淺析地下大空間立體離壁式罐體襯砌施工工法

李 強(qiáng)

（中鐵十一局集團(tuán)第五工程有限公司，重慶 400037）

0 引言

為保證地下空間的儲(chǔ)油安全，儲(chǔ)油罐造型和儲(chǔ)油工藝不斷創(chuàng)新。在實(shí)踐工作中立式油罐得到了廣泛應(yīng)用，為提高透氣儲(chǔ)存質(zhì)效提供了極大幫助。從現(xiàn)實(shí)角度來(lái)看，技術(shù)人員通過(guò)總結(jié)、融合現(xiàn)有技術(shù)，提出了一種適用于地下油庫(kù)建設(shè)管理的新工法——地下大空間立體離壁式罐體襯砌施工工藝，為進(jìn)一步優(yōu)化施工、保障安全奠定基礎(chǔ)。研究該工法既可改進(jìn)和完善施工工藝，又能助力工藝普及應(yīng)用。

1 地下立體離壁式罐體襯砌施工工法概述

本次研究以地下大空間立體離壁式罐體襯砌施工工藝為核心，該工藝是一種融合多種施工技術(shù)后形成的新工法，主要適用于地下儲(chǔ)油罐體施工，可以為現(xiàn)場(chǎng)施工提供指導(dǎo)。當(dāng)前，地下大空間立體離壁式罐體襯砌施工技術(shù)已經(jīng)在某國(guó)防后方倉(cāng)庫(kù)得到了實(shí)踐應(yīng)用，充分發(fā)揮了預(yù)期效果，使施工安全、施工質(zhì)量都得到保障，展現(xiàn)出極強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。從現(xiàn)實(shí)角度來(lái)看，地下大空間立體離壁式罐體襯砌施工技術(shù)的實(shí)用性強(qiáng)，且推廣應(yīng)用價(jià)值極高。

地下大空間立體離壁式罐體襯砌施工技術(shù)在地下油庫(kù)、國(guó)防工程地下掩體、地下立式儲(chǔ)物工程中都可推廣。為助力地下大空間立體離壁式罐體襯砌施工技術(shù)普及，本文結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)該工法的特點(diǎn)和適用范圍進(jìn)行了簡(jiǎn)單總結(jié)。目前，該工藝的應(yīng)用特點(diǎn)主要包括以下4個(gè)方面：①支架系統(tǒng)穩(wěn)定，便于大量材料搬運(yùn)。地下大空間立體離壁式罐體襯砌施工技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程基于檢算架系統(tǒng)、優(yōu)化步距、增設(shè)小吊通道（向上）等施工技術(shù)操作，為大量、快速、安全地搬運(yùn)材料提供了保障。②優(yōu)化創(chuàng)新對(duì)拉螺栓與模板施工方式。應(yīng)用該工藝可實(shí)現(xiàn)模板優(yōu)選，當(dāng)開(kāi)展罐壁施工時(shí)，易成弧形罐壁的木板最為適用，類(lèi)滑模施工不僅可提高效率還能減少材料浪費(fèi)；而且，箍筋環(huán)抱技術(shù)的有效運(yùn)用也讓模板加固方式得以革新，更讓對(duì)拉螺栓加工、拆除的工作量和難度大幅下降。③優(yōu)化測(cè)量技術(shù)，革新穹頂支架測(cè)量模式。運(yùn)用地下大空間立體離壁式罐體襯砌施工工藝時(shí)，將采取“儀器+人工”的組合形式完成支架測(cè)量，有效消除單一技術(shù)弊端、彌補(bǔ)技術(shù)缺陷。④實(shí)現(xiàn)混凝土優(yōu)化施工。在該工藝的支持之下，可基于軟管、活接頭優(yōu)化混凝土澆筑，通過(guò)提高澆筑質(zhì)效保障罐體澆筑安全，確保罐壁垂直。

2 立體離壁式罐體襯砌施工的工藝原理

地下大空間立體離壁式罐體襯砌施工工藝的應(yīng)用過(guò)程中，罐壁支撐和混凝土澆筑施工是工作重點(diǎn)，保證這兩個(gè)環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量至關(guān)重要[1]。結(jié)合技術(shù)內(nèi)涵以及施工經(jīng)驗(yàn)，可從以下4個(gè)方面分析地下大空間立體離壁式罐體襯砌施工工藝原理。

（1）以地下立式罐體參數(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)支撐系統(tǒng)。通常來(lái)說(shuō)，地下立式罐體高15～20 m，而其直徑大多為20 m；支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)這些參數(shù)，以保證架體安全為目標(biāo)進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和方案優(yōu)化。在改造支撐架體時(shí)，相關(guān)工作人員應(yīng)該合理運(yùn)用側(cè)壁的側(cè)限，以便切實(shí)提升加固效果。

