主副井井塔大模板爬模施工技术研究及应用
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摘要：本文以神华集团矿主井井塔为例，分析了大模板爬模施工技术在其中的
应用，力求不断促进混凝土施工技术质量的提升。
中图分类号：TU74文献标识码： A
引言
模板工程技术是指适应并满足混凝土结构工程对模板及其支架的设置设计和施工管理要求，不断提高其科学性、适应性、实用性、安全性和经济性的综合施工水平。对于常规的模板工程技术而言，就是指在施工现场组织工人进行模板的组装、支撑系统的架设、混凝土浇筑、监控和模板的拆除等工作。具体而言就是指模板工程师按照施工图纸的平、立面要求进行模板的设计计算，并对模板的强度、刚度进行设计校核，以及对模板的支撑系统进行强度、刚度、稳定性的分析，然后选出安全、合理、经济的模板方案及其支撑系统方案，最后由施工工人按照设计进行安装。
1、工程概况
神华集团塔然高勒矿主井井塔工程,结构类型为钢筋混凝土框架筒体结构,设有钢筋混凝土电梯井壁和钢筋混凝土楼梯,平面尺寸为25m×24m共十二层,在六层以下墙壁厚600mm,在六层以上墙壁厚400mm,局部墙壁厚度550mm,井塔顶标高为89.2m,基础垫层标高为-6m,基础采用筏板基础,厚度为3m,基础及主体均采用C40混凝土。
2、大模板爬模设计
2.1、大模板爬模施工简介
液压大模板组成结构主要由模板系统、提升承重系统、操作平台系统和液压动力系统等组成。
2.1.1．模板系统
模板系统由模板和围圈组成,模板又称作围板，它的主要作用是承受混凝土的侧压力、冲击力和滑动时的摩阻力，并使结构按设计要求的截面形状成型。工程中常采用外模板高度为1200mm、内模板高度为900mm。考虑到施工的便捷和安全，外模板的上端要比内模板高出约150mm。为了减小滑动时模板与混凝土之间的摩阻力，在安装模板时应按上口小2、下口大进行组装，同时要保持倾斜度在2‰～5‰。
围圈又称围檩，它的主要作用有：保持模板组装的平面形状；将提升架和模板组成一体，形成合理的传力途径。承受模板、围圈自重和模板传来的侧压力、冲击力、摩阻力；固定模板并带动模板滑升。因此，为保证模板的几何形状不变，围圈应具有足够的强度和刚度，围圈截面的选取应根据荷载大小和受力状态确定，工程中一般采用L70~L80，L8~L10制作。
大模板爬模施工优势在于：首先可以确保井塔混凝土浇筑结构成形好，其可以不断满足设计要求，实现不变形，大模板组装接缝比较少，混凝土浇筑时减少跑浆漏浆，那么就不会影响到混凝土结构强度。模板整体刚度比较少，也会使得浇筑混凝土振捣模板保持其原有的形状。爬模系统整体结构比较牢固，操作平台封闭性比较好，人员操作安全可靠、同时也可以有效避免高空坠落以及物体打击，保证高空作业的安全。
2.1.2、提升承重系统
提升架又称提升框架、千斤顶架，它是安装千斤顶并与模板、围圈连接成一体的构件，承受着作用于整个模板上的竖向荷载并最终将荷载传递给千斤顶和支承杆，同时也承担着模板、围圈由于混凝土的侧压力和冲击力产生的侧向变形。
2.1.3、操作平台系统
操作平台系统由操作平台走道板及吊脚手架组成
（1）操作平台分为内操作平台和外操作平台。内操作平台由钢桁架或梁、楞木和铺板组成。外操作平台由外挑三角架、铺板和楞木组成。操作平台不仅是施工人员的工作场地，还是施工机具堆放的场所，承担着各种各样的荷载。因此，操作平台必须满足强度和刚度的要求，以防出现倾斜等，影响工程质量。
2.2、液压系统安装
设置油路安装千斤顶后给千斤顶加压,检查油路千斤顶有无漏油现象,确保无漏油显现插入支撑杆。
2.3、安装提升装置
安装提升井架、电路、信号,设置垂直观测点,待滑升至3m时安装外部吊架及安全网。
3、模具制作与安装说明
模具设计说明：
3.1、本设计基于“滑一打一”的施工方式，即：滑模施工从±0.000开始，连同壁柱、内柱一起滑升至顶，滑至各层平台处采用滑空、停滑；支模施工平台。空滑及遇到较大的门窗洞口时，均应对爬杆进行可靠加固，使其具有足够的承载能力。
3.2、开字架：中柱为900×900，墙壁为500，开字架分为三种，柱、墙开字架按柱和墙的中心线对称安装。
图1开字架图
3.2、模板：采用定型钢模和自制异型钢模。采用300×1200mm组合钢模板，局部柱处采用100×1200mm、200×1200mm模板。安装时，内外模上下口齐，到楼层时外模下边根据楼板厚度挂合适高度的模板，模板组装前要刷油。自制钢模尺寸要准确，并考虑锥度要求。
