我国滑模工程施工技术的应用与发展

     滑模施工技术是混凝土工程和钢筋混凝土工程中机械化程度高、施工速度快、场地占用少、安全作业有保障、综合效益显著的一种施工方法。它始创于本世纪初期，由于液压滑模千斤顶和集中控制设备的研制成功，40年代中期在国外得到了较大的发展。我国在本世纪30年代，已开始试用手动滑模施工，至70年代，这项施工工艺开始在全国推广应用，并得到了较快的发展。近10多年，滑模施工技术又有了长足的进步，部分成果已达到国际先进水平。
1　滑模施工工艺不断推陈出新，大大丰富了传统的滑模施工技术

　　近10多年来，滑模施工工艺不断革新，派生出了多种形式的滑模工艺，已成功地应用在工程实践中，取得了显著的经济效益和社会效益。比较成熟和典型的新工艺有：不同材质墙体的“复合壁滑升工艺”，井壁或结构加固用的“单侧滑升工艺”，双曲线冷却塔的“滑动提升模板工艺”，“滑框倒模工艺”，“液压爬模工艺”，等等。
　　此外，还研究开发了成套的滑模施工技术，如内蒙古第一建筑工程公司的“高层建筑成套滑模施工技术”，北京中建建筑科学技术研究院的“松卡大顶滑模施工成套技术”等，使滑模施工综合技术应用水平上了一个新台阶。

2　滑模装置逐步大型化、通用化，具备了实行社会租赁的条件

　　近10多年来，以中国建筑一局四公司和铁道部12局等单位为代表，针对以往滑模施工中出现的问题，对模板系统进行了改进，如在高层建筑中研究推广大型化、模数化的定型组合大钢模板，替代以往围圈加小钢模的做法，基本上解决了由于小模板刚度差、拼缝错台多，控制不当易出现混凝土墙面不平的缺陷；在特种结构中，研究推广定型化、工具化的组合钢模板，克服了以往通常一个构筑物配置一套专用模板，利用率低的缺陷，有效地降低了滑模施工成本。
　　在提升架系统中，许多单位开发了可调节的支腿，使模板的锥度和截面尺寸可随时调整，提升架立柱与横梁之间也可调节，以适应更大截面变化的要求。
　　经合理配制的大型化滑模装置，拼缝少，组合刚度大，配上异型模板可以组成各种复杂的平面形式，通用性强，周转次数多，为滑模装置的租赁化创造了条件，而且滑模施工成本相对降低，对改善混凝土外观质量、保证施工精度有积极意义，实际应用中已取得明显的技术经济效益。

3　滑模千斤顶设备逐步向品种系列化、功能多样化、超大吨位方向发展

　　滑模千斤顶已由过去单一的HQ3.5t级小型千斤顶，发展成6、8、9、10t级大吨位滑模千斤顶，目前已初步形成了系列化产品，并且具有滚珠式、楔块式、松卡式等多种卡头形式和升降、拔杆功能，不仅提高了提升能力，而且还改善了提升性能，是近几年来滑模机具的重要发展。
　　可以预见，具有升降、自动拔杆功能的超大吨位千斤顶(大于10t，可兼作提升重物用)，是今后滑模提升设备的发展方向。

4　大力开发滑模支承杆的回收技术和综合利用技术，发展φ48mm×3.5mm钢管支承杆体外布置工艺

　　近几年来，北京中建建筑科学技术研究院和北京安厦支承杆回收技术有限公司等单位，开发了两种新装置，一种是在提升架下加装“活动套筒”，使其自由转动，并具有上下活动功能；另一种是松卡式千斤顶，在回收支承杆时，可以松开上、下卡头，将支承杆从千斤顶顶部拔出。工程试用表明，使用这两种装置不仅工作效率高，抽孔空洞影响小，而且回收率也较高，可达到80%以上。因此，除继续采取合理的布置方式，将支承杆尽量作为结构钢筋利用外，应加大工具式支承杆的应用比例，提高回收率，尽量降低施工成本。
　　随着大吨位滑模千斤顶的推广应用，近几年，开发了配套的φ48mm×3.5mm普通脚手架钢管作为支承杆使用，体内体外均可布置的新工艺，钢管的截面面积虽然和φ25mm圆钢基本相当，但刚度增加了5倍多，可使支承杆的数量相对减少，自由脱空长度相对增加，这给平台结构布置提供了更大灵活性，改善了操作平台过去因支承杆刚度较小容易失稳的缺陷，作为工具式支承杆较圆钢易回收，且通用性强，已取得较好的经济效益，应大力推广应用。

