大直徑單體原煤筒倉滑模施工工藝及應(yīng)用淺談

李炳強(qiáng)

摘要：在工業(yè)煤礦工程施工中，為方便煤炭的生產(chǎn)，經(jīng)常設(shè)計(jì)有各型儲(chǔ)煤筒倉，此類儲(chǔ)煤筒倉直徑大、高度高、結(jié)構(gòu)形式不一。為確保施工安全、高質(zhì)量、快速地進(jìn)行原煤筒倉的施工，降低施工成本，承建單位往往采取爬模施工工藝，但由于原煤筒倉庫容大，對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求很高，因此設(shè)計(jì)單位為滿足筒倉的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用了筒倉外附壁柱加環(huán)形梁預(yù)應(yīng)力、倉頂位置設(shè)有牛腿的結(jié)構(gòu)形式，這就給滑模施工帶來了困難，因此，針對(duì)大直徑單體原煤筒倉滑模施工中出現(xiàn)的技術(shù)問題，從滑模工藝，施工技術(shù)、施工方法上進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)，最大限度地確保安全高效地完成施工任務(wù)。

新疆路新砂墩子煤礦原煤倉工程為1個(gè)內(nèi)直徑25米單體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，有效滑升高度為基礎(chǔ)梁頂-2.500米至﹢42.780，共﹢45.280米;壁厚0.35米，庫體為預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。根據(jù)本工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在與設(shè)計(jì)單位充分溝通的情況下，采用環(huán)梁處填充泡沫不停滑處理，牛腿及過梁位置采用預(yù)留洞口措施，原煤倉滑模漏斗環(huán)梁不?；┕すて跒?7天。

關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì);原煤倉滑模;改模;拆除

1筒倉滑模工藝

在原煤倉基礎(chǔ)施工完成后，應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)周圍及時(shí)進(jìn)行土方分層回填壓實(shí)平整后，將滑模設(shè)備及輔助系統(tǒng)在基礎(chǔ)面上進(jìn)行組裝;滑升到漏斗環(huán)梁位置時(shí)，預(yù)埋泡沫板，附壁柱倉段滑升到設(shè)計(jì)標(biāo)高后拆除附壁柱模板及千斤頂，進(jìn)行爬架模板改裝后繼續(xù)滑升至筒倉頂環(huán)梁梁底標(biāo)高處，在筒倉壁內(nèi)側(cè)填充泡沫板至環(huán)梁頂標(biāo)高脫模停滑，拆除設(shè)備。

2施工前準(zhǔn)備

根據(jù)施工圖紙，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工條件，編制原煤筒倉的施工組織設(shè)計(jì)及專項(xiàng)施工方案，在本工程施工工期較緊的情況下，對(duì)施工組織、大型設(shè)備的調(diào)動(dòng)、材料、機(jī)具等準(zhǔn)備工作，都必須有超前意識(shí)，即采取同步施工組織及技術(shù)準(zhǔn)備，施工人員調(diào)動(dòng)配置、物資材料采購供應(yīng)、外部設(shè)施工作條件的創(chuàng)造均需同時(shí)進(jìn)行，及時(shí)組織施工人員進(jìn)行滑模施工安全交底、技術(shù)交底、質(zhì)量交底、工期交底，即熟悉滑模施工方法、施工工藝，保證最大限度地縮短施工前的準(zhǔn)備工作和最大限度縮短施工工期。

①、技術(shù)準(zhǔn)備：對(duì)土建作業(yè)班組進(jìn)行技術(shù)交底，核查各項(xiàng)技術(shù)要求能否滿足滑模施工需要。

②、現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備：上場(chǎng)前應(yīng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行考查，土建施工隊(duì)?wèi)?yīng)提前對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行平整，以確保施工現(xiàn)場(chǎng)的三通一平，并按土建施工隊(duì)規(guī)定的地點(diǎn)進(jìn)行搭設(shè)現(xiàn)場(chǎng)倉庫、料場(chǎng)及接電等臨時(shí)設(shè)施。

③、材料準(zhǔn)備：按施工要求將所需的材料提前進(jìn)場(chǎng)。

④、設(shè)備機(jī)具準(zhǔn)備：調(diào)節(jié)、檢修各種施工設(shè)備機(jī)具，并備有應(yīng)急的備用設(shè)備及機(jī)具。

