淺談薄壁空心墩施工技術及安全措施

王樂寧

（中交一公局西北工程有限公司 陜西西安 710000）

薄壁空心橋墩[1-3]相較于實體橋墩具有自重輕、強度高、截面模量大等優點，早期的薄壁空心墩存在施工工藝復雜，鋼材消耗量大等缺點，直至20世紀80年代材料、施工技術提高以后，薄壁空心墩逐漸得到推廣，目前廣泛應用于國內特大橋梁高墩或超高墩工程建設中。

近年來，隨著西部大開發進程的加快，交通基礎設施日趨完善，高速公路建設取得了迅猛發展，在復雜艱險山區修建高墩橋梁成為常態化，采用滑翻結合的薄壁空心墩在高速公路橋梁建設中得到了廣泛應用。卜石朋[4]通過案例分析認為滑翻結合的施工技術能減少施工危險系數并提高施工整體水平；蔡新寧[5]等結合杭瑞高速某特大橋薄壁空心墩施工，認為滑翻結合的施工工藝不受地形條件限制，并有效減少高墩施工的成本；盧占偉[6]結合G310某高速公路高墩施工情況，總結了施工關鍵技術和施工進度快的特點。

本文以青海省G213策克至磨憨公路樂都至化隆段高速公路橋梁工程為依托，斜溝幾座特大橋薄壁墩采用滑翻結合模板系統的施工工藝和安全措施進行深入總結和探討，以期為類似工程建設提供技術參考。

1 工程概況

橋梁采用樁基礎（摩擦樁）；下部構造：橋臺采用柱式、肋板式，橋墩采用柱式墩、空心薄壁式墩；上部構造：預制T梁、預制箱梁、連續剛構現澆箱梁。斜溝特大橋薄壁空心墩的設計參數如表1所示。

表1 斜溝特大橋薄壁空心墩設計參數

2 變截面薄壁空心墩施工方案

2.1 變截面薄壁空心墩施工工藝流程

2.1.1 墩底實心段施工

墩底實心段施工模板利用滑翻結合外模，混凝土澆筑前預埋提升系統支撐桿，混凝土澆筑完成待強度達到施工要求后，進行提升系統、第1、2層操作平臺安裝，驗收合格后進行系統提升施工下一段。

施工工藝流程：施工準備→接觸面鑿毛→鋼筋綁扎（預埋件安裝）→模板安裝→混凝土澆筑→脫滑翻模→灑水保濕養生。

2.1.2 墩身標準段施工

在墩身砼中埋置支承桿，待混凝土具備規定強度后，利用千斤頂與提升架將操作平臺系統及其上面的全部施工荷載轉至支承桿上，通過液壓爬升系統將整個裝置沿支承桿爬升至下一段墩身高度。然后進行鋼筋綁扎。脫模，使模板脫離墩身砼表面，再將模板系統提升至墩身澆筑高度位置，臨時懸吊于提升架上，進行模板情理，涂刷脫模劑，合模，模板加固，模板校核。進行墩身砼澆筑。進行下一段墩身混凝土施工，不斷循環直至墩頂。

施工工藝流程：提升架體→鋼筋綁扎→提升模板→合模、模板校核→混凝土澆筑→進入下一循環。

2.1.3 橫隔板施工

橫隔板與墩身砼同步澆筑。在墩身鋼筋綁扎完成后，先提升內模板至橫隔板澆筑頂面高程位置，臨時懸吊于提升架上，同時提升墩內施工操作平臺，為橫隔板施工提供工作面。然后進行橫隔板施工支撐平臺搭設，鋼筋幫扎。提升外模板至正常墩身澆筑位置，合模，模板加固，模板校核，混凝土澆筑。

