滑模施工工艺在筒仓工程中的应用
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摘 要：黄骅港三期筒仓工程包含筒仓共计24座，均为钢筋混凝土结构。筒仓内径40 m，总高度约为42 m，筒仓土建工程由基础、仓底、筒壁和仓壁、仓顶、仓顶廊道等结构组成。承台基础顶面标高+5.800 m，筒壁及仓壁厚均为500 mm，内附28根扶壁柱，标高为+5.8～+15.3m，外附6根预应力张拉壁柱，标高为+14.3～+36.7 m。主体仓壁采用后张法无粘结预应力施工工艺，张拉范围自标高+14.3～+36.7 m，预应力钢筋采用7束7Φs15.2钢绞线组成，张拉设备采用YCW型千斤顶，锚具采用OVM15-n群锚体系。仓顶环梁高1.25 m，宽1.2 m，环梁上为连廊等钢结构。
关键词：滑模工艺 煤炭筒仓 应用
中图分类号：TU755 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（b）-0053-03
1 工程特点
（1）群仓施工，施工队伍众多，施工人员数量大，对施工工序安排整体性要求较高；（2）内径40 m的大型储煤筒仓，主体仓壁采用后张无粘结预应力工艺，国内施工先例较少，无多少施工经验可以借鉴；（3）筒仓顶部距地面高度约42 m，整个施工过程均为高处作业，部分进入超高空作业，高空及超高空作业的工程安全管理是管理的重中之重。
2 施工准备
模板滑升施工是一个协调性很强的工作，滑升前做到各项准备工作充分，如滑升平台系统在技术、安全、质量是否满足要求，人员组织是否完备，材料供应是否充足，水电是否正常等，在滑升施工前由分部技术负责人牵头组织滑升技术安全交底，横向联系各方面因素，确保滑升工序顺利进行。
2.1 上人回笼梯
施工人员在筒仓及滑模系统的上下由上人回转笼梯输送，在筒仓侧面设置上人回转笼梯，用于施工作业人员交接班以及部分小型材料的运输需要。楼梯采用钢管搭设，搭设宽度2.4 m，长度为6 m。走道坡度为1∶3，拐角处设置休息平台，平台宽度为1 m，楼梯两侧及平台设置栏杆及踢脚板，栏杆设置2道，分别在0.6 m和1.2 m处，踢脚板高度为180 mm。楼梯段采用钢管上焊接踏步骨架，上铺两根50×100 mm木方，木方上钉木板以及防滑条。上人楼梯的搭设自由高度不得大于3.0 m，搭设过程必须由专业人员进行操作，施工人员必须系好安全带，戴好安全帽，并随搭设随挂安全网。（详见“上人回笼梯平面布置图”）（见图1）。
楼梯四角采用4根立杆，底部立杆与预埋在基础上的钢管连接，底部横杆设置垫板。立杆必须垂直，立杆接头除在顶层可采用搭接外，其余各接头必须采用对接扣件。从2.0 m开始，每隔3 m设置一层连墙杆，每层4道，与仓壁预埋的铁件焊接（铁件采用10 mm厚钢板制作，并焊接4根φ12钢筋用于与砼的锚固），连墙杆与爬梯立杆采用扣件连接。预埋件与连墙杆的连接见图2。
2.2 垂直及水平运输方式、设备及能力的选配
根据本工程的特点，设置臂长50 m塔吊2座，24 h不停运输，保证钢筋及其它材料满足滑升需要，塔吊平面布置见图3。
2.3 混凝土供应及供应方式
混凝土由拌合站统一供应，施工过程保证现场有两辆混凝土罐车，另外考虑机械降效及不可预见因素，配备200T汽车吊满足滑模施工需要。混凝土的运输供应方式采用泵送，滑模时，砼由砼罐车运输至施工现场地泵处，由地泵将砼输送至操作平台上集料斗，用0.2 m3小车人工送至模板内。
2.4 水电系统的设计
