摘　要　根據(jù)外露式和圍巖內(nèi)襯式豎井的特點，確定滑模的提升方式，研究出頂升式和拉升式豎井滑模結(jié)構(gòu)設(shè)計要領(lǐng)，觀測、油路布置及調(diào)偏方法，施工管理方法。提出各種方案經(jīng)濟效果及優(yōu)選。
　　關(guān)鍵詞　豎井　滑模　設(shè)計　施工
　　1　意義
　　對于水電站、泵房的調(diào)壓井及交通豎井等一般為較高的圓筒形薄壁結(jié)構(gòu)，一種是圍巖內(nèi)襯混凝土，另一種為鋼筋混凝土外露薄壁圓筒體。這些結(jié)構(gòu)采用滑模施工是最優(yōu)越的，但如果滑模結(jié)構(gòu)設(shè)計、制作工藝、提升方式選取不當(dāng)，也難以體現(xiàn)它的優(yōu)越性。豎井滑模的施工方法，也可以用到其他的高塔、墩墻、框格結(jié)構(gòu)中去，對不同的情況研究出最優(yōu)的設(shè)計方案是非常必要的。
　　2　結(jié)構(gòu)設(shè)計要領(lǐng)
　　2.1　結(jié)構(gòu)布置形式
　　豎井滑模結(jié)構(gòu)按提升方式的不同可分為拉升式和頂升式兩種，見圖1、圖2。圍巖內(nèi)襯豎井采用拉升式較為節(jié)省，拉升式是在井口設(shè)承重架，千斤頂?shù)拱苍诔兄丶艿牧荷希兄亓嚎刹贾迷趶较颍部刹贾贸啥噙呅危Ы镯敂?shù)目少可布置在徑向，數(shù)目多應(yīng)布置成多邊形。千斤頂采用GYD-35型，工作起重量為1.5t，千斤頂?shù)睦瓧U為Φ25鋼筋，下端直接焊在圍圈上。拉桿做成3m長一段，用M20螺紋連接，每拉出一節(jié)回收一節(jié)。外露式調(diào)壓井滑模結(jié)構(gòu)必須采用頂升式，頂升式是在內(nèi)圍圈上焊弦桿安置千斤頂，千斤頂支承桿采用Φ48排架鋼管，千斤頂采用QYD-60型，這種千斤頂內(nèi)孔為50mm，工作起重量為3t。千斤頂每爬高一米安一層水平縱橫聯(lián)系桿，水平聯(lián)系鋼管每隔3層要有一層的兩端能頂?shù)交炷辽稀２粔蜷L的，可接一條短鋼筋頂?shù)交炷辽希斏交１仨氃O(shè)置“開”字形提升架，提升架的作用是保證內(nèi)、外模板的相對位置和將千斤頂?shù)钠鹬亓鞯酵饽０迳稀?
　　2.2　模板
　　2.2.1　模板的強度和剛度
　　模板是由圍圈和面板焊成整體的肋型結(jié)構(gòu)，在澆筑混凝土?xí)r，由于荷載對稱，模板的內(nèi)力為軸力，提升時為偏心受拉，調(diào)偏時，一邊擠壓在混凝土上為分布荷載，一邊已離開混凝土受千斤頂?shù)募辛ψ饔茫０鍑彤a(chǎn)生了彎矩，同時整體受大偏心拉力作用。故面板和圍圈要進行抗壓、抗彎強度計算，模板整體要進行大偏心受拉的剛度計算。模板的面板一般用2mm～4mm的鋼板制作，圍圈用5mm～8mm鋼板組焊成槽形截面的環(huán)形梁，槽形口向面板，槽形的翼寬為豎井直徑的3%左右。由于面板太薄，不參加整體剛度計算，所以，上下圍圈之間應(yīng)焊斜腹桿形成環(huán)形桁架(如圖1所示)。
　　2.2.2　模板的接口
　　模板的面板必須有兩個以上的楔形接口，楔形模板的寬度為5cm～10cm，徑向坡度為1∶0.5。當(dāng)意外原因使滑模停止結(jié)死時，可將圍圈割去一小段，楔形模板會自動掉出，模板失去了整體拱作用，即可用50t螺旋千斤頂配合液壓千斤頂將模板頂起再復(fù)原繼續(xù)施工。
　　2.2.3　模板的高度
　　模板高度的確定要滿足三個原則：①每層混凝土澆筑時間不能超過規(guī)范規(guī)定的間歇時間；②要滿足進度要求的臺班進尺A(m/臺班)所決定的滑升速度V(m/h)；③出模強度在(0.05～0.1)MPa。由氣溫和試驗資料可算出強度為(0.05～0.1)MPa