（2）以特定尺寸規(guī)格的木板，提升罐壁弧面施工質(zhì)量。工藝應(yīng)用過(guò)程中，需要基于尺寸為4 m×0.25 m×0.035 m的木板貼合罐壁，從而形成良好曲面。施工時(shí)，需基于基準(zhǔn)線(xiàn)確認(rèn)罐壁模板的垂直位置，該線(xiàn)位于離罐壁1 m處，需以紅漆畫(huà)線(xiàn)。模板加固施工時(shí)，每3～5 m設(shè)置一個(gè)螺桿固定點(diǎn)，使其與主筋焊接穩(wěn)固；二次加固時(shí)，需水平支撐方式并保證加固間距小于2 m。

（3）利用支架頂?shù)钠脚_(tái)保證混凝土澆筑質(zhì)量。工藝應(yīng)用環(huán)節(jié)，需以模板滿(mǎn)鋪平臺(tái)，要求平臺(tái)有良好平整性且位于支架頂部。使用過(guò)程中，可利用平臺(tái)輔助泵管移動(dòng)，從而讓軟管和活接頭形成的泵管能夠通過(guò)環(huán)向移動(dòng)高質(zhì)高效地完成混凝土澆筑。

（4）利用類(lèi)似滑模使用的方式完成罐壁拆模。實(shí)踐中，先保證混凝土澆筑質(zhì)量達(dá)標(biāo)，然后利用滑模施工原理拆模并將其滑升至下一模施工，節(jié)約成本、方便快捷。

3 立體離壁式罐體襯砌施工工藝的應(yīng)用管理

地下大空間立體離壁式罐體襯砌施工工藝的開(kāi)展流程十分固定，主要經(jīng)過(guò)施工準(zhǔn)備、鋼筋綁扎、模板固定、混凝土澆筑等幾道工序，具體流程和施工重點(diǎn)如圖1所示?，F(xiàn)階段，地下大空間立體離壁式罐體襯砌施工工藝已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了實(shí)踐應(yīng)用，為深入分析該工藝的應(yīng)用途徑，本文將基于真實(shí)工程案例論述該工藝的操作要點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)踐探討該工藝的質(zhì)量安全控制措施和經(jīng)濟(jì)效益。

圖1 地下大空間立體離壁式罐體襯砌施工工藝流程

3.1 施工項(xiàng)目概述

案例工程是某海拔高度4200 m高原地區(qū)的新建油庫(kù)項(xiàng)目，項(xiàng)目的單個(gè)儲(chǔ)存油料2000 m3，使用若干個(gè)地下立式儲(chǔ)油罐。單個(gè)罐體的開(kāi)挖高度與直徑分別為19.2 m和20.22 m；混凝土罐體的高度與直徑則分別為18.2 m和18.7 m；罐壁類(lèi)型為離壁式混凝土，其壁厚36 cm，而其與圍巖距離為80 cm，頂部為穹頂（球冠）結(jié)構(gòu)。此次施工項(xiàng)目所在區(qū)域?qū)儆诟吆０胃吆貛В瑦毫拥氖┕きh(huán)境加劇了施工難度和安全風(fēng)險(xiǎn)；而且，由于項(xiàng)目罐體施工所處的海拔高、組織困難，因而決定采用地下大空間立體離壁式罐體襯砌施工工法作業(yè)。從應(yīng)用情況來(lái)看，地下大空間立體離壁式罐體襯砌施工技術(shù)切實(shí)保障了腳手架安全、模板安裝效率、鋼筋鋼管材料運(yùn)輸時(shí)效和混凝土澆筑質(zhì)量，基于系統(tǒng)化、流程化現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)現(xiàn)了成本控制和質(zhì)量安全保障，獲得了業(yè)主的充分認(rèn)可。在實(shí)際作業(yè)環(huán)節(jié)，利用地下大空間立體離壁式罐體襯砌施工技術(shù)，有效節(jié)約了施工人力物力投入節(jié)約總成本267萬(wàn)元，并節(jié)約了6個(gè)月的施工工期，為保證投資效益奠定了良好基礎(chǔ)。

3.2 工藝操作要點(diǎn)

項(xiàng)目施工中應(yīng)用地下大空間立體離壁式罐體襯砌施工技術(shù)，需要重點(diǎn)關(guān)注支架安裝、模板安裝和混凝土澆筑。為此，筆者結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)上述工藝操作要點(diǎn)加以分析。

3.2.1 支架安裝要點(diǎn)

項(xiàng)目施工過(guò)程中，支架安裝的重點(diǎn)在于腳手架系統(tǒng)布置和人、物通道布置。此次施工采用扣件式鋼管架，腳手架系統(tǒng)的橫縱間距以及步距分別為0.8 m和1.2 m；罐壁的內(nèi)外兩側(cè)腳手架采用相同方式搭設(shè)，并在中部設(shè)置折返樓梯以便施工人員通行。為方便材料運(yùn)輸，在腳手架系統(tǒng)的中部樓梯底部設(shè)置了單獨(dú)的物流通道。在此次項(xiàng)目中，折返樓梯（即人行通道）位于中支架系統(tǒng)中部，在開(kāi)展頂部澆筑施工以前必須實(shí)現(xiàn)通道加固，并在頂部澆筑后拆除該通道，依據(jù)支架搭設(shè)要求后開(kāi)展頂部施工。圖2為應(yīng)用地下大空間立體離壁式罐體襯砌施工工藝后的人行與物流通道布設(shè)實(shí)例。

