大型球形封閉煤場(chǎng)施工研究

朱華偉

【摘 要】近年來，建設(shè)封閉煤場(chǎng)不僅圓滿解決了露天煤場(chǎng)存在的問題而且?guī)砹孙@著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。結(jié)合筆者主持組織的華南某2×600MW大型火力發(fā)電廠工程的封閉儲(chǔ)煤場(chǎng)的施工方案的設(shè)計(jì)和工程實(shí)施，總結(jié)出便于操作易于保證工程進(jìn)度、施工質(zhì)量和實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益的整套大型封閉煤場(chǎng)建筑工程施工流程及關(guān)鍵工藝控制辦法。

【關(guān)鍵詞】球形封閉煤場(chǎng) 環(huán)基 擋煤墻模板

1 引言

封閉煤場(chǎng)環(huán)形基礎(chǔ)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，承臺(tái)中心半徑為60.90m，典型斷面尺寸為6.40m×2.20m；跨越輸煤地道處基礎(chǔ)埋深為6.50m，環(huán)基主筋為480Φ32，均分為8層布置。擋煤墻結(jié)構(gòu)高度為16.20m，底部斷面寬度為1.00m，上部斷面為0.70m，沿?fù)趺簤ι峡谠O(shè)計(jì)有一環(huán)形挑平臺(tái)，相當(dāng)于剛性環(huán)兼走道；擋煤墻頂部均勻布置有36個(gè)700mm×800mm短柱，用于支撐上部球形網(wǎng)架。屋面網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)形式：采用螺栓球節(jié)點(diǎn)正放四角錐半球形網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，直徑為127046mm，矢高為50811 mm，網(wǎng)架厚度為2500 mm。網(wǎng)架采用Q235B鋼管制作，鋼板和錐頭采用Q235B鋼， 螺栓球采用45#鋼，高強(qiáng)螺栓和頂絲采用40Cr鋼，套筒采用Q235B鍛件（>M33采用45#鋼鍛件），其他構(gòu)件符合《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700-2006的要求。焊接材料選用E50、E43系列。節(jié)點(diǎn)形式：螺栓球；支撐形式：周邊下弦支撐。主要工程量：?jiǎn)蝹€(gè)圓形封閉煤場(chǎng)網(wǎng)架480.8噸。

2 環(huán)基的施工

（1）環(huán)基施工特殊的地方在環(huán)基和出倉(cāng)廊道結(jié)合部。（2）地下結(jié)構(gòu)施工一般遵循先深后淺的原則。跨越輸煤地道處環(huán)基埋深為6.50m，而其他處環(huán)基埋深僅有3.40m。在施工前經(jīng)過充分統(tǒng)籌考慮，確定留設(shè)門洞處環(huán)基最后施工便于材料運(yùn)輸和施工運(yùn)轉(zhuǎn)。經(jīng)過對(duì)比，在施工環(huán)基時(shí)，留設(shè)非門洞處環(huán)基（門洞處環(huán)基需與跨輸煤地道處環(huán)基同時(shí)施工）后施工，可避免在跨輸煤地道處環(huán)基施工時(shí)遇到多雨天氣時(shí)的不便。（3）環(huán)基施工最重要的施工難點(diǎn)是鋼筋的安裝綁扎。整座環(huán)基需要鋼筋1800t鋼筋，水平筋凈距僅為74mm，鋼筋排距最大處僅為555mm，箍筋為Φ28@150，根據(jù)圖紙，環(huán)基共分為八段留設(shè)后澆帶。（4）根據(jù)圖紙分好區(qū)段后，按照順序布置，環(huán)向筋成排分層吊裝安放后施工人員根本無法進(jìn)行各道箍筋的安裝和綁扎操作。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，我們選用12m長(zhǎng)度的鋼筋采用直螺紋套筒連接。如此方便施工人員有操作空間是需要解決的課題。我們先安裝環(huán)基箍筋，經(jīng)過受力計(jì)算后，用箍筋每隔1.5m焊接徑向鋼筋網(wǎng)片支撐，施工采用腳手臨時(shí)支撐環(huán)向筋，環(huán)向筋安裝只能采用人工逐層傳遞，徑向鋼筋連接只能選擇焊接或者機(jī)械連接，水平再增加三道鋼筋便于支撐環(huán)向鋼筋，在后澆帶處安裝開口箍以便于施工人員做進(jìn)出通道。安裝鋼筋時(shí)可以從環(huán)基中線向兩側(cè)施工或者從一側(cè)向另一側(cè)。每次安裝鋼筋時(shí)要水平綁扎5～6支且需一次將8層水平筋綁扎到位，在傳遞鋼筋時(shí)，用圓鋼制作一U字型鋼筋掛鉤，掛鉤水平段套裝套管，相當(dāng)于一個(gè)滑輪，使用相當(dāng)方便且節(jié)省工人體力。（5）環(huán)基上部鋼筋施工時(shí)預(yù)安裝上端套絲擋煤墻豎筋。

