滑模工艺简介

滑模也称滑动模板，是现浇混凝土结构工程施工中一种机械化程度较高的工具式模板。这种模板已广泛用于贮仓、水塔、烟囱、超高桥墩、水电站进水塔、立井井壁、斜井井壁、边墙、尾水闸墩等、等断面竖向结构的施工，而且已发展用于高层和超高层民用建筑的竖向结构施工。
一、滑模施工特点
根据以往的施工经验，相对于立模浇筑，滑模施工有以下优点：
1、不设水平施工缝，施工连续性好；
2、施工进度快，日平均滑升2.5m-5m左右，立模浇筑无法比拟；
3、工作盘形成后，辅助性材料消耗少；
4、混凝土表面平整度高，外观质量好，混凝土缺陷处理工作量小。
但由于滑模施工工艺有钢筋制安、混凝土浇筑、模板滑升等工序平行施工的特点，其施工质量对混凝土的早期强度、队伍素质、施工机具、砼的拌和运输能力、入仓手段、备用电源、等方面的要求也较高，因此，要确保混凝土的施工质量，选择有经验且素质较高的施工队伍，加强施工过程中的质量监督与管理在滑模施工中就显得尤为重要。
二、滑模装置的组成
滑模装置主要由模板系统操作平台系统液压系统以及施工精度控制系统等部分组成。
1、 模板系统
1）、模板
模板又称作围板，依赖围圈带动其沿混凝土的表面向上滑动。模板的主要作用是使混凝土按设计要求的截面形状成形。
模板用材一般以钢材为主。如采用定型组合钢模板，则需在边框增加与围圈固定相适应的连接孔。
钢模板可采用厚2～3mm的钢板冷压成型，或用厚2～3mm钢板与┕30～┕50角钢制成。模板的高度可视情况不同设计为1.2m或1.5m。其宽度以考虑组装用拆卸方便为宜。一般为300mm，当施工结构面为直线段时，可将模板的宽度加大，以节约组装和拆卸用工，另外，也可配以少量200mm、150 mm宽的模板，个别小于50mm的空隙，可配以木条包铁皮补严。模板宽度的实际尺寸应比公称尺寸小2mm。结构的阴阳角处采用同样材料制成的角模，角模的上下口倾斜应与整体模板相同。阴阳角处可做成小圆弧形。同时，为了便于脱模，模板的上下口可设计一定的锥度。
2）、围圈
围圈又称作围檩。其主要作用是使模板保持组装的平面形状并将模板与提升架连接成一整体。围圈承受由模板传递来的混凝土侧压力、冲击力和风荷载等水平荷载，同时还承受滑升时的摩阻力、作用于操作平台上的静荷载和施工荷载等竖向荷载，并将其传递到提升架、千斤顶和支承杆上。
围圈在转角处应设计成刚性节点，围圈接头采用等刚度的型钢连接，连接可采用焊接，螺栓连接每边不得小于2个。在使用荷载作用下，相邻提升架之间围圈的垂直与水平方向的变形不应大于跨度的1/500。围圈放置在提升架立柱的围圈支托上，可用U形螺栓固定。当提升架之间的布置距离较大时（大于3m）或操作平台的桁架直接支承在围圈上时，可在上下围圈之间加设腹杆，形成平面桁架，以提高承受竖向荷载的能力。
3）、提升架
提升架又称作千斤顶架。它是安装千斤顶并与围圈、模板连接成整体的主要构件。提升架的主要作用是控制模板、围圈由于混凝土的侧压力和冲击力而产生的位移变形；同时承受作用于整个模板上的竖向荷载，并将上述荷载传递给千斤顶和支承杆。当提升机具工作时，通过它带动围圈、模板及操作平台等一起向上滑动。
提升架的立面构造形式，一般可分为单横梁“Π”形，双横梁的“开”形或单立柱的“F”形等。对于摩阻力及局部荷载较大的部位，可采用双千斤顶提升架。双千斤顶提升架可沿横梁布置；也可垂直于横梁布置。提升架的立柱可采用槽钢制作，或可用双槽钢制作成一矩形截面的立柱。对于侧压力较大的结构体，其提升架的立柱可采用型钢制成一定截面尺寸的桁架梁。
