大直徑群倉(cāng)高空封頂施工方法

李建文

(中煤建安第七工程有限公司，山西太原 030032)

目前國(guó)內(nèi)大直徑筒倉(cāng)的封頂平臺(tái)結(jié)構(gòu)主要分為:鋼筋混凝土主次梁板結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土錐殼支承平臺(tái)結(jié)構(gòu)，鋼網(wǎng)架或交叉鋼桁架結(jié)構(gòu)三種形式，其中以混凝土主次梁板結(jié)構(gòu)的自重最大。國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，內(nèi)蒙古黑岱溝特大型選煤廠毛煤儲(chǔ)煤群倉(cāng)9φ22.0 m圓筒倉(cāng)倉(cāng)頂平臺(tái)為鋼筋混凝土主次梁板結(jié)構(gòu)，采用了“體外工具式組合桁架快速周轉(zhuǎn)吊模工藝”施工。通過(guò)九個(gè)筒倉(cāng)的封頂施工實(shí)踐，對(duì)工程實(shí)例進(jìn)行了分析，從工藝特點(diǎn)、原理、操作要點(diǎn)幾方面進(jìn)行了論述，提出了大直徑群倉(cāng)封頂施工方法，取得了顯著的綜合經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，解決了同類(lèi)結(jié)構(gòu)施工的技術(shù)難題。

1 特點(diǎn)

1)工期短。采用本工法按流水作業(yè)組織施工，單倉(cāng)封頂平均工期為25 d，比常規(guī)施工工期縮短一半以上。

2)結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量有保證?；炷翝仓B續(xù)性強(qiáng)，能保證結(jié)構(gòu)的整體性。主次梁混凝土澆筑完畢的最大下沉變形能控制在L/1000以?xún)?nèi)。

3)受力性能合理?；２僮髌脚_(tái)與工具桁架分階段受力，混凝土澆筑前操作平臺(tái)承重，澆筑后桁架承重。

4)經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。采用工具桁架吊模工藝施工倉(cāng)頂平臺(tái)，按兩個(gè)筒倉(cāng)數(shù)量配置桁架周轉(zhuǎn)工具，施工九個(gè)直徑22.0 m筒倉(cāng)比勁性桁架混凝土組合結(jié)構(gòu)可節(jié)省鋼材消耗154 t，比常規(guī)管架支撐體系施工少投入腳手鋼管300 t左右。工具式組合桁架可多次周轉(zhuǎn)使用，一次投入長(zhǎng)期受益。

5)機(jī)械化程度高。群倉(cāng)上下水平垂直運(yùn)輸均由機(jī)械設(shè)備完成。

6)安全可靠。工具式組合桁架拆裝操作方便，利用封閉的滑模操作平臺(tái)完成全部作業(yè)，相當(dāng)于地面作業(yè)，無(wú)需從底到頂搭設(shè)管架支撐，與管架支撐體系施工相比明顯減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了重大危險(xiǎn)源的安全隱患風(fēng)險(xiǎn)，可提高工效兩倍以上。

7)便于生產(chǎn)要素集中管理。平臺(tái)封頂作業(yè)人、機(jī)、料都集中在滑模操作平臺(tái)上，方便集中指揮管理，提高效率。

2 適用范圍

高空(≥20 m)大跨度(18 m～24 m)現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板平頂結(jié)構(gòu)，尤其以大直徑群倉(cāng)封頂平臺(tái)施工最適宜，重復(fù)性流水施工經(jīng)濟(jì)效益更顯著，但必須經(jīng)過(guò)受力計(jì)算和強(qiáng)度、變形、穩(wěn)定性驗(yàn)算。

3 工藝原理

利用滑模操作平臺(tái)進(jìn)行鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)施工的全部工序操作。通過(guò)工具式吊桿將鋼筋混凝土梁施工過(guò)程的全部荷重，傳遞給支承在筒壁上的工具式組合桁架，經(jīng)過(guò)計(jì)算把梁的施工變形控制在允許范圍內(nèi)。工具式組合桁架本身具有單件自重輕便，組合拆卸靈活方便，可重復(fù)周轉(zhuǎn)使用，具有一專(zhuān)多能的優(yōu)點(diǎn)。

4 工藝流程

工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 大直徑群倉(cāng)高空封頂施工工藝流程

5 操作要點(diǎn)

1)首先對(duì)滑模操作平臺(tái)進(jìn)行加固，加固內(nèi)容包括:操作平臺(tái)調(diào)平，防扭轉(zhuǎn)擺動(dòng)的固定，輻射梁之間用聯(lián)圈連接固定，輻射梁吊點(diǎn)支座加強(qiáng)，輻射梁承重吊桿系牢拉緊，操作平臺(tái)鋪設(shè)封閉釘牢。