3 擋煤墻和槽型板安裝施工

擋煤墻和環(huán)基對(duì)應(yīng)亦為八段，擋煤墻后澆帶與環(huán)基后澆帶相錯(cuò)45°，根據(jù)模板模數(shù)，擋煤墻后澆帶寬度下口調(diào)整為1.8m，上口調(diào)整為1.6m，各段擋煤墻分別4次施工到頂。

3.1 鋼筋制作、安裝

（1）環(huán)基施工時(shí)預(yù)留擋煤墻插豎筋上端套絲，其余長(zhǎng)度采用閃光對(duì)焊一次性安裝到頂，水平筋采用直螺紋套筒連接，安裝擋煤墻鋼筋時(shí)用一25t汽車吊配合。由于擋煤墻上部設(shè)計(jì)有36個(gè)短柱用于支撐封閉球形網(wǎng)架，且短柱要高出擋煤墻頂面1.60m，鋼筋也相應(yīng)加高，在安裝擋煤墻鋼筋之前，要事先在環(huán)基頂面用全站儀將短柱位置準(zhǔn)確定位，以便于順著擋煤墻鋼筋一次性安裝至頂后為施工網(wǎng)架支點(diǎn)短柱插筋時(shí)準(zhǔn)確定位。擋煤墻豎向鋼筋共四排，詳細(xì)布置見圖1所示：

（2）在安裝擋煤墻鋼筋時(shí)分段施工，按照常規(guī)施工，安裝鋼筋時(shí)先將筋筋綁扎完畢，再綁扎筋、筋；筋、筋的安裝綁扎可以分節(jié)/板（澆灌次）綁扎或者一次綁扎到頂。

圖1 擋煤墻鋼筋布置示意圖

3.2 模板制作、安裝

（1）由于擋煤墻的半徑為61.4m（外徑），模板完全可以用整塊（2.44米×1.22米）覆膜多層板拼裝，模板拼縫處加設(shè)分隔條，制作的關(guān)鍵是要嚴(yán)格按照制定的模板排版方案加工，詳見圖2所示：（2）由于擋煤墻外墻為弧形且豎向有一傾斜度，因此擋煤墻的模板立縫第一板下口需留設(shè)18mm間距，上口收3mm，依次向上遞減，只有這樣才能保證模板立縫在一個(gè)豎向上；模板的水平拼縫處安放對(duì)拉螺栓，墻面弧度通過對(duì)拉螺栓上的鋼筋限位來控制，模板中間對(duì)拉螺栓套PVC管、封PVC圓堵頭，在每節(jié)的模板上口墊立向方木以調(diào)整圓弧度，后澆帶模板立縫增設(shè)100mm寬模板條以防止漏漿造成外觀質(zhì)量缺陷。（3）環(huán)形梁底面施工時(shí)，在向內(nèi)30mm加設(shè)一滴水線，考慮其使用效果，我們按照擋煤墻木隔條示意圖加工成型，且在環(huán)梁上口增設(shè)陽(yáng)角條。

