氣膜穹頂儲倉技術(shù)的應(yīng)用

閆亞汐李云鵬

（1華北理工大學輕工學院，河北 唐山 063000 2唐山鋼鐵國際工程技術(shù)有限公司，河北 唐山 063000）

氣膜穹頂儲倉技術(shù)的應(yīng)用

閆亞汐1李云鵬2

（1華北理工大學輕工學院，河北 唐山 063000 2唐山鋼鐵國際工程技術(shù)有限公司，河北 唐山 063000）

隨著冶金工藝的迅速發(fā)展，對大型儲倉的要求日益嚴苛，一種新型的儲倉技術(shù)——“氣膜穹頂儲倉”應(yīng)運而生。與傳統(tǒng)的混凝土儲倉、鋼儲倉相比，這種新興的儲倉形式以其各項優(yōu)越的性能迅速搶占了市場。氣膜穹頂儲倉不僅在結(jié)構(gòu)技術(shù)方面有了很大的突破，在施工方面更是有著傳統(tǒng)儲倉無法媲美的優(yōu)勢。本文重點介紹氣膜穹頂儲倉的工藝原理及施工流程，可供有關(guān)技術(shù)人員借鑒。

氣膜穹頂儲倉 技術(shù)優(yōu)勢 施工流程

0前言

氣膜穹頂儲倉以性能優(yōu)良的柔軟織物為外膜并將其固定在按設(shè)計要求施工完畢的環(huán)型基礎(chǔ)上，向膜內(nèi)持續(xù)輸入空氣并保持膜內(nèi)恒壓狀態(tài)做為施工荷載支撐，隨后依次在膜內(nèi)噴涂界面劑、聚氨酯泡沫層、分層綁扎結(jié)構(gòu)鋼筋、逐層噴射混凝土，最終形成具有一定剛度、能夠覆蓋大空間的倉儲結(jié)構(gòu)體系[1]。

相較于傳統(tǒng)的儲倉形式，氣膜穹頂儲倉利用定型氣膜充氣后做為外模板（永久保留不拆除），替代傳統(tǒng)的木、鋼模板工藝；采用恒壓的空氣替代傳統(tǒng)的腳手架等做為外膜及施工過程中的支撐系統(tǒng)[2-3]；利用特定的施工機械提供全方位的施工作業(yè)平臺，替代傳統(tǒng)的腳手架作業(yè)平臺；采用噴射混凝土替代傳統(tǒng)的混凝土澆筑工藝；采用噴射聚氨酯泡沫層替代傳統(tǒng)的外墻保溫施工工藝；利用機械設(shè)備替代大量人工作業(yè)以提高勞動效率[4]。

1. 術(shù)優(yōu)勢

氣膜穹頂儲倉具有以下技術(shù)優(yōu)勢：

（1）結(jié)構(gòu)堅固：

氣膜鋼筋混凝土穹頂儲倉結(jié)構(gòu)力學性能好，由于其頂部的拱形設(shè)計在相同高度下體型系數(shù)較小，能適應(yīng)較大的荷載；并且圓形深倉有很強的抗地震，抗颶風能力，比傳統(tǒng)的混凝土筒倉更堅固耐用。

（2）防水性能強：

氣膜鋼筋混凝土穹頂儲倉的外膜是由持久耐用的高張力織物和PVC涂層加工而成，自身具有很強的防水性能和自潔性能。氣膜整體是通過射頻焊接成型，焊接強度和密封性都很強，有效消除了潛在的漏點源。

（3）保溫性能好：

氣膜鋼筋混凝土穹頂倉的外膜和鋼筋混凝土外殼之間連續(xù)噴涂一定厚度的聚氨酯泡沫作為夾心層，最大限度的降低了建筑結(jié)構(gòu)中的溫度波動，也最大限度地減少和消除了由于儲存產(chǎn)品中的潮氣產(chǎn)生的冷凝問題，保持了倉體結(jié)構(gòu)的干燥，增強了倉體結(jié)構(gòu)的耐久性

（4）填裝容量大

與相同直徑和高度的傳統(tǒng)筒倉相比，穹頂儲倉的存儲量增加了30%以上，如圖1所示。

圖1 容量對比圖

（5）地基處理節(jié)省

傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的儲倉在遇到不規(guī)則地質(zhì)條件時，需要進行地基處理，或換填、或強夯。氣膜鋼筋混凝土穹頂儲倉極佳的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)剛性，使其可以在不規(guī)則的地質(zhì)條件下均勻分布荷載，很好地應(yīng)付不同的沉降，在多數(shù)情況下都不需要深基礎(chǔ)，不同程度為客戶節(jié)省了大量投資費用。

（6）耐高溫、抗火災、遏制爆炸能力高

在極端高溫和火災情況下，穹頂儲倉的受壓売體結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定；倉體內(nèi)光滑的外表面不利于煤塵的堆積，減小了倉內(nèi)儲煤自燃、爆炸的可能性。與傳統(tǒng)筒倉相比，穹頂儲倉結(jié)構(gòu)的獨特性使其在耐高溫、抗火災和遏制爆炸性能上更高一籌。

