水泥熟料庫頂網(wǎng)架的施工技術(shù)

劉毓軍

水泥生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，要求熟料庫有更高的庫容，導致庫體的直徑更大高度更高，同時也造成了熟料庫庫頂結(jié)構(gòu)的施工難度更大。而網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的自重輕、剛度大、結(jié)構(gòu)受力明確、制作和安裝相對容易等特點滿足了熟料庫的使用功能、結(jié)構(gòu)安全和施工困難等要求。

1、 工程概況

熟料庫庫頂網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設計多采用圓臺型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，直徑大部分在45米左右，有的直徑達70米，沿庫壁頂端圓周均布18、24或32個橡膠板式支座，網(wǎng)格形式為正放四角錐，根據(jù)具體工程的生產(chǎn)控制工藝線的要求，確定網(wǎng)架采用上弦支撐還是下弦支撐及網(wǎng)架圓錐面的傾斜角度。

2、 工程特點及施工難點

2.1施工高度高

熟料庫庫壁高20多米，其上方的圓臺型網(wǎng)殼施工高度為庫壁以上至約40米高的范圍。過高的高度約束了測量放線、安裝施工、質(zhì)量監(jiān)控等各方面工作的開展，同時也造成吊裝作業(yè)時，施工人員的工作效率低下，垂直運輸只能選擇塔吊或者較大噸位的移動式起重機械，在施工方法的選擇上有很大的局限性。

2.2作業(yè)面集中

網(wǎng)架的地面拼裝工作及吊裝作業(yè)全都局限在熟料庫內(nèi)部及周邊的較小范圍內(nèi)，且操作區(qū)域相互重疊，出現(xiàn)已拼裝完成的吊裝單元吊裝就位后才能進行下一批吊裝單元的拼裝工作，或者在較遠的區(qū)域進行拼裝二次搬運至吊裝區(qū)域的情況，容易造成施工人員的窩工、起重機械臺班的增加，要求在起重機械和施工人員的配置、調(diào)整上做到周密計劃、動態(tài)管理。

3、 安裝方法及起重機械的選擇

根據(jù)熟料庫體和圓臺網(wǎng)殼的結(jié)構(gòu)特點，能夠保證熟料庫頂圓臺型網(wǎng)殼施工質(zhì)量、進度、安全的安裝方法主要有：高空散裝法；分條或分塊安裝法；整體吊裝法；整體提升法。

3.1高空散裝法

該施工方法需要在熟料庫體內(nèi)搭設大量的腳手架，同時需要塔吊或吊車將網(wǎng)架構(gòu)件分批次運送到腳手架頂部的安裝平臺上。腳手架的搭設和拆除工作量巨大，合并計算在100000m3以上，施工周期長，造價高。

3.2分條或分塊安裝法

根據(jù)具體工程的實際情況將網(wǎng)殼分成條狀或塊狀單元，每個單元必須具有足夠的剛度，吊裝單元依次在高空連接成整體后的各個工況必須經(jīng)過驗算，網(wǎng)架構(gòu)件所受的內(nèi)力、產(chǎn)生的位移和整體穩(wěn)定性應符合設計要求，否則在適當位置必須加設支撐。該施工方法對施工人員沒有特別的技術(shù)要求，合理的單元劃分使得在吊裝階段，可以根據(jù)現(xiàn)場的實際情況選擇塔吊或者吊車進行吊裝作業(yè)。

3.3整體吊裝法

將除去最底一圈上弦網(wǎng)格的網(wǎng)殼在地面拼裝完成，利用多臺吊車將網(wǎng)殼原位提升到熟料庫頂，再進行最底一圈上弦網(wǎng)格的安裝。整體起吊的重量在60噸以上，采用2臺汽車吊抬吊，必須選用200噸以上的汽車吊。該施工方法受當?shù)厥┕ぜ夹g(shù)條件的限制，不一定能夠滿足施工對大噸位吊車的需求。

3.4整體提升法

也是將除去最底一圈上弦網(wǎng)格的網(wǎng)殼在地面進行拼裝，拼裝完成后利用提升設備將網(wǎng)殼原位提升到熟料庫頂，再進行最底一圈上弦網(wǎng)格的安裝。該施工方法對施工人員的技術(shù)水平要求較高，不是每個施工隊都具備采用該施工方法的施工能力。

3.5施工方法的選擇

針對此類工程的結(jié)構(gòu)特點，在保證質(zhì)量、安全、進度和經(jīng)濟效益的前提下，結(jié)合當?shù)氐氖┕ぜ夹g(shù)條件等因素綜合考慮。吊裝機械選用土建的塔吊，整個網(wǎng)殼的安裝分為兩個階段，第一階段為起步圈的安裝，即最底一圈網(wǎng)架的安裝；第二階段為起步圈以外網(wǎng)架的安裝。起步圈網(wǎng)架采取分塊安裝法，分塊單元在地面拼裝完成，按照一定順序用塔吊將分塊單元依次提升至庫頂連接成整體，必須搭設支架對網(wǎng)架進行支撐。從第二圈開始采用小拼單元吊裝的方法，按照一定順利依次安裝直至網(wǎng)殼安裝完畢。對施工中出現(xiàn)的各個工況進行驗算，證明該施工方法是合理可行的。與其他施工方法比，該方法有很明顯的兩大特點：一不挑提升設備；二不挑施工隊伍。

