鋼筋混凝土井塔外爬內(nèi)掛模施工技術(shù)

鋼筋混凝土井塔外爬內(nèi)掛模板施工技術(shù)1.前言近年來隨著煤礦礦井建設規(guī)模的擴大，承擔提升功能的井塔工程設計高度也在不斷增加，截面也在不斷加大。當前不少工程場地狹小，工期要求緊，混凝土表面質(zhì)量要求高，這就大大增加了施工難度。為此建筑安裝工程集團有限公司與第六十八工程有限公司成立了課題組，開展鋼筋混凝土井塔外爬內(nèi)掛模板施工技術(shù)研究，總結(jié)出《鋼筋混凝土井塔外爬內(nèi)掛模板施工技術(shù)》，其關(guān)鍵技術(shù)為：對外爬模板與內(nèi)掛模板構(gòu)造進行合理設計，內(nèi)外掛鉤連接座由同一個承載螺栓連接形成一個整體，大模板整體剛度高，拆裝方便；模板底口增設一種混凝土防滲漏裝置，有效地解決了模板底口易滲漏的技術(shù)難題。2.技術(shù)特點2.1外模自動爬升,內(nèi)模系統(tǒng)由塔吊吊起后直接掛到內(nèi)掛件上，減少大模板了垂直運輸次數(shù)，工人勞動強度低，節(jié)省了施工場地，加快了施工速度。2.2采用定型組合大鋼模板，組裝簡便快捷，采用絲桿和齒輪對內(nèi)外側(cè)大模板進行調(diào)整就位，輕松簡易，省時省力；拆模后的混凝土表面平整光潔。2.3爬升支架由多層操作平臺，施工人員可以在每個方向的每層平臺上獨立的進行各種施工操作（如綁扎鋼筋、安裝模板、修飾塔身等），既節(jié)約了施工時間，也為工人提供了足夠的操作空間。2.4外爬內(nèi)掛模板系統(tǒng)重復利用率高，能有效地降低工程成本。3.適用范圍本技術(shù)適用于鋼筋混凝土井塔及剪力墻結(jié)構(gòu)高層建筑工程的施工。4.工藝原理外爬原理：外模系統(tǒng)的爬升運動通過液壓油缸對導軌和爬模架體交替頂升來實現(xiàn)。導道與爬模架體是爬模裝置的兩個獨立系統(tǒng)，二者之間可進行相對運動。當爬模澆筑混凝土時，軌道和爬模架體掛在外掛件上。退模后立即在留好的預埋件孔上安裝承載螺栓和內(nèi)外掛件，調(diào)整上、下爬升器內(nèi)棘爪方向后啟動油缸來頂升軌道，待導軌頂升到位，就位于外掛件后解除爬模架體上所有拉接，之后就可以開始頂升爬模架體，此時導軌保持不動，調(diào)整上下棘爪方向啟動油缸，爬模架體就相對于導軌運動，通過導軌和爬模架體交替提升對方，爬模裝置就可以沿著墻體逐層爬升。內(nèi)掛原理：內(nèi)模系統(tǒng)設計時總重量不超過塔吊的最大起重量，內(nèi)模系統(tǒng)的受力點主要是掛鉤和防傾滑輪。一榀模板系統(tǒng)有兩個掛鉤，通過掛鉤將整個系統(tǒng)掛在內(nèi)掛件上，所有重量將由內(nèi)掛件承擔，防傾滑輪安裝在底部的可調(diào)節(jié)支腿上，緊貼著墻體混凝土面，以防止內(nèi)模系統(tǒng)向外傾斜和起吊時刮到混凝土。掛鉤呈“尖刀”狀，下端尖窄，上端寬厚；內(nèi)掛件插口上口大，下口??；掛鉤直接插入內(nèi)掛件插口中，不采取其它固定措施，起吊時沒有阻力，塔吊可以輕松的將內(nèi)模系統(tǒng)吊起后掛到上部新安裝的內(nèi)掛件上。外模爬升到位后即可進行內(nèi)模的吊掛。