　　*此項滑摸技術(shù)在巖灘水電站升船機塔柱應(yīng)用，獲廣西1997年科學(xué)技術(shù)進步二等獎。所需的齡期為t(小時)。原則①意味著模板內(nèi)應(yīng)能澆三層混凝土，故模板高度不宜小于90cm。，由原則②和③決定的模板高度H為：
　　比如要求臺班澆高A=2.4m，由氣溫決定的t=4小時，則H=1.2m。一般模板高度在90cm～150cm之間，若澆筑速度規(guī)定，而氣溫又低，則應(yīng)加速凝劑來滿足計算；若鋼筋綁扎焊接來不及，而氣溫又高，則應(yīng)加緩凝劑來滿足計算。
　　2.2.4　模板的制作斜度
　　豎井一般為圓筒體，內(nèi)外模板受混凝土澆筑振搗產(chǎn)生的側(cè)壓力作用只產(chǎn)生軸力，而且上下圍圈受力基本上相等，模板在混凝土澆筑前后斜度變化很小。故模板應(yīng)制成標(biāo)準(zhǔn)斜度1.5‰，對于內(nèi)模有：
　　Φ1頂=d+1.5‰H
　　Φ2=d-1.5‰H
　　對于外模有：
　　Φ1頂=D-1.5‰H
　　Φ2=D+1.5‰H
　　式中：Φ1頂為模板頂圓直徑；Φ2為模板底圓直徑；d為豎井設(shè)計內(nèi)徑；D為豎井混凝土設(shè)計外徑。若豎井為矩形框格體，內(nèi)模應(yīng)做成標(biāo)準(zhǔn)斜度，外模應(yīng)做成垂直，是因為提升架剛度有限的原故。四個外角應(yīng)做成錐形圓角。模板的斜度不足，混凝土?xí)眩倍冗^大，產(chǎn)生漏漿使混凝土表面粗糙。
　　3　偏差調(diào)整
　　內(nèi)襯式豎井可在井口承重架上作好中點，井底用混凝土作好中點，用1.5mm鋼絲連接兩點并張緊，在鋼絲外套一環(huán)形極板并固定在上圍圈上，極板內(nèi)徑略小于規(guī)定的最大偏差，極數(shù)等于千斤頂?shù)慕M數(shù)，將指示燈電源的負(fù)極焊接在鋼絲上，每個指示燈一端接正級，另一端各接在一塊極板上。指示燈安在控制臺面上，極板中點與一組千斤頂中間一個在同一法線的，編上相同的號，每塊極板上的指示燈在臺面上編號亦與該極板相同。在調(diào)偏時，哪個指示燈亮，就將與它同號的千斤頂對面的那組千斤頂?shù)挠吐逢P(guān)掉提升，直到所有的指示燈都不亮為止，這說明鋼絲已不碰極板環(huán)的內(nèi)孔邊，即偏差小于規(guī)定值。外露式豎井必須用垂直觀測儀和經(jīng)緯儀觀測指揮調(diào)偏。
　　4　千斤頂和油路布置
　　千斤頂?shù)牟贾迷瓌t是一要滿足起動力大于重力和摩阻力，二是要調(diào)偏方便經(jīng)力學(xué)計算所需數(shù)量，再取“4”或“6”的整數(shù)倍，即為：4，6，8，12，16，18，20，24，30等，數(shù)量多于20時應(yīng)取“6”的倍數(shù)。分為4或6組，每組共一根主油管安一個開關(guān)靠近控制臺，方便調(diào)偏操作。
　　5　施工管理
　　滑模的施工管理主要是技術(shù)交底和現(xiàn)場管理。技術(shù)交底工作首先是根據(jù)豎井滑模結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點，施工條件等具體情況編制操作規(guī)程。操作規(guī)程一部分是針對性地引用一些規(guī)范，標(biāo)準(zhǔn)中的要求稱為通用條文，另一部分是根據(jù)實際情況確定關(guān)鍵性的指標(biāo)作為專用條文。關(guān)鍵性指標(biāo)一般有：混凝土的級配、坍落度、外加劑型號摻量、混凝土澆筑層厚、間歇時間、滑升速度、日進度、松模時間、允許偏差、出模強度等。這些指標(biāo)應(yīng)與結(jié)構(gòu)特點和施工條件相適應(yīng)。