⑤、人員準(zhǔn)備：各工種施工人員配備齊全，在施工前及時(shí)到位。

3滑模系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1液壓提升系統(tǒng)：Ф25米原煤倉采用YKT—36型液壓控制臺(tái)、GYD—60型滾珠式千斤頂，支承桿采用Ф48鋼管。門架均采用“Π”型門架，槽鋼圍圈，標(biāo)準(zhǔn)鋼模板，（以3012為主，配少量1512及1012模板）。操作平臺(tái)采用內(nèi)外槽鋼懸挑三角架平臺(tái)，拉桿與中心盤連接，下設(shè)內(nèi)外吊角手架。

3.2模板系統(tǒng)：提升架用“П”型門架，立柱用[14槽鋼，橫梁為[12槽鋼，立柱與橫梁采用高強(qiáng)螺栓連接，門架布置間距為1.4m左右。模板采用標(biāo)準(zhǔn)鋼模板，連接用U型卡和鐵絲捆綁。為了減少滑升時(shí)模板與混凝土之間的摩阻力，便于脫模，模板在安裝時(shí)應(yīng)形成上口小、下口大的傾斜度，一般單面傾斜度為0.2～0.5%，模板二分之一高度處的凈間距為結(jié)構(gòu)截面的厚度。

3.3圍圈：筒倉圍圈沿水平方向布置在模板背面上、下各兩道，形成閉合框，用于固定模板并帶動(dòng)模板滑升。圍圈主要承受模板傳來的側(cè)壓力、沖擊力、摩阻力及模板與圍圈自重。圍圈采用[8槽鋼，上下圍圈間距為500mm。

3.4操作平臺(tái)系統(tǒng)：操作平臺(tái)由內(nèi)外三角架、楞木和鋪板組成。內(nèi)平臺(tái)采用內(nèi)挑三角架，長(zhǎng)2米，主要材料為[8、[6.3及5號(hào)角鋼;由螺栓與提升架連接，下設(shè)內(nèi)吊腳架，三腳架可滿足250Kg/m的線荷載;在提升架內(nèi)側(cè)掛Φ16輻射式拉桿與中心盤相連，以防止平臺(tái)受力后提升架根部水平移位和庫壁變形，用花欄螺栓調(diào)節(jié)松緊。外平臺(tái)采用外挑三角架，長(zhǎng)1.5米，主要材料由[8和[6.3組成，采用焊接，由螺栓及Φ25的圓鋼與提升架連接，下設(shè)外吊腳架。內(nèi)外側(cè)防護(hù)欄桿采用長(zhǎng)1.5m∟50×50的角鐵，中間穿三道Ф12的鋼筋，外加安全防護(hù)網(wǎng)。

4垂直與水平運(yùn)輸設(shè)備選配

根據(jù)混凝土量和滑升速度要求情況，擬設(shè)置40塔吊1臺(tái)，人行跑道1座。3、對(duì)混凝土的要求：3.1設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)C40;3.2砼應(yīng)用普通硅酸鹽水泥;3.3滑升速度及混凝土出模強(qiáng)度。

當(dāng)支撐桿無失穩(wěn)可能時(shí)，按混凝土的出模強(qiáng)度控制，可按下式確定：

V=（H-h-a）/T

滑模應(yīng)24小時(shí)連續(xù)不間斷作業(yè)，根據(jù)天氣氣候、混凝土的垂直運(yùn)輸、鋼筋的綁扎情況等，滑升速度V大于0.1米/小時(shí)，每天應(yīng)大于3米，混凝土出模強(qiáng)度應(yīng)控制在0.3～0.35Mpa。

液壓千斤頂用量計(jì)算書

a）原煤筒倉工程，Ф25×45.280米原煤倉為單體筒倉，倉體內(nèi)徑為25m，需配52套門架系統(tǒng)。

b）千斤頂用量最小數(shù)量計(jì)算

公式：n=N/P

（1）、允許承載力按下式計(jì)算：

P0=α·f·φ·An

P0—Ф48鋼管允許承載力（KN）

α?—工作條件系數(shù)取0.7

f—支承桿鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取20kN/cm2

An—支承桿的截面積為4.89cm2

φ—軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定，計(jì)算出桿的長(zhǎng)細(xì)比后查現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》得φ值0.818