2)根據(jù)測(cè)好的梁中心線(xiàn)位置和標(biāo)高，按照L/400起拱鋪設(shè)主次梁底模板。

3)主次梁鋼筋骨架綁扎采用兩個(gè)“X”形平行支撐托橫桿臨時(shí)架起鋼筋，骨架成型后拆除支撐降落在底模上。

4)在倉(cāng)壁桁架鋼支座板上測(cè)設(shè)桁架形心(受力)線(xiàn)和標(biāo)高，分段組裝工具式桁架，以跨中下弦節(jié)點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)吊點(diǎn)位置，側(cè)面找正垂直后用螺栓固定，并加臨時(shí)支撐穩(wěn)固，兩片桁架按設(shè)計(jì)要求裝上水平聯(lián)結(jié)支撐形成整體結(jié)構(gòu)。

5)支托梁底模的橫托用2φ12 mm鋼筋螺栓桿連接吊掛在桁架下弦節(jié)點(diǎn)或輔助橫擔(dān)上，通過(guò)輔助橫擔(dān)把荷載傳至下弦節(jié)點(diǎn)上，嚴(yán)禁在上下弦角鋼的非節(jié)點(diǎn)部位加載。

6)主次梁模板支完后用鋼管扣件組合架進(jìn)行整體穩(wěn)定性加固，相鄰主梁或次梁之間每空格不少于一道垂直剪刀撐。

7)在桁架頂外側(cè)和梁側(cè)模上口錯(cuò)位搭設(shè)0.8 m寬的操作平臺(tái)，外加擋腳板和1.0 m高護(hù)欄，如果冬季施工可在主次梁間用懸索暖棚保溫，倉(cāng)下布設(shè)熱源可保證混凝土在正溫下養(yǎng)護(hù)。

8)混凝土采用泵送布料機(jī)給料，主次梁混凝土一次連續(xù)澆筑至板底20 mm～30 mm位置，養(yǎng)護(hù)兩天后拆除梁側(cè)模板轉(zhuǎn)入樓板的施工。

9)樓板采取在次梁頂上預(yù)埋鋼馬凳架擱縱向型鋼梁吊掛模板工藝施工。

10)主梁懸挑結(jié)構(gòu)部分施工利用桁架懸臂吊掛通長(zhǎng)操作平臺(tái)作業(yè)(倉(cāng)下組裝鋼管扣件吊籃，塔吊整體吊裝就位后鋼絲繩吊掛固定)，模板承重方式同跨中。

11)常溫施工混凝土，增設(shè)一組同養(yǎng)抗壓試塊，作為拆轉(zhuǎn)桁架的依據(jù)，桁架拆轉(zhuǎn)可分片分段用塔吊吊運(yùn)，也可以用千斤頂(或倒鏈)通過(guò)滑道實(shí)現(xiàn)一次整體平移就位，減少拆裝的勞動(dòng)量。

12)梁底模墊木用料以4個(gè)筒倉(cāng)用量配備為宜，可實(shí)現(xiàn)大流水作業(yè)施工，有效地縮短工期，加速桁架的周轉(zhuǎn)。

6 機(jī)具設(shè)備

1)QT80A塔式起重機(jī)兩臺(tái)及配套吊索吊環(huán)吊具，HBT60A混凝土泵一臺(tái)，PLD800配料機(jī)兩臺(tái)，JS500強(qiáng)制式攪拌機(jī)兩臺(tái)。2)100 kN倒鏈兩臺(tái)，100 kN千斤頂兩臺(tái)。3)工具式吊桿及調(diào)節(jié)螺母，支座板及連接螺栓按需要配備。4)工具式組合桁架按單倉(cāng)為一套，共配備兩套。5)水準(zhǔn)儀一臺(tái)，經(jīng)緯儀一臺(tái)，50 m鋼尺一把，水平垂直找正尺兩把，測(cè)量用鋼絲線(xiàn)及線(xiàn)墜等。6)交流焊機(jī)兩臺(tái)。7)鋼模板及連接件，支撐鋼管扣件，底模木方墊木，梁底托擔(dān)鋼管(或角鋼)按分組流水作業(yè)需要量配備。8)混凝土振搗棒8套，布料機(jī)一臺(tái)。

7 質(zhì)量要求

1)施工中必須遵守《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》《建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》《組合鋼模板技術(shù)規(guī)范》。

2)主次梁混凝土澆筑順序應(yīng)從跨中(倉(cāng)中)開(kāi)始向兩端(倉(cāng)壁)方向薄層臺(tái)階式推移，以減輕因梁底模板下沉變形對(duì)梁支座區(qū)混凝土的塑性裂縫影響。每層澆筑厚度控制在500 mm以?xún)?nèi)，使混凝土沿梁高均勻上升避免過(guò)大高差，循序漸進(jìn)，連續(xù)澆筑到頂。

