第３６卷第４期 ２ ０ １ ７年８月 四川水力发电 Ｖｏ１．３６．Ｎｏ．４ Ａｕｇ．，２ ０ １ ７ Ｓｉｃｈｕａｎ Ｗａｔｅｒ Ｐｏｗｅｒ 浅谈大坝面板混凝土滑模系统的设计、制作与使用 支ｑ丽士胃 （中国葛洲坝集团第二工程有限公司，四川成都６１００９１） 摘要：阐述了滑模施工过程中侧模、面板滑模的设计和使用方法。滑模施工工艺具有施工速度快、机械化程度高的特点， 是混凝土面板堆石坝经常采用的施工方法。 关键词：滑模设计；制作；使用；丰宁抽水蓄能电站 中圈分类号：ＴＶ７｜ＴＶ５２；ＴＶ５４４；ＴＶ６４１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１－２１８４Ｉ２０１７）０４－００６２－０３ １工程概述 模板长３ ｍ，宽度为渐变尺寸。每浇筑块左、右为 一丰宁抽水蓄能电站位于河北省丰宁满族自治 县境内，工程区距丰宁县公路里程约６２ ｋｍ，上水 库位于永利村上游滦河左岸灰窑子沟顶部。上水 库大坝顶高程为１ ５１０．３ ｍ，最大坝高１２０．３ ｍ， 坝顶宽１０ ｍ，轴线长度为５７０ ｍ，上游坝坡为１： 套。侧模共加两套，单侧模板长约２０７．５ ｍ，侧 模总加工长度为２０７．５×４＝８３０（ｍ）。制作时， 每块槽钢竖向用螺栓连接，螺栓间距为１ ｍ。每 块模板接头设置相邻模板连接板，加工后标识编 号。侧模外侧采用角钢焊接成的三角支架支撑固 定和承受新浇混凝土的侧压力，每块侧模用三个 三角支架支撑。支撑用的三角支架采用／＿７５×７ ｍｍ角钢加工。侧模三角支架支撑主要靠插筋固 １．４０５，采用钢筋混凝土面板堆石坝坝型。根据设 计图纸，大坝面板混凝土共分５４条块，条块分１２ ｍ和１０ ｍ两种（河床受压区面板宽度为１２ ｍ，计 １９块；左、右岸受拉应力区面板宽度为１０ ｍ，共 ３３块，边角２块，宽度为８ ｍ），最大块斜长约 ２０７．５ ｍ。水库大坝面板混凝土按照由低至高、由 中间向两侧、先宽后窄的施工顺序安排施工，即由 中心条块向两侧分序跳仓浇筑。浇筑施工采用滑 模一次成型施工。滑模通过设置在坝顶的卷扬机 定，依靠插筋的抗剪能力平衡面板混凝土的侧压 力。插筋直接插入斜坡面砂浆垫层内，深度不小 于４００ ｍｍ。插筋用‘ｐ２５的钢筋打尖，长度为５００ ｍｍ。侧模结构见图１。 提升，混凝土通过负压溜槽运输至仓面。 ２滑模系统的设计制作与使用 滑模系统包括：（１）侧模；（２）滑模；（３）抹面 平台及棚架；（４）坝顶卷扬牵引系统；（５）混凝土 人仓布料系统；（６）辅助系统六部分。 ２．１侧模的设计与制作 图１侧模结构图 ２．２滑模的设计与制作 侧模的作用有３点：支撑滑模、作滑模滑移轨 道、混凝土拌和物侧向流动。侧模由侧模板、 侧模外侧采用角钢焊接成的三角支架支撑固定及 插筋组成。侧模为钢木组合结构，主要由［１６轻 型槽钢配木模板组成。轻型槽钢标准长６ ｍ，部 ２．２．１滑模模板尺寸的选定 滑模的宽度和长度以及结构形式主要根据大 坝面板的宽度、坝面坡度以及混凝土的凝结速度 等确定。 长度：根据面板结构分缝间距１２ ｍ且端头考 分为３ ｍ。底部渐变段为６３ ｍｍ厚木模板，每块 收稿日期：２０１７－０４—１０ 虑０．５ ｍ的外挑长度，将滑模设计长度定为１３ ｍ，在１２ ｍ块面板浇筑完成后，将滑模改成１１ ｍ 圜Ｓｉｃｈｕａｎ Ｗａｔｅｒ Ｐｏｗｅｒ 刘丽娟：浅谈大坝面板混凝土滑模系统的设计制作与使用 ２０１７年第４期 长，以满足１０ ｍ宽度的面板施工。 整平台背后吊装一根多孔喷水管。 滑模结构见图２。 宽度：根据混凝土初凝时间为２．５—３ ｈ，每小 时浇筑一层，每层混凝土浇筑厚度为０．