當遇到平臺時將內(nèi)模系統(tǒng)吊至地面，平臺施工完后從平臺面重新安裝。5.施工工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程外爬內(nèi)掛模板施工技術(shù)系統(tǒng)施工主要包括系統(tǒng)安裝和操作工序。5.1.1系統(tǒng)安裝工藝流程爬模安裝前準備→大模板及上架體地面拼裝→安裝承載螺栓和掛件（掛鉤連接座）→主三角架及爬軌地面拼裝→主三角架及爬軌整體吊裝→安裝桁架→安裝下架體→安裝平臺鋪板→外模板及上架體整體吊裝→內(nèi)模板及架體整體吊掛→安裝欄桿及安全網(wǎng)→安裝液壓動力系統(tǒng)→液壓系統(tǒng)調(diào)試5.1.2系統(tǒng)操作工藝流程爬模系統(tǒng)安裝完成→模板合攏與加固→混凝土澆筑→混凝土養(yǎng)護及上層墻體鋼筋綁扎→退出模板→拆除底層掛件并將其安裝在頂層掛件安裝位置→軌道爬升→外模板及架體爬升→內(nèi)模板及架體吊掛→合模并加固→混凝土澆筑→繼續(xù)循環(huán)施工5.2操作要點5.2.1外爬內(nèi)掛模板系統(tǒng)的構(gòu)成工藝系統(tǒng)圖見圖5.2.1-1。1-鋼筋綁扎操作平臺；2-上架體；3-鋼筋綁扎及砼澆筑操作平臺；4-外爬模；5-外爬模操作平臺；6-爬模提升操作平臺；7-下架體；8-爬軌；9-安全網(wǎng)；10-承載螺栓；11-外掛件；12-掛件拆除及混凝土缺陷修補操作平臺；13-內(nèi)模板；14-內(nèi)模板操作平臺；15-內(nèi)模系統(tǒng)掛鉤；16-內(nèi)模系統(tǒng)防傾滑輪；17-內(nèi)掛件圖5.2.1-1外爬內(nèi)掛模板施工工藝系統(tǒng)圖1、外爬模板裝置1）模板由組拼式大鋼模板、陰角模、陽角模、鋼背楞、對拉螺栓、鑄鋼螺母、鑄鋼墊片模板調(diào)節(jié)及固定裝置等組成。2）架體與操作平臺由上架體、三角斜撐、上操作平臺（鋼筋、混凝土施工平臺）、主三角架、下架體、架體防傾調(diào)節(jié)支腿、下操作平臺（模板操作平臺、爬升操作平臺、掛件拆除及混凝土缺陷修補操作平臺）、縱向連系桁架、欄桿、安全網(wǎng)等組成。3）液壓爬升系統(tǒng)由導軌、掛鉤連接座、承載螺栓、油缸、液壓控制臺、防墜爬升器、各種油管、閥門及油管接頭等組成。4）電氣控制系統(tǒng)由動力、照明、信號、通訊、電源控制箱、電氣控制臺、電視監(jiān)控等組成。2、內(nèi)掛模板由主三角撐（斜撐、橫梁、立柱、掛鉤、防傾滑輪），縱向連接桁架、模板移動裝置、大模板及上架體、模板操作平臺組成。5.2.2爬內(nèi)掛模板系統(tǒng)安裝與調(diào)試1、安裝前應完成下列準備工作1）對承載螺栓中心標高、模板底標高應進行抄平，放墻軸線、模板邊線。2）對爬模安裝標高的下層結(jié)構(gòu)外形尺寸、預留承載螺栓孔進行檢查，對超出允許偏差的結(jié)構(gòu)進行剔鑿修正；3）綁扎完成模板高度范圍內(nèi)鋼筋；4）安裝門窗洞模板、預留洞模板、預埋件、預埋管線；5）模板板面刷脫模劑，機動構(gòu)件需加潤滑油；6）在有門洞的位置安裝架體時，應提前做好導軌上升時的門洞支承架。