（1）配电系统由照明系统和动力配电系统组成，总电源电缆为3×50+1×25 mm橡胶电缆100 m，设一配电柜，操作平台设置10只草地灯，内外吊架平台各设置20只白炽灯；所有灯具应做好防雨防爆措施，设置2台电焊机、8台振捣棒。配电系统需满足下列要求：
①动力及照明用电、通讯与信号的设置均应符合国家现行有关规定；②电源线选用规格应根据平台上的全部电器设备总功率计算确定，其长度应为滑升高度+水平距离+10 m；③平台上的总配电箱、分区配电箱设漏电保护器，配电箱中的插座规格、数量均应满足施工要求。
（2）滑模施工所用水源、电源均由原灌注桩及承台施工时使用的水源及电源进行供水供电。
2.5 施工精度控制系统
（1）水平度控制：用水准仪或水平管测量水平面；（2）垂直度控制：在筒壁内侧500mm轴线位置上设控制点，用激光铅直仪或5 kg大线坠控制筒壁的垂直度；（3）精度控制仪器、设备的选配如下：①千斤顶同步控制装置，可采用限位卡控制装置；在千斤顶上侧设限位卡，配以Ф10 mm的装水透明胶管控制千斤顶的行程，以控制操作平台的水平度；②垂直度观测设备可采用激光铅直仪和线锤等，其精度不应低于1/10000；③测量靶标及观测站的设置必须稳定可靠，便于测量操作，并应根据结构特征和关键控制部位确定其位置。
2.6 通信网络系统
塔吊指挥：对讲机。平台上：对讲机、吹哨、扩音器。平台上下等：手机、对讲机、扩音器。滑模期间塔吊及地面塔吊指挥人员的对讲机要及时充电，不得因没电停机，确保指挥正常。并留有1台备用，平台上扩音器由平台指挥使用，平台上其他人员不得随便喊叫。所有管理人员、班组长都要把手机打开，充足话费，不得无故关机停机。从而确保整个施工现场24 h联络正常。
3 滑模系统的组装
3.1 施工流程图
安装提升架安装内圈绑扎竖向钢筋和提升架横梁下水平钢筋安装模板安装操作平台及内吊脚手架安装中心拉杆安装液压提升系统检查、试验插入支撑杆安装外吊架及安全网。
3.2 滑升平台组装
滑升平台组装前，首先应在滑升起始面上找准中心，在中心架设经纬仪，用经纬仪根据计算划分的角度，找准提升架的正确位置并用墨线弹出（或根据计算的弦长，用钢尺量出个提架的位置）。在组装前将仓壁环筋绑扎至高度1.3 m的高度。
根据测定好的提升架位置，在库壁两侧搭设简易脚手架，将提升架逐步吊装就位，并作临时固定（可利用简易脚手架）。注意提升架相互之间应等高。
3.3 安装围圈
按预锥度理论给定围圈坡度，外侧坡度控制值为0～2 mm，内侧坡度控制值为2～4 mm。两提升架之间的围圈不得出现两个以上的拼接接头。
3.4 安装中心钢板及拉杆
中心钢板是由16 mm厚圆形钢板周边打孔组成。拉杆是由连接环、直接杆、花篮螺栓组成。调整收紧拉杆时先将所有拉杆全部预紧，然后用水平尺放置在提升架下横梁上，收紧拉杆，直至提升架横梁水平为止。
3.5 安装动力及液压系统
安装千斤顶及控制台，千斤顶按按提升架的位置布置，连接好油路。再连接油路时要注意千斤顶的分区。安装动力及照明电路，液压系统加油、试压，排空。内外仓油路分开。
3.6 插入支撑杆
支撑杆材质选用φ48的钢管。为方便试滑，首根支撑杆插入千斤顶后不能插到底，应距离支撑面50 cm左右。由于支撑杆滑过千斤顶下卡头后需焊接，工作量大，所以，支撑杆第一段可为四种规格，使接头错开，这样不仅降低了连接支撑杆工作的密集度，又不影响滑模速度。支撑杆上如有油污应及时清理干净。采用平头对接的支撑杆，平台对接时爬杆内安装内衬管，确保接口位置强度满足使用需要，当千斤顶通过接头部位时，应及时对接头进行焊接加固，当发生支撑杆局部失稳、被千斤顶带起或弯曲的情况时，应立即进行加固处理，当支撑杆穿过较高洞口或滑模滑空时，应对支撑杆用直径大于20 mm的钢筋焊接进行加固。
