大跨度煤棚拱形網架結構拆除案例分析

鄧駿峰 張原萌 楊玉棟

摘? 要：某煤礦環保煤棚因故需要拆除?，F在，環保煤棚建設的比較多，但拆除這類工程的案例還鮮有見到，因此沒有可以借鑒的經驗?；诖?，本文針對某大跨度煤棚制定了比較周密的拆除方案。根據拱形網架的特征，設計了多項安全措施，使得拆解工作可有序進行，安全平穩落架。為今后同類型工程的拆除提供了借鑒。

關鍵詞：煤棚;網架;拆解;安全

中圖分類號：TU765?????? 文獻標識碼：A???? 文章編號：2096-6903（2021）04-0000-00

0概述

該煤棚為螺栓球拱形網架，正放四角錐。長度96m，柱距8m，跨度60m，支撐柱墩高3m，支點在柱頭，網架高度30m，棚頂蒙6㎜厚壓型鋼板，屋面投影面積5380㎡。棚內有20多米長的輸煤通廊進入。由于此建筑物存在某些違規因素，需要盡快拆除。開始希望逆向操作，即按照安裝的反方向逐塊逐段拆除，并易地建設。由于要求拆除時間緊，任務重，正值隆冬天氣，螺栓球結點需要攀爬上去，逐個松動螺栓，存在很大的安全風險?；谝陨峡紤]，最終還是選擇了破壞性拆除（見圖1 ）選擇了一個比較穩妥的方案。

1方案選擇

（1）該煤棚建成并不太久，因為占地問題需要立即予以拆除。接到任務后，我們首先想到的是能否局部拆除，即如果是沿橫向占用土地，那盡可以去掉其中幾跨，留下的重新封閉起來，就可以解決該問題，余下的部分仍然可以繼續使用;但是現在的問題是沿縱向占用土地，局部拆除，等于減掉60m跨度的一部分，這導致整個網架結構體系就不能成立，拱形網架也就不能使用，這顯然是不可成立的。（2）完整拆除，異地重新利用。該思路比較符合業主的意圖。拱形網架安裝時采用高空原位單元安裝技術[1]。其施工順序為，首先按照結構合理分成若干施工段，并將各施工段內的結構分成吊裝單元，在地面上將構件和節點組裝成吊裝單元，然后根據分段情況在分段處設置施工支撐體系，利用起重設備將吊裝單元吊裝在支撐體系上，并進行桿件補裝，最后待結構形成完整結構體系后再進行卸載作業，使結構完全達到設計狀態。高空原位單元安裝，以點式支撐代替滿堂架支撐，可以節約大量時間和成本，而且大部分拼接工作都在地面上完成，質量容易控制，高空作業少，施工效率高。按照以上作業程序進行逆向操作，需要先搭建點式支撐柱敦，在吊裝設備的配合下，按照吊裝單元逐個松開連接，然后將一個個單元吊裝回地面上，繼續拆解或是移往它處使用。這樣是可以達到此目的，但時間可能拉得很長，甚至相當于重新安裝一遍的時間，這顯然是不能容許的。（3）以上方案都不能完全滿足業主要求，只好選擇破壞性拆除。但是，煤棚內部的鋼結構輸煤廊是完整的，用螺栓連接在鋼筋混凝土設備基礎上，是可以保留下來的，可以提前安排拆除，同時也是可以重新易地安裝利用的（見圖2）。于是，在拆解工作正式開始的前一天，先將輸煤廊設備分塊拆解后保存起來。