提升架必须具有足够的刚度，应按实际的水平荷载和竖向荷载进行计算。提升架的横梁与立柱必须刚性连接，两者的轴线应在同一水平面内，在使用荷载下，立柱的侧向变形应不大于2mm。提升架横梁至模板顶部的净高度，对于配筋结构不宜小于500mm，对于无筋结构不宜小于250mm。
2、 操作平台系统
操作平台系统由操作平台和辅助平台组成。
1）、操作平台
滑模的操作平台（也称工作盘）是绑扎钢筋、浇筑混凝土提升滑模体的操作场所；也是钢筋混凝土埋设件等材料和千斤顶、振捣器等小型备用机具的暂时存放场地。液压控制机械设备，一般布置在操作平台的中央部位。
同时，操作平台是滑模的主要受力构件之一，各构件除满足强度要求处，还应有足够的刚度。工作盘支撑在提升架的主体竖杆件上，通过提升架与模板连接成一体，并对模板起着横向支撑作用。盘面采用δ50mm木板铺平，为防止坠物，盘面必须密实、平整并保持清洁。
2）、辅助平台
辅助平台又称为辅助盘。为便于施工人员随时检查脱模后的混凝土质量，即时修补混凝土表面缺陷，扒出埋件，以及即时对混凝土表面进行洒水养护，安装在工作盘下方，用┖50×5角钢组成，盘面用δ50mm木板铺密实，悬挂于桁架和提升架下。吊杆可用Φ16～Φ18钢筋或50mm×4mm的扁钢制成，也可采用柔性链条。辅助盘盘面宽度一般为600mm～800mm。为了保证安全，其外侧应设防护栏杆挂设安全网。
3、 液压提升系统
液压提升系统主要由液压千斤顶、液压控制台、油路和支承杆等部分组成。
1）、液压千斤顶
液压千斤顶又称穿心式液压千斤顶或爬升器。其中心穿过支承杆，在周期式的液压动力作用下，千斤顶可沿支承杆作爬升动作，以带动提升架、操作平台和模体随之一起上升。
目前国内生产的滑模液压千斤顶型号主要有滚珠式楔块式松卡式等。
2）、液压控制台
液压控制台是液压传动系统的控制中心，是液压滑模的心脏。主要由电动机、齿轮油泵、换向阀、液压分配器和油箱组成。其工作原理略述。
液压控制台按操作方式不同可分为手动电动和自动控制等形式；按油泵流量（L/min）的不同，可分为15、36、56、72、100、120等型号。每套控制台能控制多少千斤顶，可以根据油泵的流量、千斤顶油缸容积及提升时间周期等参数，通过计算确定。
液压系统安装完毕，应进行试运转，首先进行充油排气，然后加压至12Mpa，每次持压5分钟，重复3次，各密封处无渗漏，进行全面检查，待各部分工作正常后，再插入支承杆。液压控制台的技术要求略述。
3）、油路系统
油路系统是连接控制台到千斤顶的液压通道，主要由油管、管接头、液压分配器和截止阀等元、器件组成。
油管一般采用高压无缝钢管和高压橡胶管两种。根据滑模工作面积的大小决定液压千斤顶的数量及编组形式。
主油管内径应为14～19mm，分油管内径应为10～14mm，连接千斤顶的油管内径应为6～10mm。
油路系统可按工程的具体情况和千斤顶的布置不同，组装成串联式、并联式和串、并联混合式。为了保持各台千斤顶的供油均匀，便于调整千斤顶的升差，一般采用三级并联方式。即：从液压控制台通过主油管至分油器为一级，从分油器经分油管至支分油器为二级从支分油器经支油管（胶管）至千斤顶为三级。各级油管管径应根据油液流量选择，并应与出油口和进油口配套。由液压控制台到各分油器及由分、支分油管到各千斤顶的管线长度，设计时应尽量相同。管接头通径与压力应与油管相适应。一般采用扣压式胶管接头或可拆式胶管接头；钢管接头可采用卡套式管接头。连接处要有耐油密封圈，确保不漏油。
