竖井滑模施工方案

一、竖井砼施工简介

由于竖井较高，施工难度大，且属抢险工程，采用常规立模分层浇筑施工进度慢，且混凝土质量难保证。采用滑模施工较立模分层浇筑方法优越，滑模施工经济实用、速度快、操作方便、结构简单、能及时抹面等优点，消除气泡、麻面及错台，砼表面光洁、平整。竖井均为全衬砌砼，厚度为基本在500-900mm之间；在竖井砼施工中采用液压滑模进行施工。用直径Φ48×3.5的钢管作为爬杆，爬杆浇筑在砼中可作为主筋使用。所以该施工工艺结构简单滑升速度快、质量容易保证、工期短、成本底在深井施工中具有明显的经济效益。

二、滑模结构原理

竖井滑模主要由：模板系统、操作平台系统、液压提升体系等组成。

其余部份都是钢结构按桁架结构设计自制的。

分料保护平台则根据现场按照分料、安全适用的原则现场用脚手架管根据施工作业队需要自制。

1、滑模组成结构

2.1.1 模板系统

模板系统包括模板、围圈、辐射梁、提升架等。模板由组合钢模板（120cm×30cm）和特种模板组成。围圈用于固定模板承受传来的水平荷载和竖向荷载，并将其传递到辐射梁、提升架上，围圈采用角钢桁架式结构，断面尺寸为90×50cm。辐射梁混凝土的侧压力大部分通过围圈传递到辐射梁上，由4根对称布置的辐射梁支撑砼的侧压力。提升架由横梁和铺板组成，周围布置栏杆、供浇筑时使用。

2.1.2 操作平台系统

操作平台系统主要包括上部受力料平台、中间操作平台及下部抹面平台。受料平台有立柱、梁和铺板组成，周围布置栏杆供浇筑时下料，上面布置液压系统。操作平台由木板铺设在两侧围圈上，上面布置各种操作设备，是浇筑砼施工人员的操作场地。抹面平台主要供砼浇筑后抹面，找预埋钢板、拆预埋盒、砼养护及质量检查用，由吊杆、横梁、脚手板及护栏组成，上吊于围圈桁架上，宽72cm。

2.1.3 液压滑升系统

液压滑升系统是滑模上的动力装置，由支撑杆（爬杆）、液压千斤顶、液压控制台和油路等组成。爬杆是千斤顶上爬的轨道，采用ф48×3.5mm钢管组成，单根长3～6m，要求同一高程上接头不超过25％，且相邻支撑杆接头应错开，接头处用丝牙连接。液压千斤顶采用穿心式楔块千斤顶（QYD-60A），通过油压反复供油和停油来完成一次循环，从而带动模板上升。液压控制台和油路系统用于操作千斤顶的运转并供给千斤顶油压。液压控制台主要由电动机、油泵、换向阀、溢流阀、压力表、开关等组成。油路系统是连接控制台至千斤顶使油液通行的通路，主要由油管、管接头、分液器、针阀等器件组成。

三、滑模设计

3.1 滑模施工设计力学计算

3.1.1 滑模型式及面板选择

根据输水隧洞进口段竖井设计断面尺寸，将滑模设计成桁架式，利用一套滑模浇筑竖井，选用桁架组装式。为减轻重量、节约成本和提高功效，选用定型小块组合模拼装起来作面板，板厚3.5mm。

（1）设计思路

外层钢筋超前，然后边绑扎内层钢筋边滑升，在距桁架3m高处设计分料平台及钢筋绑扎操作平台，并对滑模滑升摩阻力和爬杆的抗压强度计算复核。

（2）理论计算

1.拟采用方案

a)千斤顶：GYD-60 (滚珠式)

额定起重量：6t 工作起重量：3t 理论行程：35mm 实际行程：20-30mm 工作压力：8MPa 自重：25kg

b)支承杆：Ф48×3.5钢管

外径：48mm 内径：41mm 壁厚：3.5mm 外表面积：0.152㎡／m 重量：3.84kg／m 截面面积：4.89c㎡弹性模量：E=2.1×105 MPa

截面特征：J=12.296cm4 ; W=5.096cm3; r=1.58cm

根据西北工业大学对Ф48×3.5爬杆承载能力的理论计算和荷载----变形曲线分析，在滑模施工中当采用Ф48×3.5钢管作为支撑杆且处于混凝土外体时，其最大脱空长度不应超过2.5m（采用6t大吨位千斤顶，工作起重量为3t），最好控制在2.4m以内，支撑杆稳定性是可靠的（《建筑施工手册》第四版第二页P996-997）。

c)模板采用1200高钢模板。

d)单横梁“п”形提升架，槽钢围圈。

2.支撑杆、千斤顶个数计算

熟料库计算：

a)操作平台施工荷载：

操作平台面积：3.14×62=113m2

操作平台施工荷载：113×1.5KN／m2(取值)=169.5KN，相当于17t。

b)模板与混凝土摩阻力：摩阻力系数取2.0KN／m2

3.14×12×1×1.2×2.0 KN／m2(取值)=90.4KN，相当于9t。

c)平台实际荷载：28.82t的计算依据：

1)提升架：[14 1.6m×1根×30套×14.53kg／m=697kg

[12 0.55m×2根×30套×12.059kg／m= 397kg

[14 0.9m×1根×30套×14.53kg／m=392kg

[14 0.14m×2道×30套×14.53kg／m=122kg

Ф38×3 0.06m×30套×2.589 kg／m=4.66kg

[14 6m×2道×30根×14.53kg／m=5230kg

（10mm厚钢板）0.25 2×3.14×0.01×7850=15.4 kg

2)围圈及平台檩条[8

「3.14×12×1×4道」×14.53kg／m=219kg

3)平台板

平台木板（50mm）按照荷载规范600-700kg／m3

113 m2×0.05m×0.7t／m3 =4.0t

4)模板系统

模板：3.14×12×1×1.2×40kg/m2=1808kg

5)千斤顶30台×25 kg／台=750kg

6)高压油管300kg

7)液压控制台150 kg

8)内吊架、平台（取530mm宽，距外库壁100mm），施工荷载标准值(包括自重

及有效荷载)取2.0 KN／m2

3.14×12×1×0.53×2.0=39.94KN

(相当于4.0t)

9)斜撑[6.3 1.5m×1根×30套×6.633 kg／m=298.5kg

10)料斗支架向平台直分散混凝土所产生的集中荷载W

取值： 1.混凝土重力密度ν=25 KN／m3

2.料斗内混凝土表面至料斗口德最大高度h=1.3m

3.卸料时料斗口至平台卸料处的最大高度h=0.5m

4.料斗口面积A=3.14r2=3.14×0.152=0.071 m2

5.卸料口下放可能堆积的最大混凝土量0.15 m3 =25×「（1.3+0.5）×

0.071+0.15」=6.95KN，相当于0.695t