4、施工方案的實施

4.1基礎復測

使用水準儀、全站儀等儀器對網(wǎng)架基礎進行測量，并進行標記。根據(jù)基礎標高和軸線的實際測量結(jié)果，制定相應的偏差修復方案，保證安裝完成的支座偏差符合相關(guān)規(guī)范的規(guī)定，支座中心偏移≤L/3000且≯30mm，相鄰支座高差≤L/400且≯15mm，所有支座最大高差≤30mm。

4.2支撐架的搭設

由于起步圈網(wǎng)架的安裝不完整，施工前期在熟料庫頂需架設支撐架，以控制安裝過程中起步圈網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的豎向位移。搭設材料可選用扣件式鋼管或其他鋼材，設置完整的斜支撐和水平剪刀撐，與土建結(jié)構(gòu)連接牢固。

4.3起步圈的安裝

按照計劃的施工順序，在地面將通過驗算的起步圈分塊單元進行拼裝，當已拼裝完成的分塊單元能夠滿足吊裝作業(yè)進度時，利用塔吊將其逐個運送到庫頂，部分施工人員在庫頂進行分塊單元的相互對接，直至起步圈網(wǎng)架成功合攏。

4.4小拼單元的吊裝

起步圈網(wǎng)架安裝完成，開始采用小拼單元吊裝法進行網(wǎng)架的安裝。按照計劃的施工順序，在地面將小拼單元拼裝完成，利用塔吊提升到準確位置與已對接完成的網(wǎng)架進行連接。

以此類推，逐個進行小拼單元的吊裝直至整個網(wǎng)殼安裝完成。

5、安裝關(guān)鍵環(huán)節(jié)

5.1測量放線

對土建基礎標高和軸線的復測是安裝工作的首要任務和重中之重。軸線的復測，首先標識出基礎的實際軸線，利用全站儀對各個基礎的中心進行測量，得到基礎中心的實際坐標，用電腦對測量結(jié)果進行分析，從修復土建基礎施工偏差的角度出發(fā)，在規(guī)范允許的支座軸線偏差范圍內(nèi)確定出網(wǎng)架的定位軸線，并標識到土建基礎上，施工中網(wǎng)架的安裝依據(jù)定位軸線進行定位。標高的復測，對測量結(jié)果分析后，以最高基礎為基點，制定相應的偏差修正措施，使得支座的高差在規(guī)范允許的范圍內(nèi)。同時也為施工過程中的誤差控制提供了依據(jù)。

5.2起步圈合攏

起步圈的合攏是否順利是起步圈安裝是否成功的關(guān)鍵。在起步圈的對接中要嚴格按照基礎上標識的定位軸線進行安裝，支座軸線不能嚴重偏離定位軸線，尤其不能在半徑方向上向內(nèi)偏離，如有偏差應及時找出問題原因并采取糾正措施。在合攏前的5個分塊單元的對接中，應使支座軸線相對定位軸線在半徑方向上向外偏離1cm，能夠保證起步圈的順利合攏。

5.3支座的焊接

由于熟料庫頂圓臺型網(wǎng)殼的結(jié)構(gòu)特點，自身的剛度較大。施工過程中的工況和設計設定的工況完全不同，隨著網(wǎng)架安裝的進行桿件的內(nèi)力在不斷地改變，過早地對支座進行焊接，會妨礙安裝過程中桿件內(nèi)力的重新分布，嚴重的會造成施工困難、桿件彎曲等情況。支座的焊接應在網(wǎng)殼整體安裝完畢后進行。

6、結(jié)束語

在某種特定的施工技術(shù)條件下，該施工方法也許不是最好的，但是它的易上手性和普遍適用性是其他施工方法所不具備的，這也是該施工方法在我公司內(nèi)部被廣泛采用的根本原因，下表所列是我公司采用該種施工方法安裝完成的部分國外熟料庫工程。

經(jīng)過大量熟料庫工程施工經(jīng)驗的積累和總結(jié)，在該施工方法的運用上形成了一整套系統(tǒng)的操作流程和規(guī)章制度，為公司在激烈的市場競爭中提供了堅實的技術(shù)支撐。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，我公司會在以后的熟料庫工程施工中繼續(xù)總結(jié)方法，積累經(jīng)驗，改革創(chuàng)新，使該施工技術(shù)更加趨于成熟和完美，為建設方提供更加專業(yè)和滿意的服務。