2 拆解施工操作過程

（1）該煤棚建在煤礦坑口附近，所處位置狹小，煤棚的一端部距離高壓線比較近，另一端部又有過磅房緊貼煤棚;其一個側面的拆解設備無法到達，拆解時沒有可以操作的空間;只有另一側面為一個堆煤場，可以清理出一片拆解機械的工作空間，拆解工作也只能從這一面開始。本次拆解使用的主要機械為履帶式液壓剪刀，探臂最大高度18m，拱架桿件最大直徑180㎜，最小桿件只有80㎜，比較容易被剪斷。（2）煤棚結構為拱形網架，拱高27m，支撐在縱向兩排柱墩上，與柱墩埋件焊接在一起，柱墩節點位置（見圖3），從受力角度講，拱腳向外推力最大，破壞性拆除當然應該避開從拱腳處。拆解后的煤棚更希望落在棚內，特別是兩端部，這樣就不會對四周的其他建筑物和構筑物造成破壞。首先確定破拆點位放在混凝土柱上3m以上，這里向外推力相對較小，斷開后煤棚落架時只會落在柱墩范圍之內。（3）原來準備使用兩臺破拆設備，分別從兩側端部第二個柱距開始向中部方向逐步拆解。實際操作中，因不能及時調入另一臺設備，現場只有一臺拆解設備，那就只有選擇從中間向兩邊進行，并需保持對稱工作狀態，用以保持一定限度內的平衡。拆解從柱上3m以上開始，拆解時先行截斷上弦桿件，再截斷下弦桿件，這樣可以方便操作，逐步向上移動，并分別向兩邊推進。（4）這個拆除項目雖然不是屬于“危險性較大工程”范圍，為了慎重，我們特別邀請了相關專家對拆解方案進行了認真評審。專家首先肯定了拆解方案的可行性，同時提出，為了保證安全落架，在兩個端部應設置鋼拉索，緊緊拉住山墻上的鋼架，向內抻拉，防止兩端向外塌落。這是根據現場情況做出的一個非常好的建議。我們在每一個端部，分別設置四根鋼絞線斜拉繩，其在60m跨度范圍內，分為四段，兩邊兩段沒有角度不好拉結，在兩端中間30m范圍內，每邊15m設置兩根，一端利用山墻鋼架墻上部，連接在抗風柱上部2/3高度處，另一端連接在兩側的混凝土柱敦上，使水平形成45℃～60℃夾角，豎向形成向下拉的態勢，按照該要求選擇合適的柱墩進行拉結，就可以形成向內有力的張力，拉住兩端墻架。墻架是由鋼構抗風柱和墻檁條組成的，剛度較好，通過抻拉，避免向外倒塌，保證兩端部在倒塌時向內收縮。（5）拆解工作在寒風中有序展開?？傊笓]緊盯現場，根據現場情況適時地調整方案，隨時通過手持通話設備給拆解設備師傅下達命令。安全人員提前控制了整個現場的秩序，防止一切無關人員進入場地。拆解機械運行狀態良好，在各方努力下，只用了半天時間就完成任務，最終煤棚基本上按照預計的位置轟然塌落，沒有任何安全問題發生（見圖4）。（6）盡管場地不是很大，但在機器轟鳴和強烈寒風的惡劣條件下，現場指揮必須通過手持通話設備來進行指揮，現場相互之間的聯系也需要通過手持電話來進行，只靠人工喊話是完全不可行的。因此現場需要準備一定數量的通話設備，以保證信息及時暢通，實時溝通。

