两座高50m容积500m3钢筋砼倒锥壳水塔滑模施工技术

【摘 要】本文试图通过两座高50m容积500m3钢筋砼倒锥壳水塔滑模施工的实践，得出了透彻掌握滑模工艺和质量缺陷的防治措施，以解决诸如水塔之类高危构筑物质量问题的施工要点。

【关键词】钢筋砼倒锥壳水塔 滑模施工技术

中图分类号： TU74 文献标识码： A

一、工程概况

本工程为马钢某特钢厂两座高50m (有效高度, 即内存最低水位）容积500m3钢筋砼倒锥壳水塔。水塔水柜外表为花瓣图案，配上细长的筒身，造型美观、结构合理。每座水塔采用现浇施工工艺，倒锥壳水塔主要由钢筋混凝土基础，筒身和水柜三大部分组成。

（1）基础：基础为整板钢筋混凝土和灌注孔桩结构，孔桩深约34米，用C30砼灌注，基础深4米，底板外缘半径7.2米，砼标号C30。

（2）筒身为等截面筒体现浇钢筋混凝土结构，直径为4.99m，壁厚为250mm，筒身纵向两侧每隔10米设有椭圆形窗一个，内设有平台、爬梯等。砼标号C35。

（3）水柜为倒锥壳整体现浇钢筋混凝土结构。水柜外部由气窗顶盖、上环梁、正锥壳（水柜上壳）、中环梁、倒锥壳壳体（水柜下壳）及下环梁组合而成。水柜上面外缘直径为16150mm，上壳厚100mm，下壳厚250mm。下壳壳体角度为45度。上壳壳体矢跨比为1：3，顶盖厚80mm，壳体矢跨比为1：5，水柜混凝土标号为S8C30

二、关键部位的施工工艺

2、1钢筋加工与安装

钢筋在现场加工，以便安装，钢筋加工方法如下：

a.支筒采用螺旋箍筋，设在纵向钢筋外侧，与纵向钢筋逐根绑扎，并逐根点焊，以便加强钢筋骨架的刚度。

b.兼做避雷导线用的钢筋的接头必须采用焊接接头，焊接长度≥100，从上到下形成闭合回路。施工是用红漆在兼做避雷导线用的钢筋做记号以便查找。

c、 钢筋绑扎：根据放线位置逐根将按图纸尺寸加工成型的主、箍筋放入其绑扎位。水平插入基础环壁的筒壁纵向钢筋应按设计要求的位置，分组插入，并与基础钢筋绑扎或焊接牢固，为防止纵向钢筋的位移，在基础环壁钢筋的顶面和插筋中上部分别绑扎一道环形钢筋。

2、2模板工程

筒身模板为定型钢模，筒身模板提升采用4个3吨穿芯式液压千斤顶，门型提升钢架，型钢工作平台。水箱模板为钢模及木模板。为保证砼外观质量，钢模中间缝用海绵条堵塞，以防止漏浆。

2、3混凝土浇筑

水柜贮水部分的砼应连续浇土，不得有施工缝，只允许于水环梁的顶端设置一道施工缝，在施工缝处继续浇捣砼前，应将表面清理和冲刷干净，铺一层1：2水泥砂浆，然后灌注砼。

2、4支筒主体

筒体采用液压式滑模施工：在水搭施工现场，设置壹座钢结构井架，井架作用是作为液压模板时作砼的运输用，设吊重2T的卷扬机1台，附设有吊篮。井架每节长2.5m，井架安装时每1 2米高设置缆风绳一道以确保井架稳定。支筒滑模模板采用轻型槽钢其长度为1 2 0 0mm宽度120mm组合而成，滑模模板弧宽为2.748度，(即内外模板分成131块)，上、中、下各设一道8 0×8槽钢箍焊接而成，操作平台采用2 4榀钢桁架，支承操作平台，(操作平台和模板等设备重量为7．5 0吨，8个施工人员重约0．6吨，作业材料等重约0．5吨，模板与砼的摩擦力重约1．8 5吨，合计总重约为1 0．4 5吨)提升模板时采用12个油压千斤顶，并配置液压操作箱壹个使模板均匀上升，以防扭曲，每提升一次都由专人查看一下中心线是否对正中心，发现问题及时解决(详见支筒滑模附图)。每次提升的高度为3 0 cm左右，混凝土出模强度为0．2―0．3Mpa(气温在2 8℃左右需3 0分钟，2 0℃左右需4 0分钟，1 2℃左右需8 0分钟才能达到此强度，4℃以下应掺防冻剂、早强剂施工或不准施工，滑升成型的支筒砼，采用砼养生液涂刷在表面进行自身养护或每小时洒水不少于1-2次，最好保持混凝上表面湿润为宜，加强养护不得少于7昼夜。

2、5水柜施工

支筒施工完后，将钢箍和支筒顶的预埋件用2 4根Φl 6的元钢连结固定，然后将悬架和挂架连结，挂架外悬端用拉索和人井相连，利用挂架作径向龙骨，再加上环向拉杆和支撑，就构成了一个锥形的施工操作平台(施工操作平台重4．5吨，活荷载重约1吨，总重约5．5吨)，利用它来组装水箱底模，水箱底模承力构件和挂架类似，主要是径、环向两种构件，模板采用钢模，根据下锥壳内外尺寸和弧度分割成梯形状，相互拼接组成，钢模板采用3mm厚的钢板加焊L4 0×4mm角钢框，中间加焊一5 0×5mm的扁钢做横肋，支模前，先将模板清理干净，涂刷脱模剂一层，将下环梁支模位置找平，保证水柜的中心位置在基础和支筒重心的同一直线上，然后按模板的序号依次拼装，保证模板的平整度和倾斜度。