圖2 模板排版及加固示意圖

3.3 擋煤墻砼澆筑

砼澆筑直接關(guān)系到混凝土的外觀質(zhì)量。在制定擋煤墻澆灌方案時(shí)擬從一端澆筑到另一端，一次性澆筑至每節(jié)頂，后來考慮到模板的加固，振搗時(shí)的可操作性等因素，最終選擇了分層澆筑，每層澆筑厚度不超過500mm，總的來說，這種澆筑混凝土的施工方案不論是從理論上還是現(xiàn)實(shí)施工過程中是切實(shí)可行的一種澆筑方案。在施工過程中，根據(jù)已制定的施工方案嚴(yán)格操作，但總是會(huì)出現(xiàn)混凝土表面起砂、蜂窩等小的質(zhì)量瑕疵。但經(jīng)過多次討論，我們最終決定從一端一次性澆筑至頂向另一端趕漿，模板加固采取二次加強(qiáng)措施以杜絕脹模跑?，F(xiàn)象的發(fā)生。經(jīng)過凝固拆模后檢驗(yàn)，外觀質(zhì)量良好。

3.4 槽型板吊裝施工

（1）擋煤墻施工到頂后澆帶閉合后開始吊裝槽型板，槽型板為防火隔離設(shè)計(jì)。為縮短施工工期我們采用吊模預(yù)制構(gòu)件吊裝工藝。吊裝時(shí)以25t汽車吊為吊裝機(jī)械，沿?fù)趺簤?nèi)側(cè)環(huán)向移動(dòng)布置。場(chǎng)地和機(jī)械等條件具備時(shí)可以分兩組進(jìn)行。（2）吊裝人員操作面以自制的井字豎梯為承力結(jié)構(gòu)，用鋼絲繩和架管固定生根在擋煤墻頂部剛性挑平臺(tái)上。（3）施工過程必須嚴(yán)格注意安裝就位人員的遵章守紀(jì)，尤其是保證每個(gè)人員的安全帶和速差葫蘆必須分別連接在預(yù)先拉設(shè)的水平安全繩或者頂部挑平臺(tái)欄桿上。

4 球形網(wǎng)架安裝

4.1 下部閉合的環(huán)形網(wǎng)架

（1）本工程網(wǎng)架的支座標(biāo)高在▽16.5M處，采用“分塊吊裝與高空散裝相結(jié)合”的施工方法，即在混凝土筒倉(cāng)墻壁內(nèi)側(cè)，沿四周墻壁把第一圈網(wǎng)架分為12段在地面拼組好，用吊機(jī)（25t汽車吊）把拼裝好的網(wǎng)架吊至支座（標(biāo)高16.5米）上連接，形成一個(gè)閉合的環(huán)形結(jié)構(gòu)，如此則穩(wěn)定可承力便于其上部網(wǎng)架小單元就位固定，然后再在地面拼裝網(wǎng)架小單元，利用吊車進(jìn)行高空散裝。待吊機(jī)吊裝高度不夠時(shí)，再改用可移動(dòng)小扒桿進(jìn)行高空散裝。（2）網(wǎng)架拼裝順序?yàn)椋褐谱鳌\(yùn)輸→現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收→分塊組裝→測(cè)量尺寸→油漆→分塊吊裝→條塊之間連接→復(fù)核尺寸→校正調(diào)整→地面拼裝小單元→微型吊具高空散裝→竣工驗(yàn)收。（3）地面分條分塊組裝；根據(jù)建筑物的半球形特點(diǎn)，將底部的環(huán)形網(wǎng)格等分成12份，先行在地面拼裝。每一條塊跨越3個(gè)支座，外層高兩個(gè)網(wǎng)格，每個(gè)條塊約重4噸。（4）高空吊裝拼接就位；在12個(gè)高度為兩個(gè)網(wǎng)格的條塊在地面拼裝完畢面漆涂刷完成后，進(jìn)行條塊高空吊裝拼接就位安裝。吊裝時(shí)，在汽車起重機(jī)工作半徑之內(nèi)，將第一個(gè)條塊設(shè)4個(gè)吊點(diǎn)，用鋼絲繩綁扎后起吊。就位后，用纜風(fēng)繩臨時(shí)固定。同樣方法起吊第二個(gè)條塊，第二個(gè)榀條塊就位時(shí)要沿圓周方向稍微偏離20-30厘米，待水平度、垂直度校正后，使用千斤頂逐漸向第一榀條塊逐漸靠攏，然后和第一榀條塊螺栓連接。同樣方法安裝第三榀、第四榀……直至第十二榀。

