筒倉(cāng)施工技術(shù)改進(jìn)綜述

成春蘭

筒倉(cāng)施工技術(shù)改進(jìn)綜述

成春蘭

(山西西山金信建筑有限公司，山西 古交 030200)

隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保的重視，煤炭企業(yè)為了減少污染、合理有效地利用土地，對(duì)落地式儲(chǔ)煤倉(cāng)的需求量越來(lái)越多，且筒倉(cāng)直徑也越來(lái)越大。由此，西山金信建筑有限公司承接了許多筒倉(cāng)工程，在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)很多對(duì)施工不利或者對(duì)施工質(zhì)量不滿意的情況，為此，該公司對(duì)筒倉(cāng)施工中的模板、提升架、井架、桁架和操作平臺(tái)做了一系列的技術(shù)改進(jìn)，改善了工程質(zhì)量，降低了工程成本，加快了施工進(jìn)度，施工技術(shù)也得到相關(guān)部門(mén)的認(rèn)可。

筒倉(cāng);施工技術(shù);改進(jìn)

近幾年來(lái)，隨著礦山建設(shè)的快速發(fā)展和規(guī)模的不斷擴(kuò)大，國(guó)家對(duì)煤炭行業(yè)環(huán)保要求越來(lái)越高，為了減少污染、合理有效地利用土地，煤炭企業(yè)對(duì)落地式儲(chǔ)煤倉(cāng)的需求量越來(lái)越多，施工單位承接的筒倉(cāng)工程也隨之增加，且直徑越來(lái)越大。

在近六、七年的施工過(guò)程中，為了改善施工質(zhì)量、降低施工成本、加快施工進(jìn)度，山西西山金信建筑有限公司對(duì)影響施工質(zhì)量的諸多因素經(jīng)過(guò)大量的研究和分析后，在筒倉(cāng)施工技術(shù)上做了以下改進(jìn)：

1 模板的改進(jìn)

1.1 普通組合鋼模板改為定型大鋼模板

在筒倉(cāng)的施工中，一般漏斗以上為滑模施工，漏斗環(huán)梁以下為倒模施工。采用普通組合鋼模板倒模施工的倉(cāng)壁混凝土成型質(zhì)量都不理想—經(jīng)常出現(xiàn)脹模、位移和變形的質(zhì)量缺陷。經(jīng)分析研究，該公司制成了直徑30 m的筒倉(cāng)定型大鋼模板(見(jiàn)圖1)。每塊模板的弧長(zhǎng)3 m，寬1.8 m，弓高7.5 cm。一個(gè)倉(cāng)備有31塊該定型大鋼模板(考慮到安裝縫隙和預(yù)留洞口)。

該定型大鋼模板吊裝和加固方便快捷且牢固，其使用不僅解決了脹模、位移和變形的質(zhì)量缺陷，還減少了定型組合鋼模與木模拼裝環(huán)節(jié)，加快了施工速度。

圖1 定型大鋼模板示意圖

1.2 定型大鋼模板改為可調(diào)式大鋼模板

隨著該公司承接不同直徑筒倉(cāng)數(shù)量不斷增加，制作定型大鋼模板的費(fèi)用隨之增加，因此，在定型大鋼模板的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上研制成模架合一的可調(diào)式大鋼模板(見(jiàn)圖2)。該大模板由板面、支撐系統(tǒng)和操作平臺(tái)系統(tǒng)、連接件等部分組成。

該大模板可適用于直徑20～30 m的筒倉(cāng)，針對(duì)不同直徑的筒倉(cāng)曲率，利用調(diào)節(jié)螺栓對(duì)筒倉(cāng)外模鋼板進(jìn)行曲率調(diào)節(jié)，使之符合設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，模板外側(cè)設(shè)砼澆筑操作平臺(tái)，既可進(jìn)行鋼筋綁扎、模板支設(shè)等操作，又可增加外模鋼板的剛度和穩(wěn)定性。

1.3 定型小鋼模板改為冷軋大鋼板

筒倉(cāng)漏斗以上一般為滑模施工，采用組合定型小鋼模板不易控制小直徑倉(cāng)的弧度，滑出的倉(cāng)壁的表面還不平整。為此，該公司采用冷軋鋼板(1 250 mm×3 000 mm～6 000 mm)做滑升模板的外模。