圖2 支架系統(tǒng)中的人行和物流通道

3.2.2 模板安裝

案例工程的模板安裝需要保證安裝位置準(zhǔn)確，并做好環(huán)抱鋼筋抱箍系統(tǒng)以及鋼管橫撐系統(tǒng)的有效安裝，模板系統(tǒng)安裝如圖3所示?，F(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，施工人員應(yīng)該按如下步驟開(kāi)展實(shí)踐：①綁扎鋼筋而后開(kāi)展環(huán)向抱箍筋固定點(diǎn)焊接。②安裝保護(hù)層墊塊，完成模板的安裝和固定（臨時(shí)）。③基于固定點(diǎn)焊接環(huán)向抱箍筋，達(dá)到成環(huán)抱緊效果。④以環(huán)向布置形式布設(shè)橫向支撐鋼管，按模板垂直方向布設(shè)，施工參數(shù)為3道/模，兩道鋼管之間的距離不得低于1 m也不得超過(guò)1.5 m。

圖3 模板系統(tǒng)安裝

3.2.3 混凝土澆筑

應(yīng)用地下大空間立體離壁式罐體襯砌施工技術(shù)時(shí)，混凝土澆筑施工前必須做好施工平臺(tái)搭建。因此，項(xiàng)目施工過(guò)程中按技術(shù)規(guī)范搭建平臺(tái)（滿(mǎn)鋪木板，保持平整）。而后，先進(jìn)行混凝土澆筑準(zhǔn)備，即安裝軟管和活接頭（圖4）。施工時(shí)，在罐壁外側(cè)固定混凝土管，預(yù)埋固定點(diǎn)間隔3～5 m。現(xiàn)場(chǎng)操作人員為保證架體安全，防止泵管振動(dòng)傳導(dǎo)，使軟管和外側(cè)鋼管架分離[2]。在實(shí)踐中，施工人員還基于待澆筑混凝土頂面高度控制澆筑平臺(tái)高度，讓二者無(wú)高差以便泵管實(shí)現(xiàn)無(wú)障礙的環(huán)向移動(dòng)。最后，采用分層環(huán)向順時(shí)針?lè)绞綕仓?，并利?0、50振搗棒組合進(jìn)行振搗。

圖4 混凝土澆筑系統(tǒng)

3.3 安全管理

在進(jìn)行工程建設(shè)過(guò)程中，為保證工程建設(shè)活動(dòng)的安全性，首先，需要在明確施工建設(shè)具體需要的基礎(chǔ)上，以《中華人民共和國(guó)安全生產(chǎn)法》《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ 46—2005）等技術(shù)規(guī)范與法律規(guī)章為基礎(chǔ)，構(gòu)建合適的施工安全管理規(guī)范。其次，為切實(shí)保證施工人員的人身安全，在工程建設(shè)施工過(guò)程中，應(yīng)保證所有施工人員都配置了完備的安全防護(hù)設(shè)備，并且在施工區(qū)域的人行通道處，均設(shè)置了扶手與休息平臺(tái)，同時(shí)，為降低工作人員在施工過(guò)程中發(fā)生觸電的可能性，需要保證施工配電箱、電線(xiàn)、架體都做了絕緣處理。再次，為降低各類(lèi)安全事故對(duì)施工人員人身安全造成的威脅，應(yīng)建立完善的安全管理體系，并安排專(zhuān)門(mén)的安全應(yīng)急處理隊(duì)伍，定期開(kāi)展類(lèi)似高空墜落、觸電等問(wèn)題解決演習(xí)，以便在出現(xiàn)安全事故時(shí)，能夠及時(shí)對(duì)其進(jìn)行應(yīng)急處理[3]。最后，為切實(shí)保證工程施工活動(dòng)的安全性，不僅要安排有資質(zhì)的安全監(jiān)管人員對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行監(jiān)管，還需要對(duì)施工人員進(jìn)行定期安全培訓(xùn)，將安全考核工作落到實(shí)處，切實(shí)降低安全事故的出現(xiàn)概率。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，大空間立體離壁式罐體襯砌施工工藝是多元技術(shù)融合發(fā)展的產(chǎn)物，其應(yīng)用展現(xiàn)出極強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性和高效性，可有效解決地下儲(chǔ)油空間隧道施工安全風(fēng)險(xiǎn)高、投入大的問(wèn)題。為保證大空間立體離壁式罐體襯砌施工工藝的實(shí)效性，施工管理人員應(yīng)該強(qiáng)調(diào)施工流程完整和操作規(guī)范，并保證質(zhì)量控制措施、安全技術(shù)措施的針對(duì)性選用。