3.3、支承杆：墙、柱子支承杆采用φ48×3.5螺栓（已改），柱的支承杆位置按照设计图纸设计的位置确定，一般离柱边不小于150mm,墙的支承杆按中心布置，避免多数钢筋穿过开字架，增加施工难度。7、模板锥度：模板要安装成上口略小于混凝土截面尺寸，下口略大于混凝土截面尺寸，以减小磨擦阻力，一般内模按0.6%，外模按0.4%设置。8、平台铺板，一般为100木方铺25厚木板，铺完比模板高25。
3.4、变断面处理措施
副井井塔变断面构造见图2,主井井塔变断面构造见图3。
图2副井井塔变断面构造
图2主井井塔变断面构造
变断面虽然其形式各有不同,然而在施工上较为相似。滑具地面组装之时,悬挑结构的模板应该一起组装,使用三柱开字架随带空滑。而在施工之时,在内壁特定部位下预埋件,出模之后,使用外吊架焊接钢挑架,每面4架。立刻在挑架上布置爬杆柱,进行加固之后,按需开通外壁千斤顶油路,加入提升序列。之后,内壁柱爬杆随滑升接长到顶,将其做成钢筋“假柱”。根据负荷情况而定,千斤顶部分开关。外壁底模使用爬杆柱进行支承,使用桁架支承梁底模。主井井塔牛腿可以一并滑出,副井井塔斜壁则或有所不同,其要求在外壁上预留的斜壁胡子筋出模后,站在外吊架之上,使用内壁埋件以及外壁梁底支模桁架进行支承。使用100mm×100mm木方、P3015定型模板人工支模。值得注意的是:因为焊接外挑架、支模、拆模、抹灰等等工序施工高度要求有所不同,此外外吊架要做成多层。等到滑过变断面之后,外吊架要应该固定在井塔立壁之上，以备后用，钢挑架以及埋件的设计、焊接、锚固应该有专门的措施。比如说:埋件制作采用透焊,埋件进行对拉锚固等等。
井壁初滑初滑高度可定为200mm,将限位器统一固定在此高度,初滑高度达200mm时,所有千斤顶应全部调平。初滑开始时将全部千斤顶同时顶升2一3个行程,全面检查混凝土脱模情况,一切正常后方可继续滑升。
3.5、模板滑升
滑升过程其实滑模施工之中的主导工序，而其他各工序作业都需要安排在限定时间之内而完成，不需要以停滑或者是减缓滑升速度来迁就其他作业。模板的滑升分为初滑、正常滑升和完成滑升三个阶段。
3.5.1、模板的初滑阶段
初滑高度可定为200mm,将限位器统一固定在此高度,初滑高度达200mm时,所有千斤顶应全部调平。初滑开始时将全部千斤顶同时顶升2-3个行程,全面检查混凝土脱模情况,一切正常后方可继续滑升。
3.5.2、正常滑升阶段
正常滑升过程之中，两次提升的时间间隔通常不应搞多于1.5h，或者应该依据天气情况,通过砼的凝结情况而进行确定。其在提升过程之中，应该促使全部的千斤顶充分的进油、排油。其在提升过程之中，如果出现油压增至正常滑升工作压力值的1.2倍，则不可以使全部千斤顶升起时，需要停止提升操作，及时检查原因，第一时间进行处理。而在正常滑升过程之中，操作平台需要保持基本水平（可采用在支撑杆上加装扣件限位器的方式而进行控制，每滑升一次向上挪动一次限位，挪动距离应该保持相同）。每班作业之时需要对各千斤顶进行一次调平。每一个千斤顶的相对标高差应该低于40mm。与之相邻两个提升架上千斤顶升差应该低于20mm。
正常滑升模板期间,支撑杆不用加固,空滑时,模板内至混凝土表面的高度范围内支承杆和中25mm附加筋用中18mm点焊成格构形式,间距300mm,点焊牢固。宽度大于3m的预留孔洞,支承杆两侧搭设48mmx3.smm钢管架体,以增加支撑杆的稳定性。为减少平台析架的跨度,提高析架的受力性能,本刚性平台分别在2、3轴线,B轴线中间部位,设有4个由4根爬杆组成的500~x500mm假柱作为析架支撑点,假柱子必须边滑升边加固,每300mm加固一道,采用钢管扣件直接把4个爬杆连接起来,并且拉上斜撑增强整体稳定性,假柱子爬杆必须和内架子连接起来。
3.6、垂直偏移,扭转调整措施
3.6.1、垂直偏移调整:经观测发现偏移时,及时对操作平台进行调整控制,首先应检查开字架水平度,调整平台荷载布局,使开字架保持水平或向相反方向变化;也可以调整千斤顶平整度,如果开字架向某一方向歪,则在千斤顶底部歪斜一侧垫一1一3mm厚的垫片,起到调整千斤顶平整度的目的。
3.6.2、纠扭措施
当发现扭转时,采取的措施一是剪刀撑纠扭法,调整开字架的垂直度,或是调整千斤顶平整度,如果开字架向某一方向歪,则在千斤顶底部歪斜一侧垫一1一3mm厚的垫片,起到调整开字架垂直度的目的。
4、结语
井塔、筒仓类矿山构筑物施工,滑模工艺应用广泛。它施工工期短,结构整体性好,但投入成本大,垂直度不易控制。因此,解决滑具的通用化、标准化和集群千斤顶同步提升技术是今后的发展课题。
参考文献
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