其連接采用焊接連接，并將焊縫打磨平整;與圍檁的連接采用掛鉤形式，在模板上焊角鐵掛鉤，分別掛在上下圍檁上。同時(shí)，為了避免表面水泥漿流墜污染，還將外模板收分變?yōu)?～2‰(國(guó)標(biāo)液壓滑模技術(shù)規(guī)范為1‰～3‰)。

2 滑模提升架的改進(jìn)—格構(gòu)式立柱和螺栓連接

滑模提升架一般采用焊接連接，其無(wú)法調(diào)節(jié)倉(cāng)壁的厚度，為此該公司開(kāi)發(fā)出可調(diào)節(jié)寬度的提升架(見(jiàn)圖5)。其立柱由槽鋼改為槽鋼格構(gòu)式，橫梁與立柱采用螺栓連接，不但擴(kuò)大了提升架的適用范圍，增加了其周轉(zhuǎn)次數(shù)，還避免了因多次焊接造成的應(yīng)力不確定因素。

圖5 提升架連接示意圖

3 井架的改進(jìn)—中心井架

由于井架環(huán)式操作平臺(tái)施工中的井架必須一次搭設(shè)夠一定高度，安全風(fēng)險(xiǎn)較大，且纜風(fēng)繩設(shè)置受環(huán)境限制，滑模施工中需要隨時(shí)解除和重新設(shè)置纜風(fēng)繩，又影響施工速度。所以，經(jīng)過(guò)多次分析研究和實(shí)驗(yàn)，將滿堂紅井架改為中心井架。

3.1 中心井架的設(shè)計(jì)

將平面設(shè)計(jì)為正方形，采用滿堂紅腳手架，圍繞筒倉(cāng)中心搭設(shè)，平面尺寸為15 m×15 m(見(jiàn)圖6)。立桿間距1.0 m，步距1.2 m，隨倉(cāng)壁滑模邊滑升邊搭設(shè)。腳手架采用扣件式鋼管腳手架，鋼管規(guī)格為d48×3.5的普通鋼管，扣件采用可鍛鑄鐵制作。

圖6 中心井架平面布置示意圖

3.2 中心井架穩(wěn)定性構(gòu)造設(shè)計(jì)

在中心井字架的外立面4個(gè)方向中間部位，搭設(shè)雙排腳手架與筒壁頂緊(見(jiàn)圖7)。立桿間距為1 200～1 500 mm，步距為1 200 mm，同時(shí)與混凝土倉(cāng)壁進(jìn)行可靠連接作為側(cè)向支撐。

圖7 中心井架穩(wěn)定性示意圖

為了加強(qiáng)中心井架的整體剛度和變形約束能力，設(shè)置水平整體加強(qiáng)層。在井架頂部、底部(掃地桿位置)和中部每?jī)刹郊芪恢迷O(shè)置水平十字撐，中間每四步架位置設(shè)置水平加強(qiáng)層(見(jiàn)圖8，圖9)。

中心井架4個(gè)外立面自上而下設(shè)剪刀撐，剪刀撐的斜桿與水平桿的夾角選40°～60°之間(見(jiàn)圖10)，斜桿與每相交立桿用旋轉(zhuǎn)扣件連接，且連接點(diǎn)不少于3個(gè)。

通過(guò)構(gòu)造設(shè)計(jì)，使中心井架接近或達(dá)到幾何不變體系，確保了中心井架的整體剛度和穩(wěn)定性。

4 桁架的改進(jìn)

4.1 大桁架改為小桁架

井架改為中心井架后，與之配套采用了跨度小的輕型鋼桁架。

4.2 輕型鋼桁架改為可伸縮格構(gòu)式鋼桁架

為了解決輕型鋼桁架不能應(yīng)用在不同直徑的筒倉(cāng)施工中的問(wèn)題，故設(shè)計(jì)出可伸縮格構(gòu)式鋼桁架(見(jiàn)圖11)。該桁架包括主桁架(10 m)和設(shè)置在主桁架兩端的副桁架(4 m);副桁架插接在主桁架內(nèi)，主桁架兩端均勻分布若干螺栓孔，副桁架上滿布與主桁架上的螺栓孔對(duì)應(yīng)的螺栓孔，螺栓孔內(nèi)設(shè)有螺栓。