如我們在巖灘水電站升船機塔柱滑模施工中，由于澆筑面積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，只有一臺纜機進料，日進度只能定為2m高，小于設(shè)計《技術(shù)要求》提出的日進度在4.8m～7.2m，不得小于3.6m的規(guī)定。我們采取摻粉煤灰、摻緩凝劑、加冰水延長初凝時間及薄層澆筑適時松模等措施保證了施工質(zhì)量。我局在龍灘水電站公路橋橋墩滑模施工中，日進度達(dá)10m，大于規(guī)范中的(6～7)m/d，采取了低坍落度混凝土入倉和提前拌制待時入倉等措施，保證了滑升時混凝土不崩塌表面光滑。而在圓筒式泵房和小型水電站圓筒式廠房滑模施工時，日進度達(dá)到4.8m，氣溫也不很高的施工條件下(如大化東風(fēng)水電站)則不必采取上述措施。可見，事先編制好操作規(guī)程并與配套的技術(shù)措施進行技術(shù)交底是非常重要的。滑模施工現(xiàn)場管理就是對各工序的組織協(xié)調(diào)管理和控制。工序控制就是嚴(yán)格要求按操作規(guī)程作業(yè)，這些就不贅述了。 　 把安全工程師站點加入收藏夾
　　6　方案經(jīng)濟效益評價
　　上述豎井滑模結(jié)構(gòu)設(shè)計要領(lǐng)中的參數(shù)，偏差調(diào)整和油路布置方法都是從我局施工的圓筒形泵房、圓筒形廠房、圓筒形砂石料儲料倉、巖灘水電站升船機塔柱大型框格結(jié)構(gòu)、貴港仙衣灘水電站門槽二期混凝土等項目滑模施工中總結(jié)出來的。前四種與外露式豎井相同，后一種就是不閉合的內(nèi)襯混凝土的豎井，因此，它們的提升方式是對應(yīng)相同的，前者為頂升式，后者為拉升式。
　　頂升式滑模又可采用Φ25和Φ48排架鋼管作為支承桿兩種，當(dāng)建筑物的主筋能用Φ25替代且分布鋼筋不小于Φ12時，支承桿采用Φ25為優(yōu)。如我們施工的巖灘水電站升船機塔柱框格結(jié)構(gòu)，高72.5m，屬于外露式豎井，采用Φ25做支承桿與主筋等強代換。在滑模結(jié)構(gòu)設(shè)計和偏差調(diào)整都有許多新創(chuàng)舉，工程質(zhì)量、進度都較理想，經(jīng)濟效益顯著。該項目被評為廣西一九九七年科學(xué)技術(shù)進步二等獎。當(dāng)建筑物的主筋直徑比Φ25小很多或為素混凝土?xí)r，采用Φ25作為支承桿埋入混凝土中就浪費很大，雖然有人提出回收支承桿的方法，但工藝、操作復(fù)雜，很少被采用，這種情況下，采用Φ48鋼管作為支承桿可避免浪費，這種系統(tǒng)的頂升承載能力為Φ25系統(tǒng)的二倍，支撐桿數(shù)量很少(為Φ25系統(tǒng)的1/2)，直徑小于5m的豎井，只需4～8根支承桿，除最外圈支承桿外，其他鋼管均為聯(lián)系桿及腳手架支柱，可用廢舊材料，且所有的材料能全部回收。高度小于60m的豎井，采用鋼管支承桿系統(tǒng)滑升施工素混凝土(包括主筋小于Φ18的鋼筋混凝土)豎井經(jīng)濟效益比采用Φ25支承桿系統(tǒng)好。
　　圍巖內(nèi)襯混凝土豎井由于圍巖能承重，可在井口設(shè)承重平臺安千斤頂，將滑模往上拉，拉筋不需要側(cè)向聯(lián)系，而且可完全回收，滑模架又不影響鋼筋安裝，工效和經(jīng)濟效益很好。對高度很大的內(nèi)襯混凝土豎井，上段可用鋼絲繩或鋼筋將千斤頂平臺吊在半中，滑完一段(30m～50m)時停止，將平臺升高，將滑下段的支承桿周轉(zhuǎn)到上段重復(fù)使用，所以較為經(jīng)濟，圍巖內(nèi)襯混凝土豎井應(yīng)優(yōu)先考慮拉升式方案。如我們施工的貴港仙衣灘水電站門槽二期混凝土，就采用拉升式滑模，達(dá)到了省工，省材、施工簡便可靠，質(zhì)量好，經(jīng)濟效益好的目的。