（7）建筑成本低、節(jié)能環(huán)保

穹頂儲倉的売體結(jié)構(gòu)能較好地達到用較少的建筑材料建成較大儲量儲倉的效果，從而減少不必要的自然資源的消耗，相對同樣儲量的傳統(tǒng)筒倉建筑成本可節(jié)約10%以上。在施工及運營期間，穹頂儲倉能更有效地控制潛在的污染物，其獨特的施工方法避免了大量建筑垃圾的產(chǎn)生，倉內(nèi)施工也有效減少了粉塵排放，施工更加綠色、節(jié)能和環(huán)保。

（8）倉體外形及取料形式多樣化

穹頂儲倉形狀可以根據(jù)現(xiàn)場布局和業(yè)主需求進行多樣變化，可采取更低矮的穹頂外形、不設(shè)直墻的半球甚至采取長橢圓等多種形狀。儲倉的存儲和輸送系統(tǒng)，包括地上和地下廊道的取料系統(tǒng)也可根據(jù)儲倉外形有針對性地選擇不同的解決方案，這方面較傳統(tǒng)的筒倉有著不可類比的優(yōu)勢。

2. 工流程

根據(jù)地質(zhì)堪察報告和地質(zhì)條件確定地基處理方案并開始施工，地基處理的目的確保基底能長期承受存儲煤炭和搬運系統(tǒng)的荷載要求。由于穹頂儲倉結(jié)構(gòu)的獨特性，一般情況下不需要深基礎(chǔ)。地基處理完成后，工作轉(zhuǎn)入穹頂倉環(huán)形基礎(chǔ)和廊道系統(tǒng)的施工。廊道和環(huán)基施工完成后，須采用混凝土、灰土或砂石進行基礎(chǔ)回填。基礎(chǔ)和廊道系統(tǒng)完工后，進行穹頂倉施工作業(yè)前的準備工作。為防止尖銳物劃損氣膜，首先將環(huán)基預留插筋彎疊，并用棉被或棉氈等保護覆蓋；隨后，按照平面規(guī)劃將鋼材、大件工器具等提前按計劃位置堆放于倉內(nèi)地面并用隔離物覆蓋；接下來展開氣膜，并將其邊緣牢牢固定到環(huán)形基礎(chǔ)上。

吹膜過程用時較短，將大型的風機與氣膜連接在一起，啟動送風并適當調(diào)整送風流量，使氣膜形狀達到設(shè)計要求。吹膜完成后，仍需在隨后的施工過程中讓風機持續(xù)鼓風保持膜內(nèi)氣壓的穩(wěn)定，直到鋼筋混凝土殼體具有承受自重能力為止。在吹起的氣膜內(nèi)側(cè)噴一層界面劑，隨后分層噴涂聚氨酯泡沫保溫層，達到設(shè)計要求的厚度。在噴涂聚氨酯泡沫的過程中，預埋鋼筋標簽。鋼筋標簽用于固定鋼筋，應(yīng)錨入泡沫層約2cm的深度，保證其有足夠的錨固度，防止綁扎鋼筋后受拉拔出。構(gòu)造鋼筋放置在泡沫保溫層之上，用鋼筋標簽進行固定。同時，需在縱、橫向鋼筋交點位置按照方案要求綁扎倉壁厚度控制標簽（可采用鋼筋，長度等于該部位設(shè)計的壁厚），用以混凝土噴射時掌握和控制混凝土壁厚。構(gòu)造鋼筋綁扎完成后，進行構(gòu)造層混凝土噴射，以增加殼體剛度，為綁扎結(jié)構(gòu)鋼筋和噴射結(jié)構(gòu)混凝土提供條件。完成一個殼體施工需要多次綁扎鋼筋和多次噴射混凝土，直到達到穹頂儲倉倉體的設(shè)計厚度值。厚度會隨著倉上位置的不同而變化。

當売體鋼筋混凝土強度可以承受自重荷載時，停止充氣、開啟預留孔洞、取出倉體內(nèi)施工設(shè)備并完成后期零星施工，最后，按設(shè)計要求將預留或開啟的施工門洞封堵。

3. 論

氣膜穹頂儲倉無論在工藝特點上還是在施工流程上，都比傳統(tǒng)的儲倉有優(yōu)勢，在市場經(jīng)濟不斷發(fā)展的現(xiàn)在，節(jié)能環(huán)保已經(jīng)成為了工業(yè)產(chǎn)業(yè)的主導思想。氣膜穹頂儲倉更好的順應(yīng)了時代的發(fā)展，滿足生產(chǎn)的前提下，也保證了綠色低碳的要求，值得在工業(yè)產(chǎn)業(yè)中進行推廣實踐。

[1]歸衡石. 對“貯倉結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊”中幾個問題的探討[J]. 特種結(jié)構(gòu),2000,04:19-23.

[2]王建平,黃義. 我國貯倉結(jié)構(gòu)抗震研究的現(xiàn)狀及前瞻[J]. 工業(yè)建筑,2005,04:79-81+90.

[3]李勇. 鋼筒倉結(jié)構(gòu)受力行為分析與研究[D].西安建筑科技大學,2007.

[4]趙晉義. 貯倉結(jié)構(gòu)的可靠性鑒定[J]. 工業(yè)建筑,1990,11:20-23+41

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