運輸至現場再進行安裝，施工安全性不可靠，而且施工成本較高，因而在南溝門大壩上游砼護坡施工中大膽探索創新，采用面板堆石壩面板的施工工藝。

面板砼標號為C20·W4·F150由攪拌站集中拌制，8 m3罐車運至施工現場，并采用溜槽入倉。模板采用槽鋼側模定位安裝，坡面方向每3 m位置設置擋頭模板，滑模蓋板采用定制鋼板加配重。卷揚機坡面方向牽拉，Φ30插入式振搗棒振搗，配合人工收面進行澆筑。面板按設計分縫采用跳倉澆筑，砼面板配備4套模板同時施工。

砼澆筑完成后及時進行灑水養護。由于面板面積大，在澆筑后面板上布置水管網，派專人看管。并采用毛氈覆蓋保濕，確保砼澆筑質量。

3 滑模設計

滑模系統中主要包括側模、滑模蓋板及滑升系統三部分。

3.1 側模設計

砼面板施工過程中，側模采用單根長度為6 m的20#槽鋼（槽鋼高度與面板厚度相同），橫向間距2.98 m沿砼塊兩側方向依次布置至壩頂。槽鋼縱向之間采用螺栓連接。內側每間隔3 m位置左右對稱焊接兩根20 cm長Φ10鋼筋充當卡槽用以安裝分塊擋板，作為橫向伸縮縫。擋板采用3 mm厚鋼板，鋼板上側敷設2 cm厚聚乙烯泡沫板。槽鋼外側采用預制∠40 mm角鐵進行加固，并通過加塞木楔的方式對左右位置及垂度進行微調，確保側模位置安裝無誤，并牢固可靠。側模結構示意圖見圖1。

圖1 側模結構示意圖

模板系統中，側模可兼做滑模軌道使用。滑模蓋板為無輪式，蓋板直接作用在側模頂滑動。為減小滑動過程中的磨阻，保持模板兩側受力均衡，確保模板平穩上升，應定期在側軌頂涂刷潤滑劑。同時，對澆筑過程中側模頂附著的混凝土及雜物應及時清理，避免因軌道不平整造成的滑模抬動，影響面板平整度。

3.2 滑模蓋板設計

砼面板設計分一級、二級縱坡，最大坡比分別為1∶3和1∶2.75，設計C25常態混凝土自然狀態下需加蓋頂模成型。本工程施工中滑模蓋板采用定制鋼模板加配重的方式。模板采用5 mm鋼板，外部焊接14#加肋槽鋼，以增加模板的剛度，減少變形。鋼板尺寸為分塊尺寸加橫向富裕尺寸各20 cm，大小為3.4 m×1.2 m。模板理論重量為420 kg左右。

根據已有施工經驗，模板需增加配重用以減少上升過程中混凝土料的反作用力及由于振搗棒振搗造成的模板位置移動，從而達到預期的施工效果。因此，計劃在模板頂部左右位置各固定一塊混凝土預制塊，預制塊尺寸為0.5 m×0.5 m×0.5 m，增加重量約600 kg。累積重量1 t。另需在滑模前段兩側位置焊接2個拉環，預留鋼絲繩進行牽拉。滑模蓋板結構示意圖見圖2。

圖2 滑模蓋板結構示意圖

模板牽拉方向應與模板中心線方向一致，確保滑模蓋板沿軌道直線上升。方向發生偏移時，應及時進行人工矯正。避免由于模板掉落造成誤工誤時。

3.3 滑升系統

滑升系統主要以卷揚機牽拉為主，滑輪配合導向完成。

綜合現場實際情況，首先進行高程830 m馬道以下（二級邊坡）面板施工。卷揚機可固定于馬道位置，馬道兼做施工道路。一級邊坡可利用壩頂路面，完成卷揚機的操作和運料及其他施工任務。

施工過程中，采用JK型電控卷揚機，配用電機11～15 kW，起重量3 t。鋼絲繩直徑16 mm，所需長度以滿足邊坡長度及操作間距為宜，約120 m。因此，卷揚機完成前進方向約20倉砼，位置需重新安裝。