3 風險提示

（1）按照方案要求，本來兩端始終要保留至少一個柱網范圍內的拱形網架不動，用以保證在拆解過程中拱形網架的整體性，最后通過從上部加壓來實現整體塌落的目的，這樣可以在一定程度上保證拆解過程中的安全，同時也可保護兩端部不致提前倒塌，并有希望到最后時刻通過在中部施壓，各個方向都向內倒塌的安排。在實際操作過程中，開拆解設備的師傅沒有完全按照方案進行。在其中的一端，工人師傅已經將最邊上的一跨開始了拆解，被發現后，立即要求停止，才得以保留了其中大部分，勉強支撐。這種情況下，無形中增加了一定的安全風險。（2）在從中間向兩邊拆解的過程中，由于拱形網架為多次超靜定結構，在幾乎保持兩端各一跨的情況下，一側中部已經將6m高范圍全部拆除（柱上3m，探高12m），另一側縱向由于不能到達，沒有進行拆除。按照原有設想，拆解設備可能需要通過穿越煤棚內部進入到另一側，在適當部位進行一些拆解工作，然后再返回，再從上部施加壓力，直至達到垮塌目的。這樣需要非常周密的計劃，才能保證萬無一失。實際拆除中，在一側除端頭一跨比較完整外，幾乎有近6m高，70多米范圍全部桿件已經剪斷，處于摟空狀態，另一側完全沒有拆解的情況下，整個網架還支撐了幾分鐘時間后才轟然到下。拆解過程中出現不按計劃行事的操作，會有一定的風險存在。好在執行過程中，根據情況做出了適當的調整，這才沒有發生嚴重的問題。但這種事情還是應該避免的，否則產生的后果是不可想象的。（3）拆解設備的站位也非常重要。盡管場地狹小，而且一側又不能進入，限制了拆解設備的活動范圍，但我們還是要求拆解設備站位必須離開煤棚外圍3m以上，拆解設備回轉場地不小于10m，在不開闊的場地內開辟出一塊設備可以自由伸展的空間，用來保證設備能夠靈活動作，進退自如。

4拆解工作圓滿完成

從接到任務到拆解完成僅僅用了不到一周時間。在時間非常緊的情況下，我們有條不紊地安排好了拆解專業分包的招標工作，從兩家報名單位中選擇了一家具有施工資質并有一定相關經驗的公司;編寫了比較詳細的拆解施工方案，經過內部評審，并且通過了專家評審;做好了現場的物質和人員的各項準備。現場安排也井然有序，警戒線的設立，救援路線安排，騰挪機械操作場地，提前做好煤棚內部輸煤廊設備的拆解轉移工作。拆解前的所有準備工作，都經過詳細安排，認真落實。公司領導也非常重視，親自勘察現場，布置任務，把能想到的事情都認真細致地捋出來，不漏掉每一個細節。在冒著狂風和嚴寒的情況下，工期按時完成，為業主爭取了時間，也挽回了部分財產，基本上實現了預定的合同目標，使得這一次工作完成的非常漂亮，為此得到公司領導和業主方的肯定和表揚。

5結語

拆解煤棚這種事情很少遇到，因此必須要有周密的計劃，在沒有完善的拆解方案之前是不可以冒然行事的，必須注意隨處可能出現的安全隱患，及時糾正過程中的偏差。實際工作情況中會發生各種各樣的變化，要積極應對，既要遵循方案，又要不時地根據實際情況來調整方案，一切要以安全為前提。這種拆解工作雖然是一件小概率事件，但完成這種工作的體驗卻是有非常的指導意義。在此交流拆解工作，目的就是為今后類似的拆解工作提供一些有益的經驗。

參考文獻

[1]王宏.大跨度鋼結構施工技術[M].中國建筑工業出版社，2015.

收稿日期：2021-02-20

作者簡介：鄧駿峰（1982—），男，山西天鎮人，專科，中級工程師，從事施工管理工作。

Case study on Demolition of Arched Grid Structure of Large-span Coal Shed

DENG Junfeng，ZHANG Yuanmeng，YANG Yudong

（Datong Tailui Group Construction Co.， Ltd.，Datong? Shanxi? 037010）

Abstract：A coal mine environmental protection coal shed needs to be removed for some reason. Now， the construction of environmental protection coal shed is more， but the case of demolition of this kind of project is rarely seen， there is no experience that can be used for reference. To this end， we have formulated a more elaborate dismantling plan. According to the characteristics of the arched grid， a number of safety measures are designed to make the dismantling work orderly and safe and stable. There are some experiences that can be summed up and some processes that are worth reflecting on， which can be used as reference for similar projects in the future.

Keywords：coal shed;Rack;Apart;security