經(jīng)計(jì)算P0=56KN

（2）、根據(jù)千斤頂設(shè)計(jì)性能，單根支承桿允許承載力為額定承載力的1/2，[P頂]=30KN，[P頂]與P0相比較，P取較小值為30KN。

（3）、本工程最少千斤頂數(shù)量計(jì)算：

1）.總垂直荷載a、模板系統(tǒng)：

①、提升架及內(nèi)外鋼平臺(tái)：52套×1300N/套=67.6KN

②、圍圈及加固：625m×950N/m=593.75KN

③、欄桿52根×2×50N/根+750m×12.1N/m=14.275KN

④、吊腳手架52根×2×60N/副=6.24KN

⑤、平臺(tái)木板及吊腳手架板347㎡×200N/㎡=69.4KN

⑥、鋼模板194㎡×360N/㎡=69.84KNa=67.6+593.75+14.275+6.24+69.4+69.84=821.105KNb、操作平臺(tái)施工荷載：

①、工作人員：25人×650N/人=16.250KN

②、液壓設(shè)備、焊機(jī)等工具：44KN

③、平臺(tái)允許堆放砼、鋼筋等材料（均勻放置）40KN

④、其它可能放置物品：10KN

b=16.25+44+40+10=110.25KN

c、鋼模板與砼的摩擦阻力

194m2×3000N/m2=582KN

總垂直荷載N=a+b+c=821.105+110.25+582=1513.355

2）.單根支承桿允許承載力與千斤頂允許承載力，兩者取最小

P0=30KN所以：n=N/P=1513.355/30<52

因此，選用52臺(tái)GYD-60型千斤頂能遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足施工需要

3）.計(jì)算結(jié)果：因P=N/P=1513.355/52<30KN故布置52臺(tái)GYD-60型千斤頂足以滿足施工要求。

5滑模施工工藝：

5.1滑模設(shè)備檢查

a、液壓控制臺(tái)：是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的控制中心，每一個(gè)工作循環(huán)，可使千斤頂爬升一個(gè)行程，歷時(shí)3min～5min?；皯?yīng)試運(yùn)行、使其正常。b、千斤頂：液壓千斤頂必須經(jīng)過檢驗(yàn)，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）耐壓12Mpa，持壓5min，各密封處無滲漏;

2）卡頭應(yīng)鎖固牢靠，放松靈活;

3）在1.2倍額定承載的荷載作用下，卡頭鎖固時(shí)的回降量對(duì)滾珠式千斤頂應(yīng)不大于5mm。

c、必須對(duì)油管、針形閥進(jìn)行耐油試驗(yàn)。油路的布置一般采取三級(jí)并聯(lián)的方式：從液壓控制臺(tái)通過主油管到分油器，從每個(gè)分油器到支分油器，最后再從每個(gè)支分油器經(jīng)支油管到各千斤頂。

5.2滑模裝置的組裝

①安裝提升架—安裝內(nèi)外圍圈—綁扎豎向鋼筋和提升橫梁以下的水平鋼筋—安裝模板—安裝操作平臺(tái)及內(nèi)吊架—安裝液壓提升系統(tǒng)—檢查、試驗(yàn)插入支承桿—安裝外吊架及安全網(wǎng)

②滑模組裝完畢，必須按相關(guān)各項(xiàng)組裝標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行認(rèn)真檢查，滿足要求后才能進(jìn)行滑模施工

③滑升程序

原煤筒倉滑升施工順序按初升、正?；湍┥齻€(gè)階段進(jìn)行，需要注意的是在正?；┕ぶ腥缬鎏厥馇闆r必須暫?；ㄈ缬龅脚R時(shí)停水、停電或大風(fēng)在六級(jí)以上情況等），則必須采取?；胧ㄍ；┕たp做成V型）。

a、初升

滑模初升施工時(shí)混凝土連續(xù)澆筑一般按2～3個(gè)分層進(jìn)行，其澆筑高60～70cm，當(dāng)混凝土強(qiáng)度介于初凝至終凝之間時(shí)，即筒倉底層混凝土強(qiáng)度確定達(dá)到0.3～0.35Mpa時(shí)，即可進(jìn)行爬架試升工作。混凝土澆筑在初升階段的時(shí)間一般應(yīng)控制在3～4小時(shí)內(nèi)完成。