水柜下壳使用C 3 0普通防水混凝土，抗渗等级为s 8，其最大水灰比不宜超过0．5，一般按小于0．5 2，塌落度以3―5cm为好，粗骨料最大粒径不得大于3厘米，为了保证混凝土的抗渗性，混凝土必须采用插入式振动器与平板振动器配合使用并仔细振捣密实，不得漏振、欠振。水柜浇筑时混凝土要连续施工，浇筑砼时，必须在水柜的两边沿对称方向下料，以防模板变形，水柜顶盖模板支撑要可靠，保证混凝土在浇灌时，模板不下垂变形，要求预先起拱2―3cm左右。内表面抹灰按五遍防水做法，严格控制质量。

三、滑升模板的组装

（1）组装顺序：环梁顶面放线竖立提升架绑扎钢筋调节钢管内、檩内、外模板安装滑模柔性平台平台格栅及面板液压系统试车插入支承杆全面检查试滑升正式滑升吊脚手架及安全网继续滑升。

（2）将提升架就位，应径向对准中心、等距离布置，下横梁上表面应在同一水平面（使千斤顶同时起步），提升架之间用短钢管互相联成一体。

（3）绑扎模板范围内的竖向、水平钢筋，按图纸要求错开。

（4）柔性平台的提升架及下横梁间均采用刚性连接（焊接连接），平台板采用11合胶合板。

（5）组装外挑平台、提升架和液压设备，内、外吊脚手架待滑升一定高度时再组装。

四、滑模施工 具体见附图：施工现场平面布置及水塔施工工艺图

4、1施工要点

（一）操作平台安装

1、安装提升架时应插入千斤顶及支承杆，以便稳固。2、提升架间距应均匀。3、组装时控制板中心应与筒体中心吻合。4、悬索杆用Ф14钢筋制作。用法兰螺丝对称旋紧压焊接牢固。焊缝大于14CM，双面焊接。5、扣件应卡牢固。6、环梁用Ф48钢管制以及角铁制，内外各设三道。

（二）液压系统安装

1、液压控制放置位量应比走道稍宽，并加固靠。2、管路布置长度尽可能均等。3、油污及时清除，并不得污染砼。4、对千斤顶按其布置位置编号，并与控制台编号相对应。以便对千斤顶进行调整。

（三）钢筋及预埋件

1、每层砼浇筑完毕后，在混凝土表面应至少有一道绑扎好的横向钢筋。2、竖向钢筋采用搭接联接，应防止倾斜歪倒。

（四）停滑时

一般情况下滑模施工是连续进行，如因施工需要或其他原因（如遇雷雨、六级和六级以上大风）不能连续施工时，应采取停滑措施。停滑时混凝土应浇筑到同一水平面。模板每隔0.5～1小时滑升一个行程，直至混凝土与模板不粘结为止。人员撤离前，应对设备、工具、零散材料等进行整理，固定并作好防护。全部人员撤离后立即切断通向操作平台的供电电源。

4、2滑模施工

滑升速度的计算，按照混凝土的出模强度计算，混凝土强度出模所需要的贯入阻力植0.3-1.05KN/cm2（相当于3.0-10.5MPa），正常温度约为5-7小时，按照最慢7个小时计算：

V=（H-h-a）/t=(1.3-0.3-0.05)/7=0.12米/小时

即每小时浇筑30cm所需要的时间为0.3/0.12=2.5小时，则滑升速度每浇筑一层（30cm）2.5小时之内，当无条件无法满足时，根据气温条件情况掺入是来年感的早强剂和缓凝剂。

初升

模板的初次滑升，应在浇筑高度900mm左右及第一层浇筑的砼贯入阻力值达到0.3～1.05KN／cm2的时间进行。开始滑升前，必须先进行试滑升。试滑升时，应将全部千斤顶同时升起5～10cm，观察砼出模强度，符合要求即可将模板滑升到30cm高，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，分层浇筑砼，分层滑升。正常滑升时，两次滑升之间的时间间隔，以泵站提供的砼强度达到0.1～0.3MPa的时间来确定。一般控制在1.5h左右，每个浇筑层高度控制为30cm。滑升过程中，操作平台应保持水平，千斤顶的相对高差不得大于80mm，相邻两个千斤顶的升差不得大于25mm。如果超过允许值，应及时检查各系统的工作情况以及砼出模强度，并及时找出原因，采取有效的措施予以纠正。

末升

当模板滑升到距顶1m左右时，应放慢滑升速度，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皮以前做好，以便顶部砼均匀地交圈，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有能卸去的荷载，并按正常滑升时间继续提升模板，支撑杆之间用钢管连结加固，模板下口滑至顶时停止滑升。

五、小结

通过马钢某特钢厂两座高50m容积500m3钢筋砼倒锥壳水塔滑模施工实践，得出了必须透彻掌握滑模工艺、质量缺陷的防治等滑模施工措施，才能根本解决诸如像钢筋凝土倒锥壳水塔之类高危构筑物质量问题的结论。

六、附录

1、JGJ65-1989液压滑动模板施工安全技术规程

2、GB5144-2006塔式起重机安全规程

附图：施工现场平面布置及水塔施工工艺图

作者简介：王生宜（1963--），男，马钢股份公司特钢公司设备保障部，工程师，研究方向：冶金建筑施工与管理