2、模板組拼與安裝1）拼裝在混凝土硬化場地上進行，場地平整度控制在2mm以內(nèi)；2）按設計圖紙規(guī)格與尺寸拼裝模板、面板組拼采用M12螺栓連接。3）面板組拼完成后安裝背楞：面板肋與背楞連接采用M14帶掛鉤螺栓與墊板拉接緊固,并用電焊進行輕輕點焊。4）在模板上放出承載螺栓孔及對拉螺桿孔的準確位置并鉆孔，內(nèi)外模板之間的對拉螺栓位置必須相對應，孔壁內(nèi)涂刷油漆。5）模板通過塔吊分塊起吊安裝，分別安放在爬架上的專用移動裝置上。6）模板之間的拼縫應平整嚴密，板面應清理干凈，脫模劑涂刷均勻。7）模板安裝后應逐間測量檢查對角線并進行校正，確保直角準確。3、掛鉤連接座安裝（掛件）掛鉤連接座安裝固定必須采用M36承載螺栓，掛鉤連接座應與構(gòu)筑物表面有效接觸，掛鉤連接座安裝中心允許偏差為5mm，固定在墻體預留孔內(nèi)的承載螺栓在墊板、螺母以外長度不少于3個螺距。4、爬升系統(tǒng)安裝主三角架（斜撐、橫梁、立柱、爬頭）、軌道、爬升器及模板調(diào)節(jié)裝置在地面上拼裝完成后吊裝。5、架體與其它設施安裝爬升系統(tǒng)裝完成后安裝縱向桁架，塔設架體，鋪操作平臺吊放模板，掛安全網(wǎng)，敷電纜及液壓油管，安裝控制柜，安裝照明燈具及爬梯等。6、液壓系統(tǒng)的調(diào)試1）按照液壓系統(tǒng)說明書,加入液壓油至油箱液位計上限；2）系統(tǒng)通電,檢查控制柜信號燈指示正常；3）啟動液壓泵電機,觀察液壓動力站壓力、油溫信號指示是否正常。當油溫低于25℃時,應讓液壓泵在液壓缸不工作的狀況下運行約15分鐘,直至油溫升至25℃。液壓泵穩(wěn)定運行后壓力表指示應穩(wěn)定在20MPa；4）打開液壓缸上所有雙向球閥，關(guān)閉流量控制閥。再半開流量控制閥，用螺旋鎖保護；5）打開液壓缸排氣孔排盡所有液壓缸內(nèi)空氣；6）檢查系統(tǒng)管路正確連接，檢查所有液壓缸同步運動，檢查螺旋接合點緊密，在縮回和伸長液壓缸情況下分別有壓維持20秒；7）調(diào)試完成后，關(guān)閉電源。5.2.3外爬內(nèi)掛模板施工1、鋼筋綁扎1）鋼筋綁扎應在模板上口的操作平臺上進行。2）鋼筋工程的原材料、加工、連接、安裝和驗收，應符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》。3）安裝模板前宜在下層結(jié)構(gòu)表面彈出對拉螺栓、預埋承載螺栓套管位置線，避免豎向鋼筋同對拉螺栓、預埋承載螺栓套管位置相碰。4）每一層混凝土澆筑完成后，在混凝土表面以上應有2～4道綁扎好的水平鋼筋。5）墻內(nèi)的預埋鐵件、預埋管線等應同鋼筋綁扎同步完成。2、脫模與退模1）爬模裝置脫模時，應保證混凝土表面及棱角不受損傷。2）轉(zhuǎn)動垂直度調(diào)節(jié)絲桿進行脫模。3）轉(zhuǎn)動絲杠移開頂緊裝置。4）滑動水平調(diào)節(jié)齒輪，實現(xiàn)模板全退出，模板底口至少退出400mm。5）模板退出后立即對板面進行清理刷油。