5　滑模施工精度控制迈上新台阶

　　现在，已较广泛地采用激光经纬仪、激光准直仪、激光铅垂仪、激光观测站等，并配置工业电视监控系统、自动对讲机和数字移动通信、自动液压控制台、微机联网等先进设备，初步实现了滑模施工动态跟踪监测，并逐步采用了自动调平、自动纠偏和纠扭控制技术，改变了以往垂球吊准、手工纠偏的测控落后面貌，初步实现了水平度与垂直度的统一控制，不仅提高了平时的观测精度，而且解决了在风、雨、雾、黑夜等恶劣条件下监测精度的难题，为滑模工程质量的进一步提高提供了现代化手段。

6　滑模施工配套设备与技术迅猛发展，更加突出体现了滑模工艺施工快速、劳动强度低的特点

　　目前，在垂直运输方面，已大量采用无井架、随升平台井架、随升塔吊、附壁式自升塔吊等，使运输机械随着滑模平台上升；在混凝土运输和浇筑方面，逐步推广混凝土管道泵垂直输送、平台上采用混凝土布料机水平布料等全盘机械化施工工艺。滑模电脱模技术、滑模混凝土养护技术、滑模千斤顶工作性能现场检测技术等的开发应用，也大大提高了滑模施工技术的机械化水平，使滑模施工速度快的特点得到了有力的设备保障，工人劳动强度进一步降低。

7　滑模施工工艺的标准规范日趋完善

　　1987年，颁布了我国第1部滑模工程的国际规范《液压滑动模板施工技术规范》(GBJ113—87)，对滑模工程设计、施工组织准备、装置设计、制作以及施工各环节作出了较全面的技术规定，使得滑模工程的设计和施工有了可遵循的依据。
　　此外，我国还制订了专业性较强的《液压滑动模板施工安全技术规范》(JGJ65—89)，《水工建筑物滑动模板施工技术规范》(SL32—92)，以及涉及滑模施工的相关标准规范如《烟囱工程施工验收规范》(GBJ78—85)，《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》(JGJ3—91)等，目前，正由冶金部建筑研究总院牵头对GBJ113—87规范开展修订工作，以适应滑模施工技术的迅猛发展，预计1999年底完成。

8　滑模施工技术需要进一步解决的几个主要问题

　　(1)建立专业化的滑模工程公司，推行滑模施工技术单项资质注册制度。
　　(2)一切以满足滑模连续施工的需要为出发点，建立和完善具有滑模施工特色的成套管理办法。
　　(3)进一步降低滑模施工成本，提高企业竞争力。滑模工艺的成本可以在以下几个方面进一步挖潜：①加强管理，减少人为损耗和浪费；②滑模装置向通用化、工具化方向发展，实行社会租赁；③滑模设备性能改善，加强日常维护，实行社会租赁；④滑模支承杆尽量采用φ48mm×3.5mm钢管支承杆体外布置，加大替代受力钢筋的比例，提高支承杆回收率，减少支承杆的数量等，将支承杆的无功损耗降低到最小；⑤因地制宜地选择不同形式的滑模工艺，或几种施工方法综合利用，发挥各自方法的最大效益。
　　(4)进一步开展联合攻关，不断开发新工艺，研制新产品，完善丰富和发展滑模施工技术。包括：①大中吨位千斤顶及配套支承杆承载能力的研究应引起重视。②推广薄层浇灌(厚度小于200mm)，连续微量提升的办法，是消除混凝土粘模的一种行之有效的措施。混凝土的浇灌厚度，规范建议以200～300mm为宜，对较低值的限制主要是从滑模工程的最小截面尺寸考虑的，要求混凝土的自重G大于混凝土与模板间的摩阻力2F，以防止混凝土被带起。国内外的工程实践证明，采用100mm左右厚度的浇灌层，对混凝土没有产生拉裂，混凝土的一次浇灌量减少，加上模板连续提升如每5min一次，减少了摩阻力，改变过去常用的浇灌层厚度偏厚，每次累计提升量过高，提升次数较少的滑升方式，可以有效地消除混凝土粘模的问题。尤其是滑升面积较大的建筑物中效果更为明显。而且这样一来，既降低了提升荷载，又减小了支承杆的脱空长度，从而大大增加了滑模系统的稳定和安全。建议规范修订时作进一步的调整与补充。③还应加强高强度混凝土在滑模施工中的应用技术研究，主要包括高强度混凝土的出模强度与滑升速度的关系，早龄期脱模受荷对强度的影响；加强滑模施工精度控制的智能化研究；加强冬季滑模施工工艺、特种滑模施工工艺、滑动模板表面清理技术以及滑模混凝土养护剂等方面的研究。尽管钢管支承杆在工程应用中收到了较好的效果，但相关的试验较少。尤其在大量推广使用大吨位千斤顶及其配套支承杆(φ48mm×3.5mm钢管)之时，支承杆在结构体内、体外承载能力研究，群杆的承载能力研究以及支承杆整体稳定性研究等，都是迫切需要解决的理论课题，这对于保障滑模施工的安全至关重要。