氣膜鋼筋混凝土結構穹頂儲倉施工技術

苗志同 曹 軍

(中煤建筑安裝工程集團有限公司，河北 邯鄲 056002)

氣膜鋼筋混凝土結構穹頂儲倉施工技術

苗志同 曹 軍

(中煤建筑安裝工程集團有限公司，河北 邯鄲 056002)

結合某礦井選煤廠外圍工程實例，介紹了氣膜穹頂儲倉的特點、施工工藝及主要設備，并對球膜充氣、聚氨酯噴涂、鋼筋綁扎等施工環(huán)節(jié)中應注意的問題進行了闡述，總結了具體的安全防護措施，以供類似工程參考借鑒。

氣膜穹頂儲倉，球膜，聚氨酯，混凝土

1 工程概況

本項目為中天合創(chuàng)能源有限責任公司葫蘆素礦井選煤廠外圍工程，其中原煤倉和末煤產(chǎn)品倉、塊煤產(chǎn)品倉為球形薄殼結構，單倉直徑均為54 m，球倉頂標高為56.3 m；基礎采用高強度預應力管樁，碎石褥墊層,地下暗道為條形基礎，倉體為環(huán)形基礎。每個倉下設置有3條地下暗道，在地下暗道頂部對應設有16個漏斗(見圖1)。

2 氣膜穹頂儲倉的特點

1)利用定型氣膜充氣后作為外模板(永久保留不拆除)，替代傳統(tǒng)的木、鋼模板工藝。

2)采用恒壓的空氣替代傳統(tǒng)的腳手架等作為外膜及施工過程中的支撐系統(tǒng)。

3)利用施工機械提供施工作業(yè)平臺，替代傳統(tǒng)的腳手架作業(yè)平臺。

4)采用噴射混凝土替代傳統(tǒng)的混凝土澆筑工藝。

5)采用噴射聚氨酯泡沫層替代傳統(tǒng)的外墻保溫施工工藝。

3 施工工藝及主要設備

3.1 工藝流程

環(huán)梁以下預留孔洞封堵、基礎回填土完成→球膜充氣施工→聚氨酯噴涂→結構鋼筋綁扎→噴射混凝土→球倉頂部開孔，下部開門。

3.2 主要施工設備

單倉配置空氣壓縮機1臺，型號V37-10，聚氨酯噴涂設備1套，混凝土噴涂設備1套。單倉垂直運輸設備：QY110K汽車吊1臺，QY50K汽車吊1臺，XT680-170伸縮臂叉裝車1臺?？稍黾覩KS38高空作業(yè)平臺1臺。

4 施工方法

4.1 球膜充氣

1)首先將環(huán)梁甩出的豎向倉壁鋼筋沿環(huán)梁方向彎折放平(彎折部分保持弧度)，便于后續(xù)鋼筋復原，鋼筋端部用鐵絲(綁扎頭朝向鋼筋內(nèi)側)或尼龍繩捆綁固定。

2)將球倉內(nèi)結構施工用的鋼筋原料、彎折的環(huán)梁鋼筋、倉內(nèi)地面用塑料布(厚度不小于0.05 mm)覆蓋嚴密。施工機械先用涂料噴涂在設備的表面，再用塑料薄膜按模塊包裹，防止噴涂時污染鋼筋和設備。

3)展膜和固定。a.展膜：將加工制作好的球膜靠近風機放置，在指揮人員的統(tǒng)一指揮下，先向圓心展開，沿基礎環(huán)梁打開至1/2圓，最后將另1/2球倉外膜展開。b.球膜固定：球膜展開后，要對球膜進行檢查，無問題后將球倉氣膜外皮拉下來，在基礎環(huán)梁外側用卡具和“L” 形螺栓(不小于φ16)，卡具內(nèi)放置一圈不小于Φ16的鋼筋或繩索塞實，逐一固定。

