化工廠大型LNG低溫儲罐土建施工技術(shù)

王磊洋

（中國建筑第二工程局有限公司，北京 100054）

大型LNG低溫儲罐工程施工流程較為復(fù)雜、混凝土施工占比較大，具有規(guī)?；б媾c集約化管理特征，其在國家能源設(shè)施建設(shè)中占據(jù)重要地位。一般情況下，大型LNG低溫儲罐結(jié)構(gòu)可以分為單容罐、雙容罐、全容罐三種類型，目前大部分采用全容罐結(jié)構(gòu)形式。本文根據(jù)本次工程中的低溫儲罐土建施工工序為例，結(jié)合具體的儲罐數(shù)據(jù)參數(shù)、類型結(jié)構(gòu)，分析儲罐混凝土施工技術(shù)應(yīng)用過程，詳細(xì)講述澆筑前準(zhǔn)備、混凝土供應(yīng)、鋼筋綁扎、側(cè)模板與底模板作業(yè)、混凝土澆筑與成品養(yǎng)護等各道工序技術(shù)操作過程，規(guī)范施工技術(shù)實施，全面保證低溫儲罐混凝土施工質(zhì)量。

1 化工廠大型LNG低溫儲罐工程案例

本次選擇某化工廠大型LNG低溫儲罐工程為案例，在本工程施工中，預(yù)應(yīng)力混凝土外罐高為38.55m，內(nèi)徑82m，外徑86.6m，墻壁厚度為0.55m；坐落于鋼筋混凝土灌注樁基礎(chǔ)支撐雙承臺上，每根樁頂部均安裝了防震橡膠墊?；炷镣夤迚w豎向布置19根直徑15.7m鋼絞線構(gòu)成的VSL預(yù)應(yīng)力后張束，強度設(shè)計為1 860MPa。儲罐墻體橫向布置了同樣規(guī)格的VSL預(yù)應(yīng)力后張束，環(huán)向束每束圍繞混凝土墻體半圈，錨固于布置成90°的4根豎向扶壁柱上；外墻體內(nèi)置預(yù)埋件與防潮板，具體結(jié)構(gòu)構(gòu)造如圖1。

圖1 大型LNG低溫儲罐外罐構(gòu)造剖面圖

2 大型LNG低溫儲罐土建施工技術(shù)的實施

2.1 施工前準(zhǔn)備工作

在大型LNG低溫儲罐土建施工之前，工作人員要全面檢查原材料質(zhì)量與設(shè)備，將現(xiàn)場作業(yè)所需設(shè)備準(zhǔn)備齊全，選擇混合式規(guī)格、型號的設(shè)備，保證設(shè)備數(shù)量符合施工技術(shù)操作需要，具體如表1。

表1 大型LNG低溫儲罐土作業(yè)設(shè)備表

續(xù)表

在儲罐墻體澆筑之前，工作人員需要按照作業(yè)規(guī)范進行混凝土模擬實驗，實驗成功之后才可以進行墻體混凝土澆筑作業(yè)；在澆筑環(huán)節(jié)，需要開盤價鑒定，保證混凝土配合比能夠滿足現(xiàn)場施工要求；混凝土原材料按照要求送檢，合格之后準(zhǔn)許使用。

2.2 土建施工材料標(biāo)準(zhǔn)控制

在本次低溫儲罐的土建施工技術(shù)實施過程中，涉及較多的原材料，包括：鋼筋、模板、腳手架、混凝土原材料、砂石骨料、墊塊等。工作人員要嚴(yán)格控制每種材料規(guī)格參數(shù)與質(zhì)量，合理選擇能夠滿足作業(yè)需求的材料[1]。采用HRB400E熱軋帶肋抗震鋼筋，進場之前進行見證取樣，將所有鋼筋樣品送檢，質(zhì)量合格之后才可以使用；鋼筋進場之后，按照規(guī)格、批號、捆號、牌號、進場日期合理堆放，采取下墊上蓋的方式保護材料，避免鋼筋生銹。模板與腳手架支撐體系，計算合格之后CIA可以使用，統(tǒng)一腳手架鋼管規(guī)格為φ48×3.0，統(tǒng)一承臺底模板與側(cè)模板規(guī)格為2 440×1 220×15。檢驗水泥、砂石、礦渣、添加劑等材料，對其品種、級別、包裝、出廠日期等進行檢查，檢驗材料強度性能、安定性等；檢驗砂石骨料的級配、含泥量、泥塊含量、片狀顆粒含量等，檢驗合格之后才可以使用[2]。

2.3 鋼筋綁扎

鋼筋綁扎作業(yè)，在底模上放線，明確底模中央?yún)^(qū)域鋼筋起始位置線、環(huán)形區(qū)域鋼筋起始位置線。之后，根據(jù)圖紙中的施工順序進行分區(qū)域鋼筋綁扎，按照“從外環(huán)向內(nèi)”的順序進行綁扎，具體操作為：①布置底層鋼筋網(wǎng)片；②綁扎完成之后放置馬凳；③綁扎上層網(wǎng)片；④保證各分段鋼筋接頭吻合，促使整個承臺上的鋼筋綁扎順序是以同一軸線的一根鋼筋為基準(zhǔn)。在中央?yún)^(qū)域底層、頂層各設(shè)置三層鋼筋，具體操作為：①按照預(yù)定位置放置第一層鋼筋，綁扎完成之后使用馬凳將第三層部分鋼筋箍筋固定；②鋪設(shè)第二層縱向鋼筋，使第二層鋼筋與第一層鋼筋之間的角度是60°，兩層鋼筋放置完成之后使用鐵絲綁扎牢固，之后使用混凝土墊塊墊起鋼筋網(wǎng)；③安裝馬凳之后，將第三層鋼筋放置于支架上，按照要求放上第四層鋼筋[3]。