截止阀又称针形阀，是控制油路通断的节门，用于调节管路及千斤顶的油液流量、控制千斤顶的升差。一般安装于分油器上及千斤顶与管路的连接处。
液压油是液压系统中借以传递能量的工作介质。液压油应具有良好的润滑性和稳定性，一般可选用L—HM矿物油型液压油。其黏度等级可根据工作压力及气温等条件确定，当低温时可用22号，常温时用32～46号，高温时用46～68号。
4）、支承杆
支承杆又称爬杆。它支承着作用于千斤顶的全部荷载。目前使用的额定起重量为30KN的珠式卡具液压千斤顶，其支承杆一般采用25圆钢制作。如使用30KN的楔块式卡具液压千斤顶时，也可采用25～28mm的螺纹钢筋作支承杆。
近年来，我国各地相继研制了一批额定起重量为60～100KN的大吨位千斤顶，与之配套的支承杆采用φ48mm×3.5mm钢管。其接头可采用丝扣连接、焊接和销钉连接。采用丝扣连接时，钢管两端分别焊接M30螺母和螺杆，丝扣长度不宜小于50mm。采用焊接的方法时，应先加工一段长度为200mm的φ38mm×3mm钢管衬管，并在支承杆两端各钻3个φ4小孔，当千斤顶上部的支承杆还有400mm时，将衬管插进支承杆内1/2，通过3个小孔点焊后，表面磨平。随后在衬管上插上一根支承杆，同样点焊磨平。当千斤顶通过接头后再用帮条焊接。
支承杆的承载力及验稳定性经计算需符合要求方可使用。
三、施工工艺
1、施工准备
滑模施工前必须做好准备工作，主要包括以下几方面内容：
1）、滑模设计。滑模装置系统的设计，并通过对滑模荷载的分析计算，选择合理的液压系统及支承杆承载能力；
2）、混凝土基础面的处理，括混凝土基础面的凿毛、冲洗等各项工作必须在滑模安装前处理完毕；
3）、在滑模安装前，必须为滑模的安装提供必要的控制点线；
4）、在滑模施工前，必须根据工程特点及滑模工艺要求对结构物体型里的埋件预留孔洞等提出对工程的局部修改意见，做好技术上和材料上的准备工作，并通过试验对混凝土的固身初凝时间进行测定，确保滑模在开始滑升后，不因技术准备不充分而影响滑升速度或造成滑模停滑。
5）、滑模组装调试。根据滑模施工的要求，从滑模的制作安装到组装调试必须对每道工序进行检查控制。首先，滑模装置系统的设计必须符合规范要求。其次是滑模的组装应满足模体偏差的要求。提升架在两个方向的垂直度允许偏差2mm；模板上口、下口半径允许偏差±2mm；提升架前后位置允许偏差5mm；千斤顶中心轴线垂直度允许偏差0；相邻模板的环境平整度允许偏差1mm；安装千斤顶横梁标高允许偏差5mm；操施工作盘的平整度允许偏差20mm。
2、滑模施工
1）、滑模施工工艺流程
滑模施工特点是钢筋安装、混凝土浇筑、模板滑升平行作业，连续进行相互适应。模体就位后，进行钢筋安装。在滑模施工中，钢筋连接采用直螺纹套筒连接新工艺，解决了制约滑模滑升速度的瓶颈，加快了滑模施工进度，施工质量符合设计要求。
支承杆兼作受力钢筋是滑模钢筋安装的又一特色。在滑模施工中，由于支承杆与受力钢筋的安装位置重叠，一般将支承杆作为受力钢筋进行加固。加固时既要满足支承杆受力要求，同时还应满足受力钢筋要求，并且支承杆在同一水平内的接头数量不超过支承杆根数的四分之一。
