大直徑非預應力筒倉設計在某氧化鋁廠中的應用

【摘 要】隨著經濟的迅速發展以及科學技術水平的不斷提高，我國的氧化鋁行業取得了較大程度上的發展，為我國國民經濟的發展以及人民生活水平的提高做出重要貢獻。而在氧化鋁行業當中，進行有效的儲存直接重要，它將直接影響到氧化鋁廠的發展。近幾年來，為了對氧化鋁儲存問題進行有效的解決，人們進行了大直徑非預應力筒倉的設計，并在氧化鋁儲存中發揮了重要作用。本文主要針對大直徑非預應力筒倉設計在某氧化鋁廠中的應用進行一定程度上的研究與分析。

【關鍵詞】大直徑；非預應力；筒倉設計

1．工程概況

在對本文進行研究時，選擇了某一具有典型特性的氧化鋁廠作為研究對象。該氧化鋁廠場地位于山坡下，地形是一個狹長地段。該氧化鋁倉為鋼筋混凝土非預應力結構，其直徑與總高度分別為30m與50.3m。在氧化鋁倉之上建了一棟建筑，這一建筑具有較高的抗震設防效果，氣逆抗震設防烈度達到了7度（設計基本地震加速度值0.10g），抗震設防類別為標準設防類別（丙類），結構安全等級二級，生產類別丙類，頂部框架抗震等級三級。基礎采用筏板基礎。整個氧化鋁廠場地總的地勢呈現出西高東低，南高北低的態勢。同時，氧化鋁廠場地的南部存在著一定的山體分布，背靠山體面向河流。其地勢較為狹長，原氧化鋁倉倉主要位于工業場地的西南部的山上，其地形標高介于937.0m～957.0m 之間。這一山體主要是由兩種泥巖共同組成的，分別是灰黃色泥巖以及紫色泥巖，表層的泥巖主要呈強——中等風化，風化裂隙較發育，一般情況下，裂隙的走向多呈現出近南北向，寬度一般在3mm到5mm之間，局部可以達到10mm～20mm 裂隙已被泥質成分充填，泥巖傾向南偏西30° ～40°，其傾角相對較小，一般保持在8° ～10°的范圍之內。但其巖層的厚度相對較大，一般情況下，其厚度保持在80m到100m之間。在泥巖之中，存在者較多量的砂質成分，巖體的穩定性較高。

2．設計思路

在對大直徑非預應力筒倉進行設計之時，由于在一定程度上受到場地的限制，因此在工藝布置方面只能將氧化鋁倉設置在山坡之上，同時，在這一基礎之上還應當建造30m的大直徑氧化鋁倉。目前狀況下，在我國對30m直徑筒倉進行建造時，根據相關的規范要求，應當采用預應力結構形式。因為如果采用非預應力結構的形式，則需要厚度較大的倉壁，這樣一來，會使得配筋量大大增加，需要花費更大的成本。而且在目前狀況下，國內現有的已經建成的30m直徑筒倉都是采用的預應力結構的形式。

為了對開挖量進行有一定程度的減少，并能夠有效的減少對山體的破壞及周圍環境的影響。我們對投資、工期、環境等一系列因素進行了充分的考慮，并將之有機結合起來。然后再對氧化鋁倉所處的特殊地理位置以及場地地質條件進行了充分的參考，在研究與討論之后，最終決定，利用氧化鋁倉所在位置的特殊天然地質條件，依山就勢建造一個直徑30m 的非預應力新型筒倉。氧化鋁倉的里面如氧化鋁倉最終設計方案定為倉漏斗標高以下部分為直徑22m 的圓形筒壁，同時，在22m直徑筒壁與30m直徑筒壁的連接之處，設置了一個環墻，這一環墻的厚度為400mm，環墻以60 度的傾角向上與30m 直徑的倉壁相交，環墻與倉壁相交處繞倉壁作一圈條形基礎。在氧化鋁倉的內部，進行了倉中倉的設置，這一倉中倉的直徑達到了7m，除此之外，還在這一倉中倉的內部設置了一個風動溜槽。因為氧化鋁倉的設置地點是在山體之上，因此按照常規漏斗上部倉壁上應設破拱器，用破拱器來消除氧化鋁的堵塞。而從氧化鋁倉的周圍環境來看，它的四周都有山體圍護，因此，采用設置破拱器的方法是行不通的。為了對氧化鋁長時間不形成拱堵塞漏斗這一問題進行有效地解決，把漏斗與倉壁及漏斗與漏斗之間用填料做成雙曲線的光滑曲面形式，這樣一來，倉壁的內部就不會形成相應的凸角，同時氧化鋁也不會發生一定程度的積聚現象，在沒有形成拱的狀況下，氧化鋁就會順利的溜下。除此之外，為了保證這一工作能夠順利完成，在7m 直徑的小倉內沿圓均勻設置4個直徑DN100 圓孔，即使遇到特殊情況形成一定的堵塞，也可以通過人工方法用工具將拱破壞，以此來消除堵塞。

在開挖過程中，施工單位為了使開挖更加便利，在山體一側打開一個施工通道，對部分山體造成了一定程度的破壞，而為了使筒倉形成一個理想的山體環抱狀態，把施工通道部分采用厚的毛石混凝土進行封堵，封堵的毛石混凝土擋墻厚度經過計算確定，使擋墻能夠抵抗特殊情況下發生的山體推力。

3．施工方法

我們對多個施工方案進行了綜合比較，最終決定在山坡上進行挖井式開挖，且在開挖的過程當中，是由上往下進行的。在開挖之后，使其形成一個漏斗，上部為直徑在30.8左右的豎井，而其下部則開挖成直徑約23m 的豎井。在開挖的過程之中，為了對施工安全進行有效的保證，并有效防止山體上碎石的脫落，讓施工單位邊開挖邊采取用錨桿支護形式支護，并且要求施工單位派專人檢測山體的位移情況，保證在開挖工程中施工的安全性。在超挖較多的地方讓施工單位在澆注筒壁及倉壁時先用毛石混凝土補齊，超挖較少的部分用素混凝土找齊，澆注筒壁及倉壁時內部支護模板，外部就以山體作為模板來施工。

4．結束語

本文主要針對大直徑非預應力筒倉設計在某氧化鋁廠中的應用進行研究與分析。首先，對工程的主要狀況進行了一定程度的介紹，然后在這一基礎之上重點分析了 大直徑非預應力筒倉設計的思路。最后，對施工方法進行了簡要的闡述。希望我們的研究能夠給讀者提供參考并帶來幫助。

參考文獻：

[1]劉言松，于明麗，邢智勝，李濤. 大直徑筒倉結構無粘結預應力施工技術[J]. 煙臺職業學院學報. 2010（03） .

[2]王博，王輝.某無粘結預應力筒倉滑模施工措施的改進實踐[J].特種結構. 2011（01） .

[3]郭欽禮.3萬t貯煤筒倉無粘結預應力施工技術[J].武漢大學學報（工學版）. 2009（S1） .

[4] 閻玉敏，楊東暉，王海飆.滑模施工技術在預應力筒倉工程中的應用[J].森林工程. 2010（03） .

[5] 蘇永平.無粘結預應力技術在儲煤筒倉結構中的應用[J].山西科技. 2009（05） .