3.7 安装内外模板
模板是通过铁丝来进行安装的，安装时每间隔一个模板安装上、下各一道铁丝，在进行模板安装时一定将模板的坡度控制规范要求的范围内。模板安装的好坏直接关系到以后出模混凝土的质量，这一点务必达到安装要求，以防出现倒锥而影响滑升。组装好模板后，应重新校验模板的坡度是否符合如前所述的坡度，否则，需重新检查模板，直至达到要求。在有洞口的模板位置同时应将洞口的木板封好，小于1 m的洞口应及时将木盒放入，注意所有木封板及木盒厚度均应小于墙体厚度，每边小2～3 mm。当洞口尺寸较大时，要提前做好模板，模板应加固好，同时对洞口处要根据设计要求设置加强钢筋。
3.8 滑模设备检修
（1）液压控制台：试运行使其正常。（2）千斤顶空载爬行试验使其行程达到一致。（3）油管、针形阀进行耐油试验。
3.9 平台上物料的堆放的注意事项
平台上物料的堆放应满足以下要求：（1）平台上物料的堆放不应太多，且应均匀堆放。（2）提升平台上人员不能集中在某一个地方，应分散。（3）空滑期间平台上不能堆放物料，施工人员尽量减少。
4 滑模施工
4.1 施工准备
模板滑升施工是一个协调性很强的工作，滑升前做到各项准备工作充分，如滑升平台系统在技术、安全、质量是否满足要求，人员组织是否完备，材料供应是否充足，水电是否正常等，在滑升施工前由分部技术负责人牵头组织滑升技术安全交底，横向联系各方面因素，确保滑升工序顺利进行。
4.2 初升
滑模系统拼装支立、检查完成后，进行初次混凝土浇筑，初次砼分3层进行交圈正、反向浇筑，浇筑高度约800 mm（规范要求模板高度的1/2～2/3高度），5～6 h开始试提升，试滑升时，应将全部千斤顶同时升起5～10 cm（约2～4个行程）观察砼出模强度，第一层浇筑的砼强度达到0.2～0.4 MPa或混凝土贯入阻力值达到0.3～1.05 KN/cm2时符合规范要求，即可将模板滑升到200 mm，对所有提升设备和模板系统进行全面检查。修整后，可转入正常滑升，正常砼脱模强度宜控制在0.2～0.4 MPa。
4.3 正常滑升
当初滑以后，即可按计划的正常班次和流水分段、分层浇筑，分层滑升。正常滑升时，两次滑升之间的时间间隔，以砼强度达到0.2～0.4 MPa的时间来确定，一般控制在1.5～2 h左右，每个浇筑层的控制浇筑高度为300 mm。每次绑扎一层（浇筑层）钢筋、浇筑一层砼，砼正、反循环向浇筑，气温较高时中途提升1～2个行程。滑升过程中，应使所有的千斤顶充分进油、排油，当出现油压增至正常滑升工作压力值的1.2倍尚不能使全部千斤顶升起时，应及时停止提升操作，立即检查原因，及时进行调整。操作平台应保持水平，千斤顶的相对高差控制在40 mm以内（规范要求），相邻两个千斤顶的升差不大于20 mm（规范要求），如果超过允许值，则由平台指挥安排专业人员及时检查各系统的工作情况，并及时找出原因，采取有效措施进行排除。本次施工滑升速度控制在2 h左右滑升一次，在滑升过程中，应严格掌握砼的出模强度，其出模强度要求为0.2～0.4 MPa，具体施工中根据以往经验，每次出模以手指试验其强度，保证在滑升中不出现混凝土坍落的现象。
4.4 末升
当模板滑升到距顶1 m左右（+45.0 m）时，即放慢滑升速度，并进行准确的抄平和找正工作。整个模板的抄平、找正应在滑升到距顶标高最后一个浇筑高度（一个砼浇筑高度为300 mm）以前做好，以便顶部浇筑的砼能够保持在同一平面内，保证顶部标高及位置的正确。砼全部浇筑结束后，应及时卸去平台上所能卸去的荷载，并按正常滑升时间继续提升模板。
5 滑模系统的拆除