混凝土初次浇筑和模板的初次滑升，严格按以下六个步骤进行，第一次浇筑10cm厚半骨料的混凝土或砂浆，接着按分层厚度不大于30cm浇筑第二层，厚度达到70cm时，开始滑升3～6cm，检查脱模混凝土凝固是否合适，第四层浇筑后滑升6cm，继续浇筑第五层又滑升12～15cm，第六层浇筑后滑升20cm，若无异常现象，便可进行正常浇筑和滑升。混凝土浇筑采用分层对称浇筑，分层厚度不大于30cm。
滑模的初次滑升要缓慢进行，并在此过程中，对液压装置，模板结构以及有关设施，在负载情况下，作全面检查，发现问题及时处理，待一切正常后方可进行正常滑升。
施工转入正常滑升时，应尽量保持连续作业，由专人观察脱模混凝土表面质量，以确定合适的滑升时间和滑升速度。正常日滑升3.0m左右。
混凝土浇筑前应做混凝土固身凝固试验，应控制其固身凝固时间6～8小时。为保证混凝土顺利入仓，要求混凝土和易性好，坍落度过6～18cｍ。脱模的混凝土面应无流淌和拉裂现象，手按有硬的感觉并能压出１mm左右的指印，约0.1Mpa，能用抹子抹光。若脱模混凝土面平整，可不做抹光处理。如脱模混凝土面有缺陷，应立即进行混凝土表面修补，一般用抹子在混凝土表面用原浆压平。
为使已脱模混凝土面具有适宜的硬化条件，防止发生裂缝，在辅助盘上设洒水对脱模混凝土面进行及时养护。
滑模施工工艺：混凝土下料→平仓→振捣→滑升→钢筋绑扎→ 下料。
2）、预埋件及预留处理
施工中采取预埋木盒或通过设计将二期插筋由Ⅱ级螺纹钢筋改为Ⅰ级圆钢弯曲90度处理。对于结构缝沥青板需随浇随埋。针对不同埋件设专人既时进行处理。
3）、滑模拆除
滑模滑升至指定位置时，将滑模滑空后，将模体固定后进行解体，利用门机配合卷扬机在高处拆除，根据另外滑模尺寸进行改装。滑模拆除应注意以下事项：
A、 必须在跟班经理统一指挥下进行，并预先编制安全措施。
B、 操作人员必须配戴安全带及安全帽。
C、 拆卸的滑模部件要严格检查，捆绑牢固后下放。
四、质量控制
施工过程中进行跟班质量检查和隐蔽工程验收。严格每道工序。进行过程控制，对钢筋的绑扎和连接、混凝土的平仓振捣、滑模的提升面的修整及养护按照施工规范要求进行检查验收，确保施工质量。
1、 混凝土浇筑控制
1）、严格控制混凝土配合比、水灰比、调整混凝土坍落度；
2）、随施工进行垂直度观测；
3）、掌握混凝土的浇筑厚度；
4）、滑升时注意控制初滑、正常滑升与末滑时间、防止表面裂纹；
5）、滑升前对钢筋安装进行验收，滑升过程对钢筋的连接、绑扎、保护层在混凝土浇筑过程中严格控制；
6）、滑升过程中对预埋件和二期混凝土插筋的安装应位置准确，固定牢固。脱模后应及时清理使其外露，位置偏差不应大于20mm。
2、 滑升控制
滑模滑升过程的基本要求：初滑------正常滑升----末滑。
正常滑升根据现场施工情况确定合理的滑升速度，首先，初滑阶段，必须对滑模装置和混凝土凝固状态进行检查。正常滑升过程的时间间隔不应超过2小时，控制一次滑升高度20cm，日滑升高度控制在2.5m左右。在滑升过程中，根据气温变化控制提升时间，千斤顶一个行程为30mm，中间提升的高度控制为1～2个行程。
在滑升过程中，操作平台应保持水平。各千斤顶的相互差不得大于40mm，相邻两个提升架上千斤顶的升差不得大于20mm。