3、掛件上移，軌道爬升當新澆節(jié)段混凝土的強度到達爬升要求值（一般不小于10MPa）時，即可爬升導軌，導軌爬升的主要步驟及要點為：1）導軌爬升準備（1）拆除底層爬升掛件；（2）將拆除的底層爬升掛件安裝至頂部掛件位置；（3）清潔爬升導軌，導軌表面涂上潤滑油；（4）液壓油缸上、下頂升彈簧裝置（換向盒）方向一致向上；（5）將所有的調(diào)節(jié)支腿承壓絲桿頂緊混凝土面。2）經(jīng)確認爬升條件具備后，打開液壓油缸的進油閥門、啟動液壓控制柜，拆除導軌頂部楔形插銷，開始導軌的爬升。當液壓油缸完成一個行程的頂升后，經(jīng)確認其上、下頂升裝置到位后，再開始下一個行程的頂升。3）當導軌頂升到位后，按從右往左插上爬升導軌頂部楔形插銷，以確保插銷鎖定裝置到位。下降導軌使頂部楔形插銷與懸掛件完全接觸。4）導軌爬升完成后，關(guān)閉油缸進油閥門、關(guān)閉控制柜、切斷電源。4、爬模架體及模板的爬升爬模裝置爬升時，承載體受力處的混凝土強度必須大于10MPa，其爬升的主要步驟及要點為：1）爬升準備工作（1）清理爬架上荷載；（2）改變液壓油缸上下頂升彈簧裝置狀態(tài)，使其一致向下；（3）解除安全銷；（4）松開承壓絲桿，取下鎖緊板，后退承壓絲桿（距離12cm）；（5）完成前節(jié)段混凝土螺栓孔修補。2）經(jīng)確認爬升條件具備后，打開液壓油缸的進油閥門、啟動液壓控制柜、拔去安全插銷，開始爬架架體的爬升。3）當爬升兩三個行程后，拔除懸掛插銷。4）當爬架架體頂升到位后，及時插上懸掛插銷及安全插銷，調(diào)節(jié)承壓絲桿頂緊混凝土面。5）關(guān)閉油缸進油閥門、關(guān)閉控制柜、切斷電源。5、爬模系統(tǒng)爬升檢查爬模施工中，每次液壓爬模系統(tǒng)的軌道、爬模系統(tǒng)爬升前和爬升過程中以及爬升到位后，都應進行嚴格而細致的檢查，在確定該步操作完全符合規(guī)程或要求時，才能進行下一步的操作。在此過程中，所有操作人員必須服從爬升總指揮的指令，在發(fā)現(xiàn)異常情況時，要及時向總指揮匯報，等待總指揮的指令下達。在每次液壓爬模系統(tǒng)爬升前各項工作負責人要對各自分管的工作進行檢查并簽字確認，當由總指揮簽發(fā)爬升令后，方可進行液壓系統(tǒng)的爬升。6、內(nèi)模系統(tǒng)吊掛內(nèi)模系統(tǒng)吊掛的操作要點：1）清理架體上的荷載；檢查兩鄰兩塊內(nèi)模架體間的連接桿、安全網(wǎng)是否分離。2）吊掛時應由專人統(tǒng)一指揮，架體上嚴禁站人。兩個吊點，分別設在大模板兩端的背楞上。3）內(nèi)模系統(tǒng)分塊用塔吊吊起后直接掛到內(nèi)掛件上，當遇到平臺時將內(nèi)模吊到地面。4）架體下端應設有滑輪，防止架體硬物與混凝土墻面接觸劃傷混凝土。（5）掛鉤鉤尖超過插口后調(diào)整架體位置，使掛鉤與插口位置吻合，然后落鉤直接插入在內(nèi)掛件插口內(nèi)即可。7、合模合模操作要點為：1）轉(zhuǎn)動齒輪移動模板水平裝置使模板底口貼緊新澆混凝土面。2）轉(zhuǎn)動斜撐絲桿使模板垂直。3）轉(zhuǎn)動豎向調(diào)節(jié)絲桿使各塊模板面高度一致。4）模板上口拉通線調(diào)整順直，通過吊線墜檢查模板垂直度。5）開啟頂緊裝置安裝插銷，將模板移動裝置固定死。6）安裝并緊固對拉螺栓。