4)移動設備。用木方等作支撐桿，抬起入口處球倉膜，便于吊車和其他設備能夠進入。

5)球膜充氣。連接氣閘和充氣機，安裝壓力表后充氣，逐層檢查，慢慢提升氣壓，直至球膜成形達到設計要求，保持穩(wěn)定壓力使球膜穩(wěn)定，做好穩(wěn)定壓力值的測量和記錄。

4.2 聚氨酯噴涂

1)為保證聚氨酯和球膜粘結牢固，首先對球膜表面的干燥度進行檢查，符合要求后，在球倉氣膜表面滾涂或噴涂一層涂料，使其形成一層黏著性的表面。

2)基礎環(huán)梁表面清理干凈，將基礎環(huán)梁與氣膜交接部位先用聚氨酯噴涂封閉，以防漏氣。

3)聚氨酯噴涂。a.噴涂設備到現(xiàn)場后，先進行空運轉，檢查是否正常。b.噴槍頭離作業(yè)面的距離，應根據(jù)噴涂設備的壓力進行調(diào)整，不宜超過0.5 m～1.0 m。c.噴涂時噴槍頭移動的速度要均勻。d.安裝標簽：第一層噴涂完成后，設置結構鋼筋標簽，標簽的距離隨位置不同而變化。e.噴涂過程中，用厚度標桿或鋼針，間距300 mm梅花狀分布，對噴涂聚氨酯厚度進行檢查控制，設置鋼筋標簽，做好使用材料、配比、分層噴涂時間和厚度的控制記錄。

4.3 鋼筋綁扎和噴射混凝土

4.3.1 鋼筋工程

1)下層混凝土強度達到1.2 MPa后，方可進行鋼筋綁扎。

3)鋼筋綁扎。

a.水平鋼筋綁扎：長度9 m/根～12 m/根，遇洞口截斷，先綁扎工作面內(nèi)標簽位置的鋼筋，形成固定鋼筋骨架，然后再綁扎標簽間的鋼筋。

b.豎向鋼筋綁扎：長度4.5 m/根，相鄰接頭高低差不小于1 m，先綁扎工作面內(nèi)標簽位置的鋼筋，形成固定鋼筋骨架，然后再綁扎標簽間的鋼筋。

c.洞口位置鋼筋：洞口位置根據(jù)球體設計厚度制作鋼筋骨架，該部位水平鋼筋彎錨或直錨根據(jù)設計加工。

d.鋼筋使用前應清除污銹，第二層鋼筋網(wǎng)應在第一層鋼筋網(wǎng)被混凝土覆蓋后鋪設。

4.3.2 混凝土工程

“是呀！我們是放羊的，我是被你羊群的叫聲吸引到你身邊的。以后，我們還是繼續(xù)放羊，什么都可丟棄，羊群不能丟，我們就做對牧羊夫妻。你放羊，我陪你，我們看天，看山，聽水，聽羊兒唱歌，我也陪你唱。我們春天摘花，夏天躺在石板上納涼，秋天摘野果子，冬天生一堆火，圍著火坐著，講故事……多美呀！羊兒在青山綠水間和我們一樣盡情生活著。草兒肥，羊兒壯，我們什么都會有的?！辈輧赫f著，眼睛睜得大大的，望著藍天、群山和羊群發(fā)了呆。牧兒也被草兒的話語帶進了無盡的遐想中。他感到草兒說的是對的，只要努力一切都會實現(xiàn)，而那將來，會是一幅多么美的生活圖景呀！在努力的過程中，這田園生活又多么醉人呀！于是，牧兒不禁極為深情地說：

1)球倉混凝土。

沿基礎環(huán)梁噴射混凝土，在基座上形成一道混凝土堤，頂部向球倉膜形成45°傾角。 球倉按1 m/圈～2 m/圈劃分施工段，逐層噴射，下層混凝土厚度需保證上層混凝土厚度的2倍以上。

