氣膜穹頂結構施工實踐與體會

杜長遠

（中煤第六十八工程有限公司　山東省　273500）

氣膜穹頂結構施工實踐與體會

杜長遠

（中煤第六十八工程有限公司山東省273500）

氣承式膜結構是建筑結構中最新發展起來的一種結構形式，它以性能優良的織物為材料，向膜內充入空氣，由空氣壓力支撐膜面將膜面繃緊，從而形成具有一定剛度、能夠覆蓋大跨度空間的機構體系。采用氣膜穹頂結構體系建造的儲倉，因其具有建造速度快、儲量大、外形美觀、節能環保等諸多優點逐漸引用到各個領域。

氣膜穹頂；噴射混凝土；氣囊內模

1　工程概況

氣膜穹頂結構是一種新型施工技術。2014年中煤六十八公司引進美國技術在國內建造了首座用于貯煤氣膜穹頂儲倉。相對于傳統的筒倉其有著諸多優點，相信在未來氣膜穹頂儲倉一定會取代筒倉而廣泛應用。其優點如下：

（1）利用氣膜充氣后做為外模板（永久保留不拆除）替代傳統的木、鋼模板工藝。

（2）采用恒壓的空氣替代傳統的腳手架做為外膜及施工過程中的支撐體系。

（3）利用特定的施工機械提供全方位的施工作業平臺替代傳統的腳手架作業平臺。

（4）采用噴射混凝土替代傳統的混凝土澆筑工藝。

（5）采用噴射聚氨酯泡沫層替代傳統的外墻保溫工藝。

（6）利用機械設備替代大量的人工作業以提高勞動效率。

中天合創能源有限公司葫蘆素選煤廠建有兩個氣膜穹頂儲倉（圖1），直徑54m，單倉儲量6萬t。球倉殼體為膜結構，采用環梁環墻基礎，倉內噴射混凝土。倉內填充混凝土采用氣囊擴孔以減輕倉體自重。由美國DT設計公司設計，中煤第六十八工程有限公司EPC總承包。在主體結構施工中遇到了一些施工難點。比如環墻五排立筋太密無法綁扎，還有噴射混凝土回彈率高，采用氣囊芯模澆筑混凝土時易跑模、易塌孔等。現就筆者在施工中的一點心得體會發表一點看法。接在骨架筋的縱筋上。把最外排的水平筋放置在定位筋上，水平筋布置至環墻頂，然后布設豎向縱筋綁扎鋼筋網。按上述順序綁扎另四排鋼筋。通過設置骨架筋和綁扎順序的優化解決了環墻的圓度和鋼筋稠密綁扎困難的問題，且不增加成本的情況下加強了墻體的穩定性（該墻體未設計拉鉤、骨架縱筋可代替墻縱筋）。

圖1　

2.2濕作業噴射混凝土容易堵泵管且回彈率高

問題表述：由于泵管線路將近100m且倉內為橡膠軟管，如果混凝土質量控制不好很容易堵泵管。一旦堵管造成材料浪費且影響進度。質量控制不好還會造成回彈率高，清理外運費時費料。

處理方案：

（1）原材料控制

水泥：普通硅酸鹽水泥，宜為42.5R，出廠質量證明文件齊全，且復試合格。

骨料（砂子）-Ⅱ區中砂，級配良好，砂中小于0.075mm的顆粒不應大于20%，不應有大于10mm的顆粒，經復試合格后方能使用。

外加劑：UNF-1萘系減水劑，用量為水泥用量的1%。經復試及試配合格后使用。

水：使用飲用水。

噴射混凝土配合比如表1所示。

2　實踐中發現的問題和解決方案

2.1環墻的圓度無法保證且鋼筋太密綁扎困難

問題表述：由于環墻水平筋規格為φ28預先加工難以保證弧度，導致環墻圓度難以保證，而環墻的直徑允許偏差較為精確（±50mm）。

處理方案：采用φ20的鋼筋加工成骨架筋，間距3m設置。把骨架筋的垂直度控制在0.1%，骨架筋的橫向鋼筋按設計間距焊

表1　混凝土配合比

（2）施工過程控制

①嚴格控制原材料。攪拌用砂砂率宜為50～60%，不得含有大塊物料和泥質雜質。外加劑需提前稱量準確，裝入塑料帶內以備使用。

②混凝土攪拌時間不得低于120s。

③嚴格控制混凝土塌落度，塌落度宜為110～125mm.每工作班抽查不少于兩次。

④在噴射混凝土終凝后2h后開始，立即進行24h不間斷的濕潤養護，可采用連續灑水進行，養護時間不小于7d。如果使用早強水泥，則為3d，或一直進行持續養護至達到規定的強度為止，氣溫低于+5℃時不得噴水養護，并形成混凝土養護記錄表。

⑤如噴射混凝土期間間斷時間較長，再次噴射前應對原噴射混凝土先行噴撒適量水進行濕潤，保證接茬處質量。

⑥嚴格控制各層混凝土噴射厚度，噴射過程要求成活均勻，每層混凝土噴射前首先將下部已綁扎鋼筋用塑料布遮蓋防止污染，噴射結束后及時用壓縮空氣清掃施工縫及已綁扎鋼筋上的浮灰，松動部分需剔除，保證前后噴射混凝土結合良好。

2.3采用氣囊內膜澆筑混凝土時氣囊容易徑向位移

問題表述：為了減輕倉體自重倉內填充料為氣囊擴孔混凝土，在施工中出現了氣囊徑向位移且容易塌孔的現象。

處理方案：在氣囊內膜施工前澆筑一層200mm厚墊層，在墊層上設置幾字形錨筋，錨筋規格φ12HRB400級鋼筋錨固長度30D，錨筋排距為氣囊直徑、間距600mm。氣囊內膜安裝前必須在地面上試充氣，以檢查氣囊內膜是否損壞、漏氣，以免澆筑混凝土時造成質量隱患。氣囊內膜就位充氣壓力為0.027MPa，氣囊充氣后用直徑14mm棕繩依氣囊內膜兩側錨筋捆扎牢固。澆筑混凝土時宜對稱兩側均勻澆筑，以防氣囊內膜左右移動，振搗時不得觸及氣囊內膜，隨時檢查氣囊形狀，如有上浮跡象立即停止澆筑，待采取加固措施后方可繼續施工。澆筑厚度氣囊內膜上200mm。氣囊內膜取出時間依據水灰比及水泥標號、環境溫度而定，施工時要隨時觀察、實時將氣囊內膜取出。取出過早就會出現塌孔，造成質量隱患。氣囊內膜在橋梁施工中應用廣泛而在工業建筑中則極少使用，中煤六十八公司將氣囊內膜在氣膜穹頂儲倉填充中首次采用，經過一段時間的實踐、摸索，氣囊內膜的位移、塌孔現象極少出現，施工質量得到了保證。

3　結束語

實踐證明采用鋼筋骨架法安裝環墻鋼筋質量、進度均能得到保證。嚴格控制原材料和操作工藝噴射混凝土的回彈率會＜20%。棕繩錨筋加固氣囊內膜的方法則保證了混凝土的成空質量。采用上述的措施控制施工質量成效明顯且得到參建各方的一致認可。

[1]鄧鋒，東武軍，李洪基.球形薄殼混凝土結構技術的施工應用[J].武漢大學學報（工學版），2013（S1）：295～297.

[2]趙翔.氣承式膜結構.揚州大學學報.

TU33

A

1673-0038（2015）41-0024-02

2015-9-27