鋼筋混凝土筒倉電動葫蘆二次降模施工技術

李志中

(中煤建筑安裝工程集團有限公司，河北邯鄲 056002)

0 引言

二次降模就是在利用滑模平臺支撐倉頂結構施工完畢后將滑模平臺降至漏斗上口解體的過程。在煤倉滑模高度較高、倉頂為混凝土結構時滑模平臺一般都為剛性結構，但在二次降模時存在施工人員操作手拉葫蘆時安全性不高的缺點，這就需要進行適當的改進增加施工的安全性。下面就結合“鄂爾多斯永煤礦業投資有限公司馬泰壕煤礦原煤倉工程(二期)”3個直徑22 m煤倉滑模平臺二次降模實際情況論述一下電動葫蘆二次降模施工技術。

1 工程概況

鄂爾多斯永煤礦業投資有限公司馬泰壕煤礦原煤倉工程(二期)，由3個22 m直徑的筒倉組成，壁厚350 mm，主體為筒體結構，上部有錐殼。主要研究采用電動葫蘆進行滑模平臺二次降模施工技術。

2 電動葫蘆進行二次降模技術設計

2.1 電動葫蘆二次降模方案的確定

在以往的22 m及以下直徑筒倉剛性滑模平臺二次降模時，先要采用5 t的手拉葫蘆將滑模平臺下降3 m～4 m(根據實際情況確定)，在這個過程中平臺上始終要站人來拽手拉葫蘆，手拉葫蘆施降的同步性全憑人根據葫蘆鏈條的松緊程度來控制。因此平臺下降是否同步無法有效控制，而且下降過程中平臺上始終有人，安全隱患較大。若采用5 t的電動葫蘆，就可規避平臺上始終有人的風險因素，且為每個電動葫蘆配一個分控制柜和荷載傳感系統，通過數據線將荷載感應板數據傳遞給分電控柜并顯示，由分電控柜進行對比，超過最大設定值時分控制柜傳遞信號給總電控柜，總控制柜立即斷電，消除下降誤差后繼續下，這樣可以保證所有電動葫蘆的同步性。

2.2 電動葫蘆及荷載控制系統的設計

1)計算書。降平臺總重量計算:

鋼平臺重量:G1=209 kN。

G1=桁架+鼓圈+連圈+斜拉=(48×0.13×2+3+310×0.01+270×0.01)×9.8=209 kN。

平臺雜物重量:G2=20 kN。

索具等自重:G3=10 kN。

合計:降模計算重量:G=G1+G2+G3=239 kN≈240 kN。

電動葫蘆數量確定:

擬選用24臺5 t，12 M的電動葫蘆，允許提升力F2:

參考JGJ 202-2010建筑施工工具式腳手架安全技術規范第四章“附著式升降腳手架”4.1.7中描述:在升降、墜落工況時，其荷載值應乘以附加荷載不均勻系數γ2=2.0，即考慮到有個別點位無法正常工作時附近兩個點位受力仍能滿足要求。

F2=24×5 000×10=1 200 kN＞240×2=480 kN，故電動葫蘆滿足要求。

2)采用相同型號的電動葫蘆與手動葫蘆等數量代換的方法，即和手拉葫蘆一樣每隔一榀桁架設置一臺電動葫蘆(如圖1所示，以馬泰壕原煤倉為例)。并為每臺電動葫蘆配備一套荷載傳感器，包括1個感應板和1個分控制柜，并由總控制柜進行集中控制。分控制柜布置圖見圖2。

圖1 電動葫蘆布置圖

圖2 分控制柜布置圖

3 電動葫蘆進行二次降模技術施工

3.1 電動葫蘆及荷載控制系統的安裝、調試

電動葫蘆上掛鉤處增加荷載傳感器感應板，即用5 t卡環將感應板與上部鋼絲繩連接，感應板下部與電動葫蘆上掛鉤連接，通過數據線將感應板數據傳遞給分控制柜并顯示，由分控制柜將其與預設值進行對比，超過最大設定值時分控制柜傳遞信號給總控制柜，總控制柜立即斷電，待將超載點位單獨下降適當高度后該處荷載符合平均荷載時再繼續降模。

荷載控制系統及電動葫蘆布置立面圖見圖3，荷載感應板和電動葫蘆相對關系見圖4。

圖3 荷載控制系統及電動葫蘆布置立面示意圖

圖4 荷載感應板和電動葫蘆的相對關系

3.2 電動葫蘆降平臺過程

待電動葫蘆安裝、調試完畢后，略微收緊電動葫蘆使平臺與鋼牛腿略有縫隙，便開始割除鋼牛腿，鋼牛腿割除完畢后便開始操作倉頂總電控柜使電動葫蘆工作將平臺下降，下降時每下降500左右派人到倉內進行一次靜載觀察，并對電動葫蘆和電控系統進行一次檢查，這樣重復三次后將平臺一次性降至設計高度即停止此操作，再穿絞車鋼絲繩，略微收緊絞車，拆除電動葫蘆及電控系統，開始由絞車降平臺。拆除電動葫蘆時是將上部掛點和數據線連接點松開，用麻繩將電動葫蘆慢慢放置滑模平臺上，此時滑模平臺上有1人負責接電動葫蘆并妥善放置，該人工作過程始終將安全帶系于由倉頂放下的安全繩上。