2)球倉頂部混凝土。

a.向球倉頂部位置，沿豎向鋼筋和水平鋼筋均間隔1 m進行噴射，直至將骨架鋼筋完全覆蓋形成骨架后，方可進行整體混凝土噴射。

b.球倉頂部位置，沿豎向鋼筋和水平鋼筋位置隔一噴一，直至將骨架鋼筋完全覆蓋，形成骨架后，方可進行整體混凝土噴射。

3)混凝土噴射。

a.噴射混凝土施工段內(nèi)，應保證上層不少于2層～3層的水平鋼筋綁扎完成。

b.壓縮空氣應吹除待噴面上的松散雜質或塵埃。

c.混凝土運至現(xiàn)場后，應進行坍落度測定，宜為8 cm～12 cm。

d.向噴射機供料應連續(xù)均勻，機器正常運轉時，料斗內(nèi)應保持足夠的存料，噴頭與受噴面應垂直，宜保持 0.60 m～1.00 m的距離。

4.3.3 施工縫設置

向球倉膜成45°傾角的水平施工縫。

4.3.4 成品保護

混凝土噴涂完成后，底層用塑料薄膜(厚度不小于0.05 mm)進行防護。

5 安全防護措施

1)進入倉內(nèi)施工要穿工作服,戴好安全帽，聚氨酯噴涂、混凝土噴射要戴好防護鏡、口罩和手套等,有有害氣體時應戴好防毒面具。

2)倉內(nèi)要有足夠的照明，燈泡要有防護罩，使用低壓配電照明設施。

3)施工設備外露部分要進行包裹防護，減輕聚氨酯噴涂和混凝土噴射對設備的污染。

4)起吊設備要完好，起吊鋼絲繩、卡環(huán)、卡扣符合起重要求，起吊升降要緩慢平穩(wěn)進行，聽從指揮人員指揮。操作平臺及吊車大臂下方嚴禁人員作業(yè)和停留。操作平臺安裝防護欄桿，平臺操作人員要佩戴安全帶掛在上部牢靠位置，確保施工安全。

5)起重設備操作人員要持證上崗，集中精力駕駛和操作，確保設備安全運行。

6)施工中噴頭和注漿管前方嚴禁站人。

7)有恐高癥的人員禁止高處作業(yè)。

8)噴射機、水箱風包注漿罐等應進行密封性能和耐壓試驗合格后方可使用。

9)噴射混凝土施工作業(yè)中，要經(jīng)常檢查出料彎頭、輸料管和管路接頭等有無磨薄、擊穿或松脫現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

10)噴射作業(yè)中處理堵管時，應將輸料管順直必須緊按噴頭，疏通管路的工作風壓不得超過 0.4 MPa，必須使設備斷電、停風。向施工設備送電送風前，應通知相關人員。

11)從展膜開始，球倉應與其他建筑物用圍擋隔離，在球倉隔離范圍內(nèi)禁止吸煙，禁止任何堅硬物體碰撞球膜外殼。

6 應用前景

氣膜穹頂儲倉以其結構受力性能好、外形美觀、工期短等特點，在煤炭、糧食、水泥、飛灰、石灰石、肥料、礦石等行業(yè)可用作各種散狀物料的儲料設施，也適用于場館、辦公樓、別墅等民用建筑工程設施，具有較高的應用價值及推廣前景。

[1] 美國混凝土協(xié)會ACI相關標準.

[2] CECS 158:2004,膜結構技術規(guī)程.

Construction technology of gas film steel concrete structure dome storage

Miao Zhitong Cao Jun

(ChinaCoalBuildingInstallationEngineeringGroupCo.,Ltd,Handan056002,China)

Combining with the coal mine plant enclosure engineering as an example, the paper introduces features, construction technologies and major equipment of gas film dome storage, illustrates matters needing attention in spherical membrane aeration, polyurethane painting and steel binding and so on, and summarizes specific safety protecting measures, with a view to provide some guidance for similar engineering.

gas film dome storage, spherical membrane, polyurethane, concrete

2015-09-17

苗志同(1965- )，男，教授級高級工程師； 曹 軍(1966- )，男，高級工程師

1009-6825(2015)33-0103-02

TU755.9

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