該桁架可用于直徑在20～30 m的不同筒倉(cāng)，不但擴(kuò)大了桁架的使用范圍，還增加了其周轉(zhuǎn)次數(shù)。

圖11 可伸縮格構(gòu)式鋼桁架結(jié)構(gòu)示意圖

5 操作平臺(tái)的改進(jìn)—一臺(tái)兩用

為了解決跨度大、荷載重，導(dǎo)致倉(cāng)壁滑模施工與倉(cāng)頂結(jié)構(gòu)施工支撐難以兼顧的技術(shù)難題，該公司首創(chuàng)了“中心井架環(huán)式輻射操作平臺(tái)”(見(jiàn)圖12，圖13)。

圖12 操作平臺(tái)平面示意圖

該操作平臺(tái)的主要做法是：在筒倉(cāng)中部搭設(shè)中心井架，中心井架上設(shè)鋼環(huán)梁，輕型鋼桁架一端架設(shè)在鋼環(huán)梁上，另一端架設(shè)在提升架內(nèi)托架上，桁架呈輻射式環(huán)行布置。在桁架上下弦設(shè)置水平支撐和垂直支撐，鋪上方木和木板作為滑模用操作平臺(tái)。鋼環(huán)梁上安千斤頂，并插支撐桿，支撐桿與中心井架加固成一體，滑升到一定高度后，應(yīng)及時(shí)將支撐桿與中心井架進(jìn)行加固。

該操作平臺(tái)屬于多支點(diǎn)受力體系，實(shí)現(xiàn)了倉(cāng)壁滑模施工和倉(cāng)頂結(jié)構(gòu)施工共用一個(gè)操作平臺(tái)。

圖13 輕型鋼桁架配合中心井架組成的操作平臺(tái)示意圖

在上述改進(jìn)下，依此編寫(xiě)的《大直徑筒倉(cāng)倉(cāng)壁中心井架環(huán)式平臺(tái)滑模施工技術(shù)》已于2010年4月13日被中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)專家組鑒定為“國(guó)際先進(jìn)水平”，其中“中心井架環(huán)式輻射操作平臺(tái)滑模施工技術(shù)”達(dá)到“國(guó)際領(lǐng)先水平”。依此編寫(xiě)的《倉(cāng)頂重載荷大直徑筒倉(cāng)滑模施工工法》也獲得“2011年度國(guó)家級(jí)二級(jí)工法”的榮譽(yù)。

在技術(shù)改進(jìn)中，該公司還獲得了“滑升模板”(專利號(hào)ZL 2006 2 0128174.2)和“輕型鋼桁架配合中心井架組成的操作平臺(tái)”(專利號(hào)ZL 2007 2 0138242.2)兩項(xiàng)專利。為了保護(hù)和擴(kuò)大知識(shí)產(chǎn)權(quán)，已申報(bào)的“大直徑筒倉(cāng)倉(cāng)壁大模板施工技術(shù)”和“可伸縮格構(gòu)式鋼桁架”兩項(xiàng)專利也在審批當(dāng)中。

［1］ 付漢江.30 m直徑筒倉(cāng)中心井架環(huán)式平臺(tái)滑模施工技術(shù)［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2009(35)：92.

［2］ 劉光強(qiáng).倉(cāng)頂重載荷大直徑筒倉(cāng)滑模施工技術(shù)［J］.工程質(zhì)量，2010(11)：72.

Summary of Silo Construction Technology Improvement

Cheng Chun－lan

Along with the country pay attention to environmental protection，coal companies in order to reduce the pollution，reasonably and effectively use land，the demand of floor type storage bunker is increasing，and silo diameter is more and more big also.Thus，Xishan Jinxin construction Co.，LTD undertake a lot of silo project，in the construction process found a number of conditions of adverse construction or unsatisfactory construction quality，therefore，the company carries out a series of technical improvements such as template，the lifting frame，derrick，truss and operation platform in the silo construction，improves project quality，reduces project cost，speeds up the construction progress，construction technology also has been recognized by the relevant departments.

Silo;Construction technology;Improvement

TD262

A

1672－0652(2012)04－0035－04

2012－02－09

成春蘭(1969—)，女，山西文水人，2005年畢業(yè)于太原理工大學(xué)，工程師，主要從事建筑工程工作(E －mail)ccl690221@163.com