8、混凝土澆筑與養(yǎng)護1）混凝土工程的施工、驗收，應符合現(xiàn)行國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。2）混凝土澆筑宜采用布料機均勻布料，分層澆筑，分層振搗；并應變換澆筑方向，順時針逆時針交錯進行。3）混凝土振搗時嚴禁振搗棒碰撞承載螺栓套管和對拉螺栓等。4）混凝土澆筑位置的操作平臺應采取鋪鐵皮、設置鐵撮箕等措施，防止下層混凝土表面受污染。5）爬模裝置爬升時，架體下端應設有滑輪，防止架體硬物劃傷混凝土。6）混凝土養(yǎng)護采用養(yǎng)護液，涂刷一定要全面均勻。9、外爬內(nèi)掛模板系統(tǒng)維護1）爬升前，目測檢查提升機構(gòu)、液壓油缸和液壓軟管是否有損壞現(xiàn)象；檢查爬架頭、提升機構(gòu)是否干凈（沒有混凝土渣、鋼筋和木屑等）以保證設備運行正常。2）以下運動部件特別注意經(jīng)常上潤滑油：（1）提升裝置轉(zhuǎn)換桿；（2）爬架懸掛處導軌；（3）支撐機構(gòu)上的承壓絲桿和滾輪；3）在下列情況，應縮短保養(yǎng)間隔時間：（1）以下異常惡劣氣候?qū)е虏僮骼щy：（2）極度傾斜；（3）使用角度大；（4）污染大。4）當系統(tǒng)被轉(zhuǎn)運到新工地使用前，應從廠家請專業(yè)人員或?qū)＜覚z查所有部件，檢查部件是否完整、匹配，部件是否存在磨損，功能是否正常，以保證部件能正常使用，檢查結(jié)果必須記錄在案，并及時通知廠家，告之系統(tǒng)再次進入使用狀態(tài)。5）模板系統(tǒng)的維修、保養(yǎng)（1）模板表面應避免重物碰撞和敲擊，嚴禁用尖利的硬物刮刻模板表面。（2）模板面板在儲存時，要避免暴曬雨淋。切割和鉆孔后用防水油漆封邊。（3）施工完一個節(jié)段后，及時清理模板表面。清潔時可以使用水或相同的脫模劑來清洗，混凝土的粘結(jié)塊使用鋼絲刷清除，不準使用鋼質(zhì)等工具鏟除，以避免損壞模板板面。（4）吊運模板時注意不能碰壞模板，特別是板面。10、外爬內(nèi)掛模板系統(tǒng)拆除1）拆除平臺上所有不再使用的設備及物品，如電焊機，配電箱，液壓控制臺及油管等物品。2）退模，將外模板從爬模架吊出，并放置于地面上3）內(nèi)掛模系統(tǒng)由塔吊整體吊至地面。4）抽出導軌，將抽出的軌道放置于地面。5）下架體與主三角架和桁架整體由塔吊吊至地面。（6）在整體拆除爬模架前，用鋼絲繩將附墻掛座提至屋面。5.3勞動力組織勞動力組織見表5.3-1。表5.3-1勞動力組織情況表序號職能或工種人數(shù)主要作業(yè)內(nèi)容1技術(shù)員2施工組織設計、技術(shù)方案制定2質(zhì)檢員1現(xiàn)場質(zhì)量檢驗、監(jiān)督3測量員1測量復測4安全員1現(xiàn)場安全及環(huán)保管理5設備員1設備保養(yǎng)維護6施工員2現(xiàn)場人員調(diào)配7起重工4爬架安裝、拆卸8爬升組6爬升系統(tǒng)維護，爬升操作9鋼筋工20鋼筋制作與綁扎10木工40模板就位與加固11混凝土工12混凝土澆筑6.材料與設備6.1主要材料模板體系主要材料包括：全鋼大模板、液壓爬升架、腳手桿、角鋼、槽鋼、絲杠、螺栓、鋼絲繩等。