技术 | 大直径预应力混凝土库滑模施工工艺简介

前言

预应力技术因可以提高混凝土结构性能，同时节约钢材、混凝土等资源在水泥工程储库中逐渐开始广泛应用。混凝土库施工方式一般有滑模、倒模、提模、爬模等多种施工工艺。其中滑模施工工艺因其施工机械化程度高，连续作业性强而在库施工中广泛应用。水泥行业在进行产能置换，以小换大背景下各生产线配套的库类储库容量要求越来越高，大直径预应力混凝土库应用越来越频繁，为了节省混凝土整体用量个别库壁设计为上薄下厚的变截面形式。因此大直径变截面预应力混凝土库滑模施工技术的研究对行业发展具有重要意义。

利用库中心线作为库壁纵向控制基准，而高向控制是由控制杆上的标高线来完成的。钢筋的成形、绑扎严格按照设计图纸及施工规范执行，混凝土的塌落度、水灰比及初凝、终凝时间严格按照配合比设计，实现库壁垂宜度、几何尺寸和质量有效控制的目标。

变截面库滑模施工原理：设置平面中心钢环均布拉索连接至内提升架，约束径向的变形，在提升架外立柱的外模板调节钢托上设顶拉丝杠，将外模板围圈连同外模板、随滑模提升逐步向内顶推，以改变库外壁厚度。在环形外模板均匀按_定距离等分截断围圈设置收分模板，以消减因模板内推后直径缩小而形成的环形模板圆周长冗余。外模板的径向内推和收分模板的不间断配合，实现变截面滑模，直至滑模到顶。

主要内容包括：施工准备（技术、工具及设备准备）→滑模装置的组装→操作平台系统安装→液压提升系统安装→滑模施工→滑模装置拆除。其中筒身施工采取循环作业。预应力钢绞线在库壁滑模施工过程随库壁滑升高度安装铺设，养护后张拉，主要工艺：施工准备→锚固体系选择→无粘结预应力钢绞线铺设→锚具安装→库壁混凝土浇筑→施张预应力→锚固→封端。

3.1 施工准备

（1）模板系统：模板可采用钢模板、定型组合式钢模板等不同类型的模板。围圈根据库的直径进行弧度调整，提升架采用“门”式架。辐射式钢拉杆及中心环依据滑模装置及储库直径大小用圆钢制作，钢拉杆呈辐射状，数量与提升架的数量相对应。

（2）操作平台系统：每个库操作平台均利用库壁本体采用三角架进行悬挑，下部收光用平台采用悬吊脚手架，用于混凝土表面的收光和养护。

（3）液压系统：根据计算荷载大小确定千斤顶数量，对千斤顶及其油路进行合理布置，并选择合适的液压控制系统。

（4）施工控制系统：千斤顶限位卡、激光铅垂仪、经纬仪、线锤等，设置测量靶标及观测站，施工测量精度不低于1/10000。

3.2 滑模装置的组装

（1）模板与围圈之间用螺丝连接，模板安装时应注意上小下大，以便滑升时顺利脱模，模板垂直倾斜度应为1‰~3‰。

（2）液压千斤顶的调试，为了保证滑模垂直度、保证不同区域滑模的同步，千斤顶安装后应在计划所用载荷作用下进行调整，使不同区域千斤顶行程偏差小于1mm。

（3）液压系统密封试验，油路及液压系统在试验压力保持5min，检查油管及各接口不得有渗漏，空载试验重复三次。

3.3 操作平台系统安装

在每榀提升架内外侧设置1.8m三角形挑架用于施工操作，为了保证滑模系统整体稳定，在内平台下面采用圆钢对拉提升架，受力点选在提升架中部，用花篮螺栓调节松紧程度，调整筒壁模板的圆度和尺寸。库中心设置中心控制点，采用铅锤仪检测滑升的垂直度。

3.4 液压系统安装

液压系统由支承杆、液压控制柜、千斤顶和输油管路等组成。采用一台液压控制柜进行控制，控制柜内油泵的额定工作压力及液压油各项参数应与所使用的液压千斤顶所要求参数匹配。库滑模应使控制柜到各千斤顶的油路长度大致相等。

3.5 滑模施工

（1）初试滑升。先洒水润湿模板，并铺设30〜50mm厚水泥砂浆，后按每层200mm厚变更方向连续浇注混凝土至500〜700mm高。进行试滑，将全部千斤顶向上顶升1〜2个行程，使模板滑升200〜300mm高度，正常滑升一步高度。试滑后需对操作平台、模板系统、液压系统进行全面检查，即可转入正常滑升。滑模速度应根据混凝土凝结速度确定，保证混凝土出模强度在0.2〜0.4MPa。如滑升速度太快，出模混凝土未形成强度，如滑升速度太慢出模混凝土凝结彻底容易粘模，强行滑升容易拉裂库壁。