滑模在試升時(shí)應(yīng)先將模板升起5cm，即將千斤頂提升1～2行程，檢查混凝土出模后沒有出現(xiàn)局部塌落，又沒有被模板帶起時(shí)（可用手指按壓混凝土可見指痕且不粘手指），即可進(jìn)行滑模初升，初升高度一般一次可提升20～30cm。

b、正常施工滑升

滑模在施工過程中，由于筒倉直徑大，混凝土澆筑施工應(yīng)采用控制每一層高度且應(yīng)對(duì)稱進(jìn)行，澆筑時(shí)隨時(shí)觀察混凝土初凝情況并注意接漿，每次提升模板時(shí)需掌握好混凝土初凝強(qiáng)度，依次連續(xù)澆筑，按要求提升;在采用間歇提升時(shí)，正常氣溫下提升速度大于10cm/h，每次提升的時(shí)間應(yīng)控制在1小時(shí)左右，當(dāng)因某種原因混凝土澆筑一圈時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)每隔20～30分鐘啟動(dòng)一次控制臺(tái)并提升1～2個(gè)行程，防止混凝土與模板粘接硬化;在滑?；┕み^程中應(yīng)注意：1）每一道環(huán)梁位置的箍筋處理，環(huán)梁箍筋制作成[字型，上下箍筋錨固長(zhǎng)度應(yīng)滿足鋼筋單面或雙面焊搭接規(guī)范要求，同一平面箍筋接頭率小于50﹪;2）配合好按設(shè)計(jì)要求應(yīng)預(yù)埋的預(yù)應(yīng)力鋼絞線、管、錨固件的安裝、固定。

c、末升

在滑模滑升到接近筒倉頂部時(shí)，需及時(shí)控制好最后一層混凝土澆筑標(biāo)高，混凝土必須保持在同一個(gè)水平標(biāo)高上，且需一次性將混凝土澆筑完畢。?；椒ǎ涸跐仓詈笠粚踊炷梁?小時(shí)內(nèi)，每隔30分鐘應(yīng)提升一次，確?；炷僚c模板不再粘結(jié)后方可?；?/p>

④支撐桿空滑加固

在滑模過程中對(duì)筒倉門窗洞口處理時(shí)，需采用空滑方法，同時(shí)必須對(duì)模板支撐桿進(jìn)行加固處理。處理方法一般采用方木加固、鋼管加固、傳力牛腿加固及焊接短鋼筋加固。

⑤鋼筋綁扎施工

原煤筒倉在滑模施工過程中，筒倉鋼筋綁扎應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖及規(guī)范進(jìn)行，鋼筋綁扎施工進(jìn)度，必須同步滿足滑模提升速度的要求，在施工人員配置上需安排三班鋼筋工輪流不間斷地進(jìn)行鋼筋綁扎施工。

⑥支撐桿

支撐桿宜采用Ф48*3鋼管，第一批插入千斤頂?shù)闹螚U，其長(zhǎng)度有4種，按長(zhǎng)度變化順序排列，根據(jù)滑模組裝部位基礎(chǔ)情況，下端宜墊小鋼板。在支撐桿焊接時(shí)應(yīng)焊牢、磨光，如有油污應(yīng)及時(shí)清除干凈。

⑦混凝土澆筑施工

a、應(yīng)以混凝土出模強(qiáng)度作為澆筑混凝土和滑升速度的依據(jù)，每天滑升高度應(yīng)控制在2.5m，每小時(shí)應(yīng)大于0.1m，出模強(qiáng)度控制在0.3～0.35Mpa。

b、必須分層均勻按順逆時(shí)針交替交圈澆筑，每層在同一水平面上。

c、混凝土每層澆筑厚度一般為200～300mm，各層間隔時(shí)間應(yīng)不大于混凝土的初凝時(shí)間（相當(dāng)于混凝土達(dá)0.35KN/cm2貫入阻力值）。當(dāng)間隔時(shí)間超過時(shí)，對(duì)接茬處應(yīng)按施工縫的要求處理。用去除粗骨料的混凝土砂漿鋪設(shè)2cm，然后再澆筑混凝土。

d、混凝土振搗時(shí)，振搗器不得直接觸碰支承桿、鋼筋和模板，振搗器應(yīng)插入前一層混凝土內(nèi)，但深度不宜超過50mm，在模板滑升的過程中，不得振搗混凝土。

e、混凝土出模時(shí)應(yīng)及時(shí)修飾，表面不平時(shí)用方木拍實(shí)刮平，用抹子壓光抹平。對(duì)于拉裂和塌落及保護(hù)層脫落等問題，搓抹人員應(yīng)在混凝土尚未凝固前及時(shí)修補(bǔ)。