２５～０．３ ｍ，浇筑第三或第四层即可以开始脱模，因此，滑 模的宽度选定为１．２ ｍ。 ２．２．２滑模结构的设计与制作 无轨滑模为刚性结构，由底部钢面板、上部型 钢桁架及抹面平台三部分组成。考虑到滑模的周 转使用和克服混凝土浮托力的影响等因素，且需 满足模板自身的挠度将其控制在２０ ｍｍ以内，滑 模横梁采用型钢桁架（［２０、［１６和 ７．５）结构形 式，桁架截面为三角形，与混凝土接触的面板采 用８ ｍｍ厚钢板。为便于铺料、振捣，滑模顶部 设０．８５ ｍ宽的操作平台（用于振捣等操作，搭设 遮阳棚）。 为方便加工、运输和组装，滑模分节加工，现 场二次组合拼装，加工三节，其中中间节设计长度 为２ ｍ，两端节长５．５ ｍ。三节组合为１３ ｍ长滑 模，重约４．７ ｔ，两节组合为１１ ｍ长滑模重约３．９ ｔｏ 为便于滑模快速就位，在滑模两边各设置１ 组行走轮装置（每组２个行走胶面轮）。当滑模 完成一仓位浇筑时，行走轮装置通过铰接翻转，轮 子接触地面，使用千斤顶将滑模主体顶离坝面 （下放时模板底面要高于侧模），行走轮装置通过 调整丝杆和锁紧销将滑模与行走轮固定后可以在 坝面行走，卷扬机反向转动，滑模通过行走轮滑至 坝底。 滑模还应设防滑安全保护设置。为此，在滑 模两端各增设了手动葫芦１台，挂在面板钢筋网 上，用钢丝绳拉紧，随模板滑升而收短，使其始终 处于受力状态，以确保施工安全。 滑模上、下各设两个吊环，以确保安放位置准 确，保证滑模提升到位。 滑模后部设２个活动式修整平台（一个作为 １次收面平台，另一个作为２次收面平台）。修整 平台采用型钢三角架，悬吊在滑模桁架梁上，随滑 模一起提升，三角架上铺木板。操作平台与修整 平台呈水平状态，两侧设有护栏，以保证工人在平 台上正常工作与安全。为养护面板混凝土，在修 台 图２滑模结构图 ２．２．２．１滑模的自重和配重计算 滑模的自重加配重计算： 滑模要求自重加配重及施工荷载的法向分力 略大于新浇混凝土对模板产生的上浮力Ｐ，即要 求： （Ｇ１＋Ｇ２）ｃｏｓ ≥Ｐ 新浇混凝土对斜坡面上滑模的浮托力由下式 计算： Ｐ＝Ｐｎ×Ｌ×Ｂ １３ ｍ滑模Ｐ＝４×１２×１．２＝５７．６（ｋＮ） （Ｇ１＋Ｇ２）ｃｏｓ Ｉ＞５７．６ ｋＮ （Ｇ１＋Ｇ２）≥７１．３ ｋＮ １１ ｍ滑模Ｐ＝４ ｘ １０×１．２＝４８（ｋＮ） （Ｇ１＋Ｇ２）ｃ０ｓ ｉ＞４８ ｋＮ （Ｇ１＋Ｇ２）Ｉ＞５９．３ ｋＮ 因为要求１３ ｍ滑模自重、配重及施工荷载合 计大于７１．３ ｋＮ，取（Ｇ１＋Ｇ２）＝８５ ｋＮ；１１ ｍ滑模 自重、配重及施工荷载合计大于５９．３ ｋＮ，取（Ｇ１ ＋６＂２）＝７１ ｋＮ。 式中Ｇ１为滑模的自重，１３ ｍ滑模自重为４．７ ｔ， １１ ｍ滑模自重为３．９ ｔ；Ｇ２为滑模的最小配重及 施工荷载（ｋＮ），待求参数； 为滑模面板与水平 面的夹角，取仅＝３６。；Ｐ为新浇混凝土对斜坡面 上滑模的浮托力（ｋＮ）；Ｐｎ为内侧模板混凝土侧 压力（ｋＰａ），本方案取Ｐｎ＝４ ｋＮ／ｍ 江为滑模与 混凝土接触面的长度，分别取１２ ｍ和１０ ｍ；Ｂ为 Ｓ￣ｈｕａｎ Ｐｏｗｅｒ固 第３６卷总第１９３期 四川水力发电 ２０１７年８月 滑模宽度，取１．２ ｍ。 １３ ｍ滑模：Ｇ２＝８５—４７＝３８（ｋＮ）＝３．８（ｔ）， 即需要配３．８ ｔ的重量。 １１ ｍ滑模：Ｇ２＝７１—３９＝３２（ｋＮ）＝３．２（ｔ）， 即需要配３．２ ｔ的重量。 ２．２．２．２滑模牵引力的计算 滑模牵引力的大小与滑模自重、底板及新浇 混凝土的粘结力有关，按下式计算： Ｔ＝｛ ＋Ｇｓｉｎａ＋２３Ｐ＋ｆ２（Ｇｃｏｓｃｔ—Ｐ）｝ ＝［１．