滑模施工工艺在严寒地区的应用

摘要：滑升模板（简称滑模）法现浇混凝土施工工艺已经在建筑结构工程中得到了广泛的应用，其具有施工速度快、结构整体性强、施工占地少、节约模板和人力等优点，但在低温环境中由于混凝土初凝时间延长会影响到模架滑升的速度及结构物的质量，在实际施工中就需要采取一定的保温措施以保证混凝土养护温度。本文结合落煤塔施工实例介绍了在超低温环境下滑模施工的保温系统设计，为今后的低温滑模施工积累了经验。

关键词：落煤塔；滑模；施工工艺

中图分类号：TU74文献标识码： A

1 引言

大唐国际锡林浩特胜利东二号露天煤矿储煤场工程主要包括储煤场暗道及挡墙、三个落煤塔，包括储煤场暗道的土方开挖。设计采用三个料堆直径为φ88m的封闭落煤塔储煤场方式对三个品种的原煤分别进行储存，储煤场下设有暗道，储煤场内的煤通过给煤机给入暗道内带式输送机运往装车站。主要技术参数：总储量：150kt；物料粒度：0～150mm；堆料能力：3000t/h；回料能力：5000t/h；料堆直径：81m；料堆高度：32m；挡墙高度：5m；挡墙直径：86m；落煤塔直径：6m，落煤塔高度：45m，暗道长：404m，暗道净断面：9*4.8m。主要工程数量：土方开挖：54000m³； 钢筋2400t；混凝土25000m³。

施工方案选择先地下、后地上，先土方后基础再主体，基础土方机械大开挖，基础混凝土采用混凝土输送泵进行浇筑，落煤塔采用滑模施工，其他工程采用常规施工。合同工期为2007年9月至2008年6月，落煤塔采用滑模施工工艺，内径6m，壁厚0.3m，滑升高度38米。当地十月份即进入冬季施工期直至次年四月份，绝对最低温度-32℃，而落煤塔主体滑模施工正好在当地最低温度期间，如果落煤塔主体不能按时完工，将直接影响到后续工程，制约整个储煤场的投产运营。在如此低温的环境下进行滑模施工，我公司还是首次遇到。经过精心准备、周密布置、反复研究，终于摸索出一套在低温环境下进行滑模施工的方法。

2 滑模施工工艺

2.1 滑模系统装置设计

模板采用钢模，高度计算如下：

H=T*V=4*0.2=0.8m

其中：H-模板高度

T-混凝土达到滑升强度的时间，一般取4小时

V-模板滑升速度，取0.2m/h

因此模板均选用900mm高的钢模板，模板宽度选用100mm、200mm转角。

提升架采用“开”字架（如图2-1开字架示意图），节点采用螺栓连接。根据圆筒仓的结构形式及规范要求，提升架间距1600mm，在模板上下口设两道围圈，围圈间距600mm，上下围圈用∠40×4角钢作腹杆形成桁架，加大其刚度。结合施工荷载及结构的相互对称性，设14个开字架，28根支撑杆，支撑杆用φ25钢筋。开字架上搭设长4米，宽3.3米的平台，材料用[10槽钢。落煤塔外壁以托板为操作平台，下吊架宽度0.65m。

液压控制台采用2台ykT36自控台正常工作，另储备1台备用，该控制台具有加压、回油自动控制系统；功能选择系统和定时报警系统装置。并能自动控制滑升高度，消除由于人工控制加压、回油时间差引起的千斤顶不同步调差，定时报警以防止长时间工作间歇混凝土凝固粘接模板的现象。

千斤顶计算：N=F/N1

F―施工总荷载（活载+自重=60T）

N1―千斤顶工作时承载力1.5T

N=60/1.5=40

40台千斤顶可满足要求，但考虑功率损失和工程结构情况，布置28台XYD-35楔块式千斤顶，备用10台，千斤顶由1-2#控制柜分别控制。

图2-1 开字架示意图（单位：mm）

2.2 模架组装顺序

搭临时组装平台安装提升架安装内圈安装上环梁安装内模板绑扎模板内钢筋安装内侧预埋件安装外模板安装内外挑三角架、栏杆平台、液压平台搭上料平台安装千斤顶及液压设备空载试验、油路加压排气安装支撑杆全面检修

2.3 工艺流程

滑模分两个阶段进行，第一阶段从-1.000m滑升至+29.800m平台位置，然后空滑至+31.800m处停歇，进行环形平台钢筋绑扎、立模板、浇筑混凝土，在空滑时要特别注意支撑杆的加固工作。第二阶段从平台顶面滑升至设计标高，滑模施工全部完成。第一次浇筑混凝土前应先浇一层约20mm厚的砂浆结合层，工艺流程见图2-2。