滑模平台滑升至标高后，就可以拆除不用的油路、清理平台垃圾以及堆放的滑模材料，利用滑升桁架进行环梁施工，施工完毕后即可进行拆除，拆除的顺序详见下工艺流程图（见图4）。
拆除必须遵循下列原则：在模板散拆的过程中，必须保证模板系统的总体稳定和局部稳定，防止模板系统整体或局部倾倒塌落。拆除过程中必须有专职人员统一指挥。（1）切断全部电源，撤掉一切机具。（2）拆除液压设备，但千斤顶及支撑杆必须保留。（3）将外脚手架及外挑架拆除。（4）拆除柔性平台。（5）拆除外模板及圈。（6）拆除提升架，先拆立柱后拆横梁。（7）将千斤顶从支撑杆上端抽出。（8）拆除一段围圈，端部封死。（9）截断支撑杆，端部封死。
6 滑模施工质量标准
6.1 平台组装质量要求（见表1）
6.2 施工允许偏差及水平、垂直度控制与纠偏方法（见表2）
6.3 垂直度、扭转度的测量、预防和纠正及特殊情况处理
（1）垂直度、扭转度的测量。
滑模组装时，按90°间隔在筒仓内平台挂设四只5 kg线坠，在承台面相应位置做出线坠中心标志，滑升时，每滑升一皮检验一次线坠相对标志偏移值和垂度差值，用于控制筒仓的轴线及垂直度。由专人负责做好记录。
（2）垂直度、扭转度偏差的预防。
垂直度、扭转度应以预防为主，纠正为辅。本工程采取以下办法预防纠正。保持平台水平上升一般就能保证结构竖直。在支承杆上按每滑升一皮的高度划线、抄平，用限位器按支承杆上的水平线控制整个平台水平上升。本工程应勤抄平、勤调平，如局部经常与其它部位不同步，应尽早查明原因，排除故障。建筑物垂直度关键在于竖向校核点的正确性、结构砼的垂直度及轴线位置的测量精度。具体采取以下控制措施：在基础上四角用红漆标出标准纵横向轴线位置，用经纬仪引测到上部，筒仓部分必须设置、控制好筒仓中心位置、轴线位置。砼浇筑遵循分层、交圈、变换方向的原则，分层交圈即按每滑升一皮的高度进行分层闭合浇筑，防止出模砼强度差异大，摩阻力差异大，导致平台不能水平上升。变换方向即各分层砼应按顺时针、逆时针变换循环浇筑，以免模板长期受同一方向的力发生扭转。平台上堆载应均匀、分散。
（3）垂直度、扭转度偏差的纠正。
纠偏纠扭遵循勤纠正，小幅度纠正的原则。纠偏采用倾斜平台法，当发现垂直度偏差超过滑升平台高度的1‰时，将平台反向倾斜5～10 cm，通过倾斜提升达到纠偏的目的。滑模施工每滑升一次作一次偏移、扭转校正，发现控制偏移、扭转的线锤偏差大于规范要求即进行纠偏、纠纽。平台纠偏：平台及模板水平度的控制是控制中心偏差的关键，在模板开始滑升前用水准仪对整个平台及千斤顶的高程进行测量校平，并在支承杆上用水准仪抄平每隔一个浇筑抄平一次。平台纠编采用平台倾斜法纠编达到纠编目的，适当提高偏移一侧千斤使平台倾斜（不大于1%）后滑升，纠正偏差后正常滑升。平台纠纽：平台扭转采用牵拉法，沿周边均布8个点（提升架位置）用手拉葫芦与扭转方向反向牵拉，平台提升时达到反向纠扭。
6.4 滑模过程殊情况处理
为确保工程质量，应优先采用连续施工，如因气候或其它特殊原因，必须暂停施工时，应采取下列措施：停止砼浇筑后，仍应每隔1 h提升一个行程，如此连续进行5 h以上，到模板不会粘结为止。因停滑造成的水平施工缝，应清理干净，凿除松动石子和浮碴，并用水冲洗干净。再次浇筑时，应按配合比减半石子的砼浇筑一层（100 mm）后，再继续按原配合比浇筑。
7 结语
在当前我国现浇混凝土工程这一行业中，滑模施工是一种连续成型、机械化程度较高的施工工艺。本文简要分析了黄骅港项目备煤筒仓工程的施工实例，主要从工程概况，设备材料选用、系统组装、施工工艺等几方面详细论述，并通过与其他较常规施工工艺比较，总结出滑模施工的优势和特点，希望能够对行业内此种工程的施工有一定的借鉴意义。