５×１２×１．２＋８５×ｓｉｎ３６＋０．５×５７．６ ＋０．２×（８５×ｃｏｓ３６—５７．６）］×１．５ ＝１５３．８９（ｋＮ） 式中 为滑模滑动需要的最小牵引力（ｋＮ）；Ｇ 为滑模自重加配重及施工荷载（ｋＮ）；７－为滑模底 板与新浇混凝土之间的粘结力（ｋＮ／ｍ。），取１．５ ｋＮ／ｍ ；Ａ为模体与新浇混凝土的接触面积 （ｍ ） 为模板与混凝土的摩擦系数，取０．５；新浇 混凝土对斜坡面上滑模的浮托力（ｋＮ）；ｆ２为对于 滚轮支撑的滑模，采用滚动摩擦系数，可取０．０５； 对于侧模支撑的滑模，采用滑动摩擦系数，取 ０．１５～０．２（钢对钢）；Ｋ为安全系数，可取１．５。 ２．３ 滑模牵引设备的选用及固定与控制方式 ２．３．１滑模牵引设备的选用 滑模牵引设备选用２台１０ ｔ卷扬机，每台卷 扬机附加１套动滑轮和１股直径为２４．５ ｍｍ、长 ４５０ ｍ的钢丝绳牵引滑模，２台１０ ｔ卷扬机及其配 套设施产生的牵引力之和为：Ｔ’＝１０×１０×２ Ｘ２ ＝４００（ｋＮ）＞Ｔ，能够满足牵引要求。 ２．３．２卷扬机的安装固定及控制 卷扬机底座为钢结构，用配重混凝土预制块 压于其上进行固定，配重为１．５ ｍ×１．５ ｍ×１ ｍ 的混凝土预制块（单块重５．４ ｔ）。根据计算，每台 卷扬机压重块为２块，每套滑模用４块。具体计 算过程如下： 卷扬机拉动滑模，受滑模牵引力的反向作用 力作用，其大小与牵引力相等、方向相反，对该力 进行正交分解，得出压块最小总质量： Ｍ＝ＴＸＧｃｏｓａ÷１０＝１２．５４（ｔ） 即每块压块最小质量为３．１４ ｔ。预制混凝土 块能够满足压重要求。 皿Ｓｉｃｈｕａ，ｌ Ｗａｔｅｒ Ｐｏ，．，ｅ， 两台卷扬机采用电控箱控制。电控箱的功能 必须能够同时操作两台卷扬机联动、单独动作、正 反向运转。 滑模就位的同时进行卷扬机的吊装就位，用 配重混凝土预制块压于其上进行固定。先将卷扬 机牵引动滑轮与滑模前端的吊环连接起来。滑升 机构安装调试完成后、在下放滑模到混凝土浇筑 点之前，应进行一到二次短距离的试滑，检验系统 有无问题并确定上下统一指挥的方式。 ２．４溜槽的制作 溜槽采用轻型、耐磨、光洁、高强度的材料制 作，每节长２ Ｉｎ，“Ｕ”型结构，采用对接式连接，每 节溜槽一端设挂钩，一端设挂环。溜槽上采用轻 型材料作盖板，内壁进行光滑耐磨处理。溜槽内 每隔１０～１５ Ｉｎ设置软挡板。 ２．５滑模的滑升 卷扬机控制电路布置在滑模上，由滑模上的 施工人员操作，在坝顶卷扬机旁设专人负责设备 运行，滑模滑升前，清除其前沿超浇的混凝土以减 少滑升阻力。每浇筑一层（２５～３０ ｃｍ）混凝土， 提升滑模一次，每次滑升的幅度控制在３０ ｃｍ，滑 模的滑升速度与浇筑强度、脱模时间相适应，将平 均滑升速度控制在１～２ ｍ／ｈ，具体滑升速度通过 工地现场试验确定；滑升间隔时间不超过３０ ｍｉｎ， 最大滑升速度不超过２ ｍ／ｈ；滑模提升过快，脱模 混凝土可能会出现流淌；过慢，混凝土表面可能会 出现拉裂。滑模滑升时应做到平稳、均衡上升。 ３ 结语 滑模施工技术是建筑施工中比较特殊的一项 施工技术，滑模施工具有机械化程度高、多工种协 同工作和强制性连续作业的特点，设计一套安全 可靠的滑模对大坝面板混凝土的浇筑具有重要意 义，该施工工艺具有速度快、机械化程度高、能降 低劳动强度、混凝土连续性好、表面光滑，能保证 结构的整体性；材料消耗少，能节省大量的架子管 及钢模板和一些周转材料，是一项可以广泛采用 和推广的施工技术。 作者简介： 刘丽娟（１９８４一），女，四川成都人，工程师，学士，从事水利水电工 程施工技术工作． ｆ责任编辑：李燕辉）