2.4 模板作業(yè)

模板施工技術(shù)可以分為底模板施工與側(cè)模板施工，關(guān)于底模板施工，具體為：①測量放線，設(shè)置標(biāo)高控制點，根據(jù)設(shè)計圖紙要求，搭設(shè)底模板；②搭設(shè)完成之后，及時處理表面垃圾，處理模板接縫位置，使用紙基膠帶密封處理模板接縫，保證澆筑施工環(huán)節(jié)不漏漿，避免出現(xiàn)質(zhì)量缺陷；控制相鄰兩塊模板之間的高度差距≤2mm，及時檢查，若發(fā)現(xiàn)超過誤差范圍需要調(diào)整，保證平面符合規(guī)范要求；③密封處理底模與樁基接觸位置，根據(jù)縫隙大小進行膩子填涂、抹平作業(yè)；若縫隙較大，則先使用海綿條塞緊，之后使用表層膠帶粘貼平整。

底模安裝完成之后，進行側(cè)模板安裝，本次工程中的側(cè)模板為15mm膠合板，次龍骨規(guī)格為65mm×120mm，主龍骨采用兩根80mm×150mm的木方作為造型木。安裝環(huán)節(jié)，需要加固模板，避免其在混凝土澆筑的過程中出現(xiàn)脹模的情況，具體操作：①采用Φ14HRB335鋼筋與過樁的3根主筋拉結(jié)，形成180°彎鉤的形式；②控制每個樁頭部位的拉結(jié)筋數(shù)量≥2根；③搭設(shè)側(cè)莫外側(cè)斜支撐，控制支撐間距為1m，斜支撐與主龍骨搭接。

2.5 低溫儲罐混凝土澆筑

混凝土澆筑是LNG低溫儲罐土建施工的重要環(huán)節(jié)，在澆筑之前，工作人員需要檢查混凝土配合比設(shè)計單、水泥出廠質(zhì)量證明、砂子試驗報告、石子試驗報告、混凝土摻合料合格證明、外加劑使用說明書等，保證混凝土質(zhì)量滿足工程設(shè)計要求。①留置混凝土試塊，澆筑方量控制為1 000m3，每100m3中取樣一次，超過10 000m3則每200m3取樣一次，每次取樣留置數(shù)量≥2組試塊；試塊成型之后，放置在混凝土澆筑部位，與混凝土澆筑實體同時養(yǎng)護；②澆筑作業(yè)過程中，要避免混凝土直接沖擊儲罐的豎向插筋、預(yù)應(yīng)力管道與預(yù)埋件，在角落部位加強振搗，保證混凝土密實度符合設(shè)計要求；③要嚴(yán)格控制標(biāo)高，在振搗、找平之后使用3m刮尺找平[4]。

2.6 混凝土表面修飾與養(yǎng)護

混凝土土建施工作業(yè)完成之后，需要對施工成品進行養(yǎng)護，具體方法為：①在混凝土澆筑終凝之前，嚴(yán)禁混凝土成品上方站人、堆積物品或者進行其他施工作業(yè)；②澆筑完成之后，施工兩層土工布、一層塑料薄膜覆蓋成品，蓄水保溫養(yǎng)護，控制混凝土內(nèi)外溫差在25℃以內(nèi)；③在承臺邊緣位置砌筑10cm高的砂漿圍堰，便于養(yǎng)護區(qū)域水分充足，更好地控制混凝土的內(nèi)外溫差，從而降低裂縫產(chǎn)生概率。此外，裂縫是儲罐土建施工中較為常見的質(zhì)量問題，這是由于低溫儲罐的墻體類似于薄板結(jié)構(gòu)，在混凝土凝結(jié)的過程中會產(chǎn)生較大的收縮變形，加之墻體內(nèi)鋼筋作用力，從而產(chǎn)生裂縫，引起混凝土收縮。另外在混凝土凝結(jié)的過程中，由于溫度變化，會產(chǎn)生較大的內(nèi)外溫差，也會促使混凝土產(chǎn)生裂縫。為了預(yù)防裂縫的產(chǎn)生，建議工作人員從施工技術(shù)實施過程入手，加強對混凝土內(nèi)部鋼筋的布置管控，且在混凝土材料中適當(dāng)添加微膨脹劑，降低混凝土收縮率，從而避免裂縫產(chǎn)生[5]。

3 結(jié)語

根據(jù)對LNG低溫儲罐工程的分析與探究，可以發(fā)現(xiàn)，在儲罐施工的過程中，鋼筋綁扎、模板安裝、混凝土澆筑均會影響最后的施工成果。為了提升施工質(zhì)量，建議深入低溫儲罐施工過程，認(rèn)識到不同施工技術(shù)規(guī)范操作的重要性，保證每道工序施工技術(shù)均嚴(yán)格遵循規(guī)范要求。根據(jù)低溫儲罐作業(yè)常見質(zhì)量問題進行分析，進一步提出了施工技術(shù)操作的注意事項，為規(guī)避施工問題提出詳細(xì)預(yù)防方法，為今后的低溫儲罐土建施工作業(yè)提供具體指導(dǎo)與依據(jù)。