3、 滑模体型控制
1）、滑模中心线控制：为保证结构物中心不发生偏移，在关键部位悬挂垂线进行中心测量控制，同时也保证其它部位的测量要求。
2）、滑模水平控制：一是利用千斤顶的同步器进行水平控制，二是利用水准管测量，进行水平检查。
3）、测量队每天两次对滑模进行垂直度和变形观测，以确保垂直度和变形符合设计要求。
4、滑模施工中出现问题及处理
滑模的施工中出现的问题有：滑模体倾斜、滑模体平移、扭转、模体变形、混凝土表观缺陷、爬杆弯曲等，其产生的根本原因在于千斤顶工作不同步，荷载不均匀，混凝土浇筑不对称，纠编过急等。因此，在施工过程中首先要把好质量关，加强观测检查工作，确保良好运行状态，发现问题及时处理。
a、纠偏
利用千斤顶高差自身纠偏或施加一定的外力给予纠偏。所有纠偏不能操之过急，以免造成混凝土表面拉裂，死弯，模体变形，爬杆弯曲等事故发生。
b、爬杆弯曲
爬杆弯曲时，采用加焊钢筋或斜支撑，弯曲严重时，切断爬杆，重新接长后再与下部爬杆焊接，并加焊“人”字型斜支撑。
c、模板变形处理
对部分变形较小的模板，采用撑杆加压复原，变形严重时，将模板拆除修复。
d、混凝土表观缺陷处理
采用局部立模，补上比原标号高一级的膨胀细骨料混凝土并用抹子抹平。
e、停滑措施及施工缝处理
滑模施工需连续进行，因结构需要或意外原因停滑时，应采取停滑措施，混凝土停止浇筑后，每隔15分钟，滑升1～2个行程，直至混凝土与模板不再粘结。由于停滑造成的施工缝，根据水工施工规范要求处理。然后在复工前混凝土表面残渣除掉，用水冲净，混凝土施工缝先铺一层10cm厚的水泥沙浆，然后再浇筑原配比混凝土，达到施工规范要求。
五、滑模施工应高度重视的几个方面
1、 施工前，对混凝土的配合比、外加剂进行试验工作，测定混凝土的坍落度、凝固时间，为滑模做好技术准备。
2、 从滑模组装到混凝土浇筑施工，严格按照结构物周边线进行控制，确保其垂直度，偏差满足施工质量技术要求。
3、严格按照分层分片对称浇筑混凝土，每次滑升间隔时间不得超过2小时，滑升高度最大不超过300mm。
4、每次浇筑后必须露出最上面一层横筋，钢筋绑扎间距符合要求，每层钢筋基本上呈一水平面，上下层之间接头要错开，竖筋间距按设计布置均匀，相邻钢筋的接头要错开，在同一水平面的钢筋接头数应小于总数的1/5。
5、盘上要经常备用一部分钢筋，竖向筋不超过50根，横筋不少于3层。
6、在滑升的过程中，每次滑升要进行一次测量工作，发现问题即时处理。
7、交接班应在工作面进行，了解上班滑升情况和发现问题，制定本班的滑升方式，并滑升2～3个行程进行测定。
8、加强设备的使用和维护工作，控制平台在每次滑升前油泵空转1～2分钟，给油终了时间2～3秒，回油时间不少于10秒，在滑升过程中应了解设备运行状态，在无漏油和其它异常现象，工作不正常的千斤顶要即时更换，拆开检修备用。
9、因故停止浇筑混凝土超过2小时，应采取“紧急停滑措施”，并对停工造成的施工缝认真处理。
六、结束语
随着施工技术的发展，对施工质量的要求也越来越高，滑模施工以其少周转材料滑升速度快一次成型外观质量好等优点，在水电工程施工中，取得了良好的经济效果。严格按操作工艺，加强施工过程控制，采取切实有效的措施避免和解决滑模施工中出现的问题，确保滑模的施工质量，将会对滑模施工技术的发展起到有力的推动作用。