3)混凝土實(shí)行分區(qū)掛牌振搗，振點(diǎn)分布均勻，嚴(yán)格控制振搗時(shí)間和插入深度，振搗區(qū)搭接范圍不小于100 mm?？拷褐ё鶇^(qū)域和主次梁交叉區(qū)域的混凝土采用二次振搗工藝，提高混凝土密實(shí)度和抗拉強(qiáng)度，減少塑性收縮，且前后振搗必須能塑性閉合密實(shí)，否則不得二次振搗。振搗中產(chǎn)生的泌水和浮漿用小型泵排出。

4)施工期間各階段應(yīng)做好滑模操作平臺(tái)和工具式鋼桁架承受荷載的統(tǒng)計(jì)工作，認(rèn)真進(jìn)行各階段平臺(tái)和桁架的各種變形觀測(cè)，及時(shí)報(bào)告操作平臺(tái)、鋼桁架的工作狀態(tài)(荷載值、變形值的發(fā)展曲線(xiàn))，保證平臺(tái)、桁架都在允許使用極限狀態(tài)以?xún)?nèi)工作。

5)筒倉(cāng)壁滑模施工至梁底設(shè)計(jì)標(biāo)高以下200 mm時(shí)，根據(jù)倉(cāng)頂主次梁平面布置圖，放出梁支座位置線(xiàn)，在澆筑倉(cāng)壁時(shí)按照1.5倍梁寬預(yù)留出規(guī)矩的梁窩，并保證梁窩兩側(cè)混凝土的密實(shí)度。采用鋼板網(wǎng)水泥砂漿薄壁封堵工藝代替梁堵頭二次支設(shè)模板，保證了梁頭混凝土質(zhì)量?jī)?nèi)堅(jiān)外美，觀感效果與倉(cāng)壁一致。另外，應(yīng)在梁頭底模下留出清理孔，以便清除梁窩內(nèi)積渣，保證支座混凝土與倉(cāng)壁結(jié)合質(zhì)量。

6)封頂施工執(zhí)行技術(shù)負(fù)責(zé)人總指揮制度，其他人員必須認(rèn)真配合工作，各負(fù)其責(zé)，做好工藝紀(jì)律的監(jiān)督管理工作，此乃保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量的重要前提。

8 安全措施

1)施工中嚴(yán)格遵守《建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范》《建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程》《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》《液壓滑動(dòng)模板施工安全技術(shù)規(guī)程》。2)滑模操作平臺(tái)周?chē)c倉(cāng)壁之間的空隙用安全網(wǎng)滿(mǎn)掛，嚴(yán)禁隨便拆改。3)倉(cāng)頂平臺(tái)四周臨空面，利用倉(cāng)壁外圍豎向插筋綁焊1.5 m高護(hù)欄并滿(mǎn)掛立網(wǎng)封閉，沿周邊設(shè)200 mm高擋腳板保護(hù)。4)施工中所有臨時(shí)承重體系的支撐、吊具、平臺(tái)等都必須嚴(yán)格限載，將荷載限值用牌板標(biāo)明，以便監(jiān)控。所有承重體系的支撐、承重模板均不得擅自拆改，需要拆改時(shí)，必須由技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)下達(dá)書(shū)面通知單。5)建立嚴(yán)密的防火制度和完善的防火措施，滑模操作平臺(tái)必須滿(mǎn)鋪鐵皮，嚴(yán)禁在倉(cāng)頂任何部位生火，電焊作業(yè)應(yīng)設(shè)接渣盤(pán)以防焊渣起火，倉(cāng)頂應(yīng)配齊有效的滅火器具，設(shè)專(zhuān)人負(fù)責(zé)管理。

9 工程實(shí)例及效益分析

內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾黑岱溝露天煤礦特大型選煤廠毛煤儲(chǔ)煤倉(cāng)工程封頂施工中，采用此項(xiàng)技術(shù)，在工期、質(zhì)量、成本、安全幾方面取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1)群倉(cāng)封頂工期明顯縮短，九個(gè)倉(cāng)平均單倉(cāng)工期25 d，較常規(guī)施工縮短工期一半以上。2)機(jī)械化程度高，勞動(dòng)效率明顯提高，九個(gè)倉(cāng)封頂施工節(jié)省人工投入14400工日。3)節(jié)省型鋼154 t，少投入支撐腳手鋼管300 t。4)封頂主次梁結(jié)構(gòu)混凝土，一次連續(xù)整體澆筑，質(zhì)量可靠。5)九個(gè)倉(cāng)封頂作業(yè)未發(fā)生任何安全事故。6)本技術(shù)不僅為大直徑群倉(cāng)高空封頂提供了成功的經(jīng)驗(yàn)，更重要的是為縮短整個(gè)選煤廠建廠周期提供了技術(shù)上的保證。