图2-2 滑模施工流程

3 保温系统设计

采用移动保温暖棚法施工工艺（如图3-1），保温暖棚与滑升模架连成一体同步提升。热源采用电热毯和煤火炉两种方式同步提供，落煤塔外侧采用电热毯包裹方式提供热量，内侧采用燃烧煤火炉的方式提供热量。

3.1 搭建防风保温棚架

落煤塔壁外侧搭建双排脚手架（如图3-2），脚手架的高度随模架滑升高度同步提升。脚手架里侧用彩条布封闭。在外挑架最外侧用双层彩条布布满，搭接要牢固封闭严密，保证6级以上大风不被吹散。钢模板外侧先挂彩条布一层外侧铺棉被一层防止热量扩散，中间设置电热毯。

图3-1 移动保温暖棚 图3-2 塔壁外侧双排脚手架

3.2 塔壁内侧保温设置

内侧采用在塔底燃烧煤火炉的方式供暖，在塔壁内侧四周点燃6个煤火炉。塔壁外侧点燃8个煤火炉并搭设防风架。

通过一系列的保温措施，滑模过程中混凝土环境温度始终保持在8℃以上，成功的完成了在外界-20℃环境下的滑模施工任务。

3.3 物资准备

保温材料物资见表3-1主要物资一览表。

主要物资一览表表3-1

4 混凝土施工控制

混凝土设计强度等级为C30，根据规范要求，混凝土出模时的强度应达到0.3MPa，由于施工环境温度较低，混凝土应严格按照实验室的配比进行配置，电子计量。防水剂、减水剂的掺量事先按照配合比要求制作好标准量器皿，保证了混凝土配合比的准确性。

混凝土拌合站采用搭建保温暖棚法进行封闭，棚内燃放4个煤火炉，混凝土拌合用水进行锅炉加热保证水温在60℃以上，混凝土入模温度基本控制在15℃以上。

混凝土粗骨料选用连续级配较好的石料，其含泥量不得大于1.0%，泥块含量不得大于0.5%；细骨料含泥量不得大于3.0%，泥块含量不得大于1.0%。

水泥采用活性较高的普通早强型水泥，加速水泥水化，加快混凝土早期强度增长。

在滑升过程中设置测温点严格监控混凝土入模后的水化温度。标准养护试块每工作班组不少于一组，混凝土出模强度每工作班组检查不少于二次，每次模板提升后及时检查出模混凝土有无塌落、拉裂、麻面等，发现问题及时处理，重大问题做好处理记录。

5 安全措施

⑴进入施工现场必须戴好安全帽。

⑵高空作业必须穿软底鞋，系安全带，安全带要系挂在可靠的物体上。

⑶施工人员必须经过安全培训并考试合格后方可进入施工现场作业，电工、绞车工、架子工、吊车司机等特殊工种必须经过专业培训持证上岗。

⑷五级风以上时，应该暂缓滑模，并用钢板把火炉上口封闭住，防止大风把炉内火炭吹起燃烧彩条布。

⑸凡有明火处，必须专人看护，只准专职不得兼职，发现隐情马上处理。

⑹电焊作业时，施焊部位必须安排专人盯控，防止引燃棉被、电热毯、塑料布等易燃物品。一旦起火燃烧，应该迅速拉闸断电，为防止触电切不可直接用水浇灭。

⑺高处作业禁止抛掷任何物品，传递时注意稳妥不脱落。随身工具不用时应放入工具袋。

⑻滑模操作平台上作业严防拥挤，严禁在平台上睡觉、嬉闹、追逐等，外操作平台放置钢筋等材料要均匀不能集中，钢筋一次吊量不能超过两吨。

⑼作业人员上下通行应通过斜梯或爬梯，严禁采取攀爬脚手架或跳跃等危险方式。

6 成果

本次滑模历时25d，在超低温环境下首次滑模施工获得圆满成功，为后续施工挣得了时间，并填补了我公司在超低温环境没有滑模施工的空白，积累了宝贵经验。

落煤塔筒壁混凝土表面光滑、颜色均匀，结构垂直偏差小于20mm，技术经济效果良好，受到业主、监理、设计单位的多次好评，为公司赢得了良好的信誉。并被国家工程建设质量奖审定委员会评为2010-2011年度国家优质工程金质奖。

参考文献

[1] 建筑施工手册(第四版).北京：中国建筑工业出版社,2003.

[2] 大唐国际胜利东二号露天煤矿储煤场工程项目部.滑模施工方案,2007.

作者简介：黄百奎，1983年7月生，男，本科学历，土木工程专业，中铁城建集团北京工程有限公司，工程师。