施工工藝流程：提升架體→墩身鋼筋綁扎→提升內模板→橫隔板施工平臺搭設→橫隔板鋼筋綁扎→提升外模板→合模、模板校核→混凝土澆筑。

2.1.4 墩頂實心段施工

在進行實心段前一節段施工時先進行實心段下部1.5 m范圍倒角施工，墩壁內側預留槽口，墩頂實心段施工前拆除內模，進行實心段承重平臺搭設（材料為一次性投入）。

施工工藝流程：提升架體→拆除內模→承重平臺搭設→鋼筋綁扎→提升外模板→模板加固、模板校核→混凝土澆筑。

在保證施工過程安全可靠的前提下，滑翻結合施工方法適用于等截面或變截面的實體或薄壁空心墩等，應用范圍較廣，且在施工進度、質量、經濟性以及安全性方面均有一定保證。

2.2 滑翻結合模板系統

2.2.1 系統組成

滑翻施工裝置由模板系統、操作平臺系統、液壓提升系統組成。（1）模板系統：由內、外模板，模板吊桿，固定絲桿組成。

（2）操作平臺系統：由三層操作平臺組成，主要功能包括：鋼筋、混凝土施工，模板安裝、拆裝操作，砼缺陷修復，噴淋養生。操作平臺主要由圍圈、平臺圍欄構成。

（3）提升系統：由支承桿、提升架、千斤頂、液壓油泵組成。

2.2.2 系統布置形式

（1）提升系統提升形式采用井形提升架直立提升，井形提升架采用槽鋼焊接，布置在墩璧兩側鋼筋之間。

墩璧每側設置單排千斤頂，共設置12個10噸QYD-100型楔塊式液壓千斤頂。千斤頂通過鋼板、連接螺栓與提升架固定，可實現平面位置調整。

支撐桿采用D48×5 mm無縫鋼管，在收坡面墩璧內側布置，在豎直面墩璧中間布置，支撐桿距墩壁邊緣不小于20 cm。

（2）模板系統

薄壁空心墩縱橋向為內外雙變截面形式，斜率80：1，面板尺寸不變。橫橋向無斜率，隨高度提升按照80：1坡率，面板尺寸逐漸減小。考慮到隨墩身高度升高模板尺寸逐漸變化，以及模板最多需要進行四次周轉，模板采用“小面包大面”的形式，即“豎直面包傾斜面”并設置可拆裝調節塊，保證對模板結構尺寸實現調節，循環使用。（隨高度升高傾斜面與操作平臺間隙逐漸增大，安全風險較大，必須設置調節塊，以減少模板與操作平臺的間隙）。內、外模板通過吊桿與提升架連接。隨模板采用大塊鋼模板，模板高度2.35 m，每次澆筑2.25 m，搭接10 cm。

外模板采用包面設置（“小面包大面”），包面“小面”模板端部設置調節塊，可通過模板側面連接螺栓進行安裝、拆除。調節塊寬度30 cm，墩身每升高24 m對稱拆除兩側各1塊調節塊。外模端部設置調節絲桿，絲桿可在水平面進行旋轉，起連接、加固作用，如圖1所示。

圖1 外模板調節示意圖

內模在“小面”端設置調縫板與調節塊，隨墩柱高度升高，可實現模板尺寸變化，并循環利用。調節塊寬度30 cm，調縫板在墩壁內側可伸縮范圍為60 cm，當調整達到限程后即墩柱升高24 m，對稱拆除2塊調節塊。等截面端平模與倒角模板連接成整體，便于提升。變截面端模板背肋采用普通鋼管與外模采用對拉螺桿連接，如圖2所示。

圖2 內模板調節示意圖

2.2.3 操作平臺系統

平臺結構選用桁架剛性平臺，桁架圍圈四周采用分離式設置，以實現隨著墩高升高，桁架系統能夠在傾斜面進行收縮，保證平臺系統距模板系統施工距離，確保施工安全。

施工操作平臺通過F形提升腿與提升架連接，節點部位通過連接板與高強螺栓連接錨固，采用這種布置形式能夠實現桁架隨墩柱高度升高進行收縮。

操作平臺整體按照3層進行布置，上操作平臺：混凝土澆筑、鋼筋幫扎、模板加固；中操作平臺：鋼筋綁扎、模板加固；下操作平臺：砼表面修復、模板加固、噴淋養生。

2.2.4 人員上下通道

三層操作平臺系統及內模操作平臺設置人員上下通道，上下通道采用爬梯連接，爬梯承重桿采用4×6 cm方管，踏步采用2 mm厚防滑鍍鋅板。

爬梯兩側設置扶手，扶手采用D48×5 mm鋼管，扶手高度不小于1.2 m，扶手立柱間距為1.5 m。

2.2.5 內模操作平臺

為保證內模板清理、加固及橫隔板施工人員作業安全，在空心墩內腔設置內操作平臺，操作平臺采用∠50×50角鋼加工而成，平臺面采用5 cm模板鋪設。內操作平臺通過Φ25 mm精軋螺紋鋼與提升架連接，可實現內操作平臺隨架體整體進行提升。內操作平臺四周設置防護欄，防護欄采用D48×5 mm鋼管，設置高度為1.2 m。

3 安全保障措施

3.1 混凝土澆筑安全控制措施

（1）施工人員必須戴安全帽，穿絕緣膠鞋，高空作業系安全帶。振搗器操作需戴絕緣手套。

（2）混凝土罐車倒車時，必須有專人負責指揮，夜間施工配備足夠的照明。

（3）提升混凝土料斗時，料斗下方嚴禁站人。

（4）滑翻結合模板作業平臺上采用溜槽進行混凝土澆筑時，溜槽要搭設牢固。

3.2 滑翻結合操作平臺安全控制措施

（1）滑翻結合操作平臺的制作，必須按設計圖紙加工；如有變動，必須經公司同意。制作滑翻結合操作平臺的材料應有合格證，其品種規格等應符合設計要求。材料的代用，必須經主管設計人員同意。

（2）滑翻結合操作平臺各部件的焊接質量必須經檢驗合格，符合設計要求。操作平臺及吊腳手架上的鋪板必須嚴密平整、防滑、固定可靠，并不得隨意挪動。操作平臺上的孔洞應設蓋板封密。

（3）操作平臺（包括內外吊腳手）邊緣應設鋼制防護欄桿，其高度不小于120 cm，橫擋間距不大于35 cm，底部設高度大于18 cm的擋板。在防護欄桿外應滿掛鐵絲網或安全網封閉，并應與防護欄桿綁扎牢固。內外吊腳手架操作面一側的欄桿與操作面的距離不大于10 cm。

4 結語

本文總結了變截面薄壁空心墩的施工工藝，歸納了滑翻結合模板系統的主要組成，橋梁薄壁空心墩施工關鍵技術，以及高空作業相關安全技術管理，在嚴控質量和安全的前提下提高施工作業效率，盡量節約工期和成本，最大限度提高社會效益，促進橋梁工程建設持續發展。當然，現場管理中還有許多完善的技術空間，管理人管和工人尚存在僥幸心理，需要將安全和質量作為首要目標，做實做強。