（2）正常滑升。正常滑升时每两次滑升时间间隔小于30min，每滑升200〜300mm应对检查库壁垂直度及水平度，检查限位调平器是否全部顶到限位调平卡上，对未顶升到位千斤顶手动供油2~3min。同步性调平后，继续下一次滑升循环。混凝土收光及养护与库壁滑升同步进行，养护采用本单位发明的自动喷淋设备。

（3）完成滑升阶段（末滑升）。当库壁滑升至距库顶标高1m左右时，滑模施工即进入末滑升阶段。末滑升阶段应降低滑升速度，并进行准确库壁垂直度及水平度检查、抄平和找正工作，确保库顶标高、预留预埋位置的施工精度。

（4）空滑。当施工过程中出现质量问题或在库底板环梁施工时，应将模板提空，进行下一步施工，一般情况下支承杆脱空长度应控制在1m左右，当施工需要超过1m时，应采取加固措施。

（5）停滑。在滑升中如遇特大风雨或起重设备出现故障，混凝土无法施工时，首先要集中力量排除故障，如确需停滑应采取停滑措施。①将混凝土浇灌在同一个水平面上;②模板每隔一定时间（一般定为0.5h）提升一个行程，至模板与混凝土不再粘结为主;③模板总的滑空高度不应超过300rmn;④停滑超过2h以上，混凝土表面应按施工缝处理。

（6）钢筋绑扎。滑模施工的钢筋采用预先加工，现场绑扎。预应力钢绞线预埋中可使用托辐穿线法，模板内部悬挂一圈托辐，内圈托辐用于穿钢绞线，模板外部支设一圈托辐，外圈托辐用于放钢绞线，放完后捆绑成束以备穿线，缩短埋设钢绞线时间。

（7）预留及预埋。滑模施工过程中洞口预留及预埋件埋设由专人负责，开始滑模前应根据施工图纸绘制预留洞口、预埋件平面图，预埋件采用锚固件长度应符合相关要求可与结构钢筋焊接固定，滑模过程中复查预留及预埋件位置、标高、型号及数量，滑模完成收光过程中应随时清理预埋件表面混凝土使其外露。

（8）混凝土施工。滑模过程中应根据每一步混凝土浇筑所需时间确定混凝土供应量，须保证连续供应，每一层浇筑上表面应控制在同一标高，厚度约200mm，并按顺、逆时针方向交替进行浇筑。前后两层混凝土浇筑间隔应控制在1.5h以内，以免因时间过长引起粘模。

养护采用本单位发明的自动喷淋设备，从而实现自动喷淋养护。使用时可根据天气情况及库壁高度，调整自动定时开关的喷淋间隔和持续时间。

3.6 滑模装置拆除

拆除应在浇注完成3d以后进行，拆除前应卸除滑模平台多余施工载荷。应按液压系统→安全网、操作平台及栏杆→内外模板→下部内外吊架→支撑及提升架的顺序逐步拆除。

3.7 预应力张紧与锚固

混凝土结构养护满28d且达到设计强度后进行预应力张拉，预应力张拉程序为千斤顶的定位安装→施张预应力→锚固→封端，张拉预应力按0→0.1σcon→0.5σcon→1.03σcon逐级缓慢张紧。从下往上张拉隔圈张拉1，3，5，…；再从下往上张拉张拉2，4，6，…；张拉完5~10圈，移动设备至支座的另一侧进行补张拉。

3.8 质量控制措施

(1)垂直度控制措施。采用线锤法或经纬仪进行控制。滑模过程中每滑升200～300mm应对检查库壁垂直度进行检查与调平，并利用检查限位调平器、限位调平卡控制每次千斤顶升高相同高度，以保证库壁滑模时垂直度。当库壁出现垂直度偏差时应及时进行调整，将操作平台处较低侧千斤顶手动供油升高使该侧标高高于标准值并滑升一步高度，然 后再将所有千斤顶进行调平，使垂直偏差得以纠正，当偏差较大时应分多次逐渐纠正。

(2)预防扭转措施。滑模开始前检查操作平台刚度，滑模过程中控制好液压系统油压，并使液压控制柜至所有千斤顶的距离大致相等，以确保所有千斤顶同步爬升，混凝土浇筑过程中应按计划顺、逆时针交替进行。采取“防偏为主，纠偏为辅”的办法做好偏差控制。倘若发生扭转偏移，应认真分析原因，采取相应措施。纠偏方法主要采用调整浇筑混凝土顺序、操作平台倾斜纠偏、调整操作平台荷载纠偏及支撑杆导向纠偏，纠偏时视具体情况几种方法结合使用。

该工法技术经过我公司分别在直径为18m至75m不同规格库中应用实践，证明其工艺设计合理、结构简单、操作方便、工期短、效率高，适用于变截面与等截面，不同直径，不同高度的混凝土库滑模施工，可以参考用于烟囱、水塔等的施工。

作者：谷建可

所属：苏州中材建设有限公司

来源：《水泥工程》

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