4.2 扒桿吊裝散裝

待網(wǎng)架安裝到第五層以上就全部用扒桿吊裝的方法，扒桿是用φ114X4鋼管和φ24圓鋼、配重組焊到一起（角度視扒桿傾斜力而定）配上棕繩。配用設(shè)備：卷?yè)P(yáng)機(jī)、麻繩、滑輪、地錨，吊裝時(shí)扒桿固定在網(wǎng)架上。

4.3 彩板安裝

（1）彩板安裝方向要考慮兩個(gè)因素：一是工程所在工地常年主導(dǎo)風(fēng)向，二是美觀。在沒有特殊要求時(shí)，屋面板的安裝方向宜與主導(dǎo)風(fēng)向相反，側(cè)向搭接口一般朝隱蔽一方。（2）本工程屋面封閉彩板均采用0.53mm厚彩色壓型金屬板和3mm采光板。整體分為8個(gè)區(qū)，在安裝前先確定每個(gè)區(qū)域的分界線，然后再確定安裝彩板交界處構(gòu)造檁條進(jìn)行測(cè)量，確認(rèn)其安裝位置符合設(shè)計(jì)要求，對(duì)達(dá)不到安裝要求的部分進(jìn)行修改，對(duì)施工偏差作出記錄，并制定出相應(yīng)的安裝、調(diào)整措施。（3）彩板人員操作面以自制的鋼梯為承力結(jié)構(gòu)，用鋼絲繩和架管固定生根在網(wǎng)架和檁條上。具體步驟：

1）根據(jù)排板設(shè)計(jì)確定排板起始線的位置。2）標(biāo)定起始線，測(cè)量出每個(gè)區(qū)域的中心點(diǎn)，然后從這個(gè)中心點(diǎn)開始安裝第一塊板，安裝第一塊板非常重要，要嚴(yán)格校正，以避免板安裝到最后時(shí)出現(xiàn)較大偏差，第一塊板必須垂直與網(wǎng)架中心線然后往兩個(gè)方向安裝。3）沿板寬度方向每隔5-10塊板設(shè)基準(zhǔn)鋼絲線一道，作為限制和檢查環(huán)向安裝偏差的基準(zhǔn)，以及時(shí)矯正安裝偏差；鋼絲線同樣要與縱向軸線垂直。屋面板安裝除應(yīng)按類似的方法放線外，還應(yīng)用線墜校正支承面的垂直度以保證墻面的垂直度。材料檢查按照施工圖紙對(duì)其彩板進(jìn)行清點(diǎn)、核對(duì)；板的涂層有無破壞、污染，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)處理、更換。4）板材的垂直運(yùn)輸。本工程彩板提升采用卷?yè)P(yáng)機(jī)提升到安裝的位置上。

5 結(jié)語(yǔ)

環(huán)基施工采用合理的鋼筋安裝和綁扎順序方案和接頭方式可節(jié)約措施費(fèi)用和人力，而擋煤板墻的鋼筋模板和混凝土施工都需要根據(jù)設(shè)計(jì)、材料、機(jī)械條件綜合地周密對(duì)比考慮，不斷優(yōu)化施工方案才能達(dá)到最佳效果。在球形網(wǎng)架安裝過程中，將傳統(tǒng)的滑移安裝優(yōu)化改成“分塊吊裝與高空（小拼）散裝相結(jié)合”，可提高施工效率；而球形屋面板的控制重點(diǎn)應(yīng)該在彩板的排版和現(xiàn)場(chǎng)誤差控制?；痣姀S球形封閉煤場(chǎng)的施工是技術(shù)難點(diǎn)比較集中的單位工程，只有通盤合理安排，不斷優(yōu)化工藝細(xì)節(jié)，才能達(dá)到理想的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。