卷揚機安置在坡頂，并在土體內埋設地錨加以固定。地錨埋置應達到足夠深度，確保施工生產安全。另需在砼面板跳倉前進方向每間隔6 m，埋設地錨，用以安裝導向滑輪。滑輪選用5 t規格即可滿足需要。同時預先焊接馬凳鋼架一副，用以安裝沿坡面方向的導向滑輪。馬凳架可按照施工需要移動使用，滿足臨倉澆筑需要。單倉砼面板澆筑結束后，需跳倉澆筑，模板按施工需要須下放至坡底。具體操作為柳工50裝載機將滑模挑運至臨近已澆筑成型的砼面板上，并在滑模四周安裝滾輪。同時卷揚機拉緊繩索，慢速下放。下放時應預先檢查面板砼是否達到可操作的強度。滑升系統結構示意圖見圖3。

圖3 升系統結構示意圖

3.4 滑模系統的日常檢查及維護

滑模系統的日常維護及保養包括側模及蓋重模板部分和滑升系統的檢查及維護。

模板的準確安裝及變形檢查直接關系到面板混凝土的澆筑質量。由于側模為6m長單根槽鋼進行可靠連接而成，因此在澆筑及拆卸過程中，易發生彎曲變形，造成縱向伸縮縫不夠平直。擋頭模板的變形同樣會造成橫向伸縮縫的變形。蓋重滑模板吊裝不當，同樣會造成鋼板表面的局部變形。此類問題會直接影響面板的澆筑質量。因此模板安裝就位之后，需派專人對模板狀況進行逐一檢查。對微變形部位及時進行校正，變形嚴重并難以達到設計要求的應及時予以更換。模板表面及時涂刷脫模劑，側軌頂涂刷潤滑劑。

卷揚機的維護任務包括；（1）工作中檢查卷揚機運轉過程有無噪聲及震動；（2）卷揚機運轉時各部軸承溫升不得超過40℃最高溫度不得大于70°C；（3）檢查卷揚機電動機、減速箱及其它連接部的緊固；（4）檢查制動器是否靈活可靠彈性聯軸器是否正常；（5）檢查傳動防護是否良好；（6）檢查有無異物影響安全運行；（7）檢查鋼絲繩是否正常；（8）檢查電控箱各操作開關是否正常,陰雨天應特別注意檢查電器的防潮；（9）每周徹底清潔設備表面油污一次；（10）每日對卷揚機開式齒輪、卷筒軸兩端加油潤滑一次；（11）每周對卷揚機鋼絲繩潤滑一次。

鋼絲繩在使用過程中易發生磨損，因此對鋼絲繩的保養及檢查也是尤為重要。鋼絲繩的檢查一般為：日常檢查、定期檢查。日常檢查是在機械運行作業前，作業中，作業后的檢查。檢查位置主要是裝置的末端固定部分，滑輪通過部分。其項目是斷絲、磨損、腐蝕，涂油狀態和變化，檢查方法見定期檢查部分。定期檢查是技術人員和維修人員根據使用情況和環境條件進行的周期檢查，檢查方法均用目視觀察。斷絲：斷絲分為內層斷絲和外層斷絲，確認裂痕或傷痕已達到鋼絲直徑一半的鋼絲應視為斷絲。發生斷絲的鋼絲繩應立即進行更換。磨損與損傷：檢查磨損狀況是同心磨損，還偏心磨損，磨損是純性磨損損傷是由表面受壓引起塑性變形。腐蝕：檢查銹蝕、點蝕、鋟蝕程度，內部腐蝕外觀上難以檢查，當鋼絲松馳嚴重時應視為存在內部腐蝕。變形：檢查扭結、波浪度、扁平度，以確認變形程度。電弧及熱影響：若發現回火或燒損現象的鋼絲作斷絲處理。涂油狀態：檢查鋼絲繩涂油狀態是否適宜。繩端緊固零件：檢查壓塊缺陷，裂紋，變形繩端固定部分是否抽出或滑動。卷筒及滑輪，查看繩槽底部磨損狀況，滑輪轉動情況。

由于混凝土的和易性，面板無法迅速成型，因此拌合過程中需要嚴格控制混凝土的坍落度，并摻加高效減水劑。同時需要視實際情況，合理控制卷揚機的提升速度，避免施工完成部位因為自重因素造成的變形。對已造成的變形，需在砼初凝前緊急安排人工收面整平。

4 結語

韓城小迷川水庫工程大壩工程，2017年8月份開始砼面板施工，施工截止日期11月15日。通過滑模系統在工程中的合理應用，并配合使用跳倉法澆筑，大大提高了施工進度。在減少人員、材料及機械設備投入方面，更是取得了顯著的成效。確保項目增效益、促進度、保質量等企業目標的實現。同時，也為以后同類型工程施工積累了經驗。