6.2主要設備主要設備見表6.2-1。表6.2-1主要設備配置表7.質(zhì)量控制7.1質(zhì)量控制標準外爬內(nèi)掛模板系統(tǒng)裝置安裝允許偏差和檢查方法應符合表7.1-1規(guī)定。表7.1-1外爬內(nèi)掛模板系統(tǒng)裝置安裝允許偏差和檢查方法項次項目允許偏差（mm）檢查方法與工具1模板軸線與相應結(jié)構(gòu)軸線位置≤3吊線、鋼卷尺2截面尺寸±2鋼卷尺尺量3組拼成大模板的邊長偏差±3鋼卷尺尺量4組拼成大模板的對角線偏差≤5鋼卷尺尺量5相鄰模板拼縫高低差≤1平尺及塞尺6模板平整度≤32m靠尺及塞尺7模板上口標高±5水準儀或拉線、鋼卷尺8模板垂直度≤5m≤3吊線、鋼卷尺＞5m≤5吊線、鋼卷尺9背楞位置偏差水平方向≤3吊線、鋼卷尺垂直方向≤3吊線、鋼卷尺10架體或提升架垂直偏差平面內(nèi)≤3吊線、鋼卷尺平面外≤5吊線、鋼卷尺11架體或提升架橫梁相對標高差≤5水平儀12油缸安裝偏差架體平面內(nèi)≤3吊線、鋼卷尺架體平面外≤5吊線、鋼卷尺13承載螺栓中心偏差≤5吊線、鋼卷尺7.2質(zhì)量保證措施7.2.1模板的拼裝和使用質(zhì)量保證措施1）模板拼裝（1）架體組拼在專用平臺上進行，嚴格控制專用平臺的剛度和平整度。（2）架體組拼前，對拼裝人員應進行培訓和考核，合格后才能上崗。（3）在模板組拼過程中，對槽鋼背楞放位安裝質(zhì)量、面板外形尺寸、平整度，采取了針對性控制，確保板面平整度、斷面尺寸、面板接縫（水平縫或豎直縫）及陽角模滿足模板設計要求。（4）大模板安裝后底口與已澆混凝土接茬處，易出現(xiàn)漏漿導致混凝土外觀質(zhì)量差，增設一種混凝土防滲漏裝置，可有效地解決模板底口易滲漏的技術(shù)難題。2）模板吊裝及轉(zhuǎn)運（1）模板裝轉(zhuǎn)運過程中不得有尖銳的構(gòu)件壓在面板上或刮到面板上，以免面板刮傷損壞。（2）吊裝過程中注意對模板周邊棱角的保護，不得破壞棱邊棱角，以免相接后不良發(fā)生漏漿等，線形被破壞。（3）裝運時，模板起吊要均勻平衡受力，堆放平穩(wěn)并進行固定，以免滑落。3）模板安裝及拆除（1）嚴格按照相關(guān)施工驗收規(guī)范操作施工，注意操作順序。（2）拆模時，模板起吊要均勻平衡受力。（3）模板安裝對垂直度及軸線位置進行復核，滿足要求后方可澆筑混凝土。（4）澆筑完成后及時將模板外側(cè)殘余混凝土清除，清潔面板刷上脫模劑，做到層層涂刷隔離劑，并由專業(yè)工長進行檢查。（5）模板拆除后及時對模板進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題需及時修補，如：螺釘松動，面板局部受損、拉松，封堵螺釘眼的原子灰被破壞，棱角被破壞等，以免影響后續(xù)混凝土澆筑質(zhì)量。（6）模板存放要整齊、平整、墊實，避免在其上堆積重材料。（7）螺栓套管伸出模板20～30mm并且與模板緊貼可以防治螺栓孔部位漏漿或失水而影響混凝土外觀。7.2.2混凝土施工質(zhì)量保證措施1）混凝土嚴格分層澆、分層振搗，并注意變換澆筑方向，即從中間向兩端，從兩端向中間交錯進行。2）混凝土澆筑過程中振搗棒不得接觸到模板板面振搗，泵管等移動時也不能撞擊到面板上，以防面板被破壞。8.