在下降過程中每下降1 m就對荷載現實情況進行一次記錄(見表1)，經過分析如果發現有個別點位荷載有變大或變小的趨勢，可對該點位電動葫蘆做適當調整。

3.3 荷載控制系統說明

該裝置采用的是監控載荷值的方式實現同步控制，即通過實時采集每個點位的載荷值，并由分控制柜把實時采集的載荷值和預先設定好的參考值進行比對，預設值是根據2.2理論計算后確定，正常情況電動葫蘆平均受力約為1 t，考慮到實際情況與理論計算會有偏差，故將預設值定位2 t。下降時如果有點位超過最高設定值時該處分控制柜傳遞信號給總控制柜控制其停止降模動作，待將超載點位單獨下降適當高度后該處荷載符合平均荷載時再繼續降模。

1)功能說明。荷載監控保證措施包括總控制柜和分控制柜，主控制柜可集中控制平臺下降，有個別點位超載時自動切斷電源。即當平臺在下降過程中，任意吊點過載(大于2 t，可以自行調整)時，過載點位分控制箱傳遞信號給總控制箱，停止下降，待找出過載點位并將故障排除后重新下降，總控制柜負責整個電路的整體下降。

每個點位設置一個分控制箱，分電控箱設置在電動葫蘆上部小洞口旁邊，帶有顯示功能，可以顯示該位置的荷載值，通過單機操作按鈕可以完成對該機位電動葫蘆的單機升降或預緊作業，并由分控制柜把實時采集的載荷值和事先設定好的參考值進行比對，如果有點位超過最高設定值時該處分控制柜傳遞信號給總控制柜控制其停止降模動作。

2)使用說明。當平臺整個電路系統鋪設完畢后，檢查每個點位處分控制柜的顯示屏上是否有荷載數值，如無荷載數值說明該位置信號線連接不正確，重新調整待所有位置顯示數值正常。打開總控制柜，此時拖動電壓表指針會指到380 V左右，監控電壓表指針會指到220 V左右。

表1 荷載顯示記錄表

當開始下降平臺時，按下下降按鈕，如在下降的過程中有機位過載，該處分控制柜會有報警聲并將過載信號傳遞給總控制柜控制其停止降模動作，此時整個系統會自動斷電，停止平臺下降，這時工人便可按報警聲源找到過載點位，并進行調整后繼續下降。

3.4 主要控制點:電動葫蘆同步性監控措施

荷載控制系統是監控載荷值的方式實現同步控制，即通過實時采集每個點位(電動葫蘆)的載荷值，并由分控制柜把實時采集的載荷值和預先設定好的參考值進行比對，如果有點位超過最高設定值時該處分控制柜傳遞信號給總控制柜控制其停止降模動作，待將超載點位單獨下降適當高度后該處荷載符合平均荷載時再繼續降模。

4 主要技術創新點

4.1 電動葫蘆使用技術

采用該技術時只是在安裝和拆除電動葫蘆時需要人在滑模平臺上操作，即安裝時有6人～8人2 d左右時間、拆除時有1人半天左右時間即可完成電動葫蘆的安裝和拆除，倉頂人員和原方案一樣多。采用該技術后可避免降模時平臺上有人的弊端，提高了安全性。

4.2 荷載控制系統使用技術

下降時由每個點位的荷載控制器來控制滑模平臺的水平度，只要荷載傳感器和數據線不出現問題滑模平臺上就無需操作人員，若有問題需有1人下至滑模平臺上維修或更換荷載傳感器和數據線。這樣就解決了在葫蘆降平臺時平臺上始終有人的不安全因素，并且提高了降平臺時的同步性。

5 采用電動葫蘆進行二次降模的意義

對于煤炭地面建筑施工企業，采用滑模工藝施工筒倉結構工程比較普遍，以前所使用的滑模平臺在降模施工時均采用手拉葫蘆與絞車配合，從未采用過電動葫蘆，也沒有相關工程施工經驗。可由于在采用手拉葫蘆降模時存在安全隱患，越來越迫切的需要有一種施工方法來代替它。如果能采用電動葫蘆代替手拉葫蘆就會將降模施工的安全隱患大大降低。目前國內尚未見到相關的研究，本技術研究在國內屬首次。本技術在該項目如得以實施成功，為本企業今后施工類似工程提供了可靠的施工技術，突破了滑模平臺采用電動葫蘆降模的局限，并有效的降低了安全隱患。

6 應用實例和適用范圍

本研究項目主要是在降模施工時提高安全性，經過馬泰壕原煤倉(二期)工程三個倉實踐證明，積累并摸索出的一種安全可靠的施工技術，通過電動葫蘆和絞車配合使用降模，實現了降模過程平臺上無人操作，凸顯了“無人則安”的安全理念，安全性大大提高。表現出安全性高、降模平穩、可靠的優點，企業通過研究先進的施工技術，不斷的總結及優化，在煤炭建設行業中，施工技術創新也占有一席之地。

技術適用范圍:本技術適用于采用剛性滑模平臺二次降模施工。