⑧預(yù)留孔洞及預(yù)埋件的施工

采用直接埋入法：門、窗、洞口胎模采用竹膠板及方木條制作，寬度應(yīng)小于滑升模板上口寬度10mm，并與結(jié)構(gòu)鋼筋固定牢靠。當(dāng)達(dá)到預(yù)埋件埋設(shè)標(biāo)高時(shí)，將預(yù)埋件與倉壁鋼筋焊接，預(yù)埋件應(yīng)與模板有一定間距，避免模板滑升時(shí)與模板接觸，而產(chǎn)生掛模現(xiàn)象。

b）、水平控制

采用限位卡加叉形套控制法，在提升架上方的支承桿上設(shè)置限位卡，距離以一個(gè)提升高度或一次控制高度為準(zhǔn)，一般為30～50mm，在千斤頂上方設(shè)叉形套，使所有千斤頂行程一致。

c）、糾偏

一般采用以下三種方法糾偏：

a）操作平臺(tái)傾斜法：一次抬高量≯2個(gè)千斤頂行程。

b）調(diào)整操作平臺(tái)荷載糾偏法：

在爬升較快千斤頂部位加荷，壓低其行程，使平臺(tái)逐漸恢復(fù)原位。

c）支承桿導(dǎo)向糾偏法

在滑模施工過程中必須保證做好以下幾點(diǎn)工作：

原煤筒倉滑模應(yīng)先從基礎(chǔ)環(huán)梁上標(biāo)高開始組裝，而后進(jìn)行試升，仔細(xì)檢查爬架設(shè)備及各組件工作參數(shù)及運(yùn)行、安全情況，達(dá)到要求并經(jīng)相關(guān)專業(yè)人員簽字確認(rèn)后，方可開始正式滑升施工，當(dāng)滑升到漏斗環(huán)梁底標(biāo)高處采取預(yù)埋構(gòu)造措施，在環(huán)梁內(nèi)表面采取內(nèi)埋木框固定并填充100㎜厚的泡沫板，為下一步漏斗結(jié)構(gòu)施工提供支撐，同時(shí)在滑模爬升施工過程中要做到：a、嚴(yán)格按偏差允許標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)規(guī)范、規(guī)定進(jìn)行跟班質(zhì)檢，質(zhì)檢員有一票否決權(quán);b、混凝土及砂漿組額：每一工作班不少于一組;c、每提升1m至少檢查一次垂直度，每次開滑前檢查一次半徑;d、在每次模板提升后，應(yīng)立即專人檢查出模混凝土有無塌落、拉裂和蜂窩、麻面等，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)處理。

滑模裝置的拆除：

1）采用全空滑拆除法拆除。

2）拆除作業(yè)應(yīng)安排在白天，對(duì)拆除的施工材料、設(shè)備均應(yīng)由塔吊運(yùn)輸，禁止向下拋扔。

3）惡劣天氣如雷雨天、大霧，風(fēng)力大于6級(jí)不得進(jìn)行施工作業(yè)。

結(jié)論

本次大直徑原煤筒倉連帶附壁柱整體滑升模施工，通過對(duì)施工圖設(shè)計(jì)、相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)的消化，結(jié)合以往滑模施工經(jīng)驗(yàn)，采取環(huán)形梁倉段、附壁柱倉段、頂部直倉段分段進(jìn)行滑模施工，在有效的安全措施、技術(shù)措施和施工措施條件的保證下，取得了較為理想的施工效果。

1）實(shí)現(xiàn)了原煤筒倉附壁柱整體同步滑升，確保了庫體結(jié)構(gòu)的完整性;2）通過預(yù)留漏斗倉段環(huán)形梁頭、上部牛腿位置采用安裝模盒填塞泡沫板的技術(shù)措施，保證了原煤筒倉滑模施工的連續(xù)性;3）采用分段滑模施工方法，僅用29天時(shí)間就完成了原煤筒倉庫體施工，比絕對(duì)37天工期提前了8天，同時(shí)比常規(guī)施工節(jié)約了施工成本;4）經(jīng)五家主體單位聯(lián)合檢查驗(yàn)收，該項(xiàng)目主體結(jié)構(gòu)內(nèi)實(shí)外光，倉體外觀順暢，無任何缺陷，為今后類似筒倉項(xiàng)目的施工積累了經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

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