大直徑群倉高空封頂施工方法

李建文

(中煤建安第七工程有限公司，山西太原 030032)

目前國內大直徑筒倉的封頂平臺結構主要分為:鋼筋混凝土主次梁板結構，鋼筋混凝土錐殼支承平臺結構，鋼網架或交叉鋼桁架結構三種形式，其中以混凝土主次梁板結構的自重最大。國家重點建設項目，內蒙古黑岱溝特大型選煤廠毛煤儲煤群倉9φ22.0 m圓筒倉倉頂平臺為鋼筋混凝土主次梁板結構，采用了“體外工具式組合桁架快速周轉吊模工藝”施工。通過九個筒倉的封頂施工實踐，對工程實例進行了分析，從工藝特點、原理、操作要點幾方面進行了論述，提出了大直徑群倉封頂施工方法，取得了顯著的綜合經濟效益和社會效益，解決了同類結構施工的技術難題。

1 特點

1)工期短。采用本工法按流水作業組織施工，單倉封頂平均工期為25 d，比常規施工工期縮短一半以上。

2)結構工程質量有保證?；炷翝仓B續性強，能保證結構的整體性。主次梁混凝土澆筑完畢的最大下沉變形能控制在L/1000以內。

3)受力性能合理?；２僮髌脚_與工具桁架分階段受力，混凝土澆筑前操作平臺承重，澆筑后桁架承重。

4)經濟效益十分顯著。采用工具桁架吊模工藝施工倉頂平臺，按兩個筒倉數量配置桁架周轉工具，施工九個直徑22.0 m筒倉比勁性桁架混凝土組合結構可節省鋼材消耗154 t，比常規管架支撐體系施工少投入腳手鋼管300 t左右。工具式組合桁架可多次周轉使用，一次投入長期受益。

5)機械化程度高。群倉上下水平垂直運輸均由機械設備完成。

6)安全可靠。工具式組合桁架拆裝操作方便，利用封閉的滑模操作平臺完成全部作業，相當于地面作業，無需從底到頂搭設管架支撐，與管架支撐體系施工相比明顯減輕了勞動強度，降低了重大危險源的安全隱患風險，可提高工效兩倍以上。

7)便于生產要素集中管理。平臺封頂作業人、機、料都集中在滑模操作平臺上，方便集中指揮管理，提高效率。

2 適用范圍

高空(≥20 m)大跨度(18 m～24 m)現澆鋼筋混凝土梁板平頂結構，尤其以大直徑群倉封頂平臺施工最適宜，重復性流水施工經濟效益更顯著，但必須經過受力計算和強度、變形、穩定性驗算。

3 工藝原理

利用滑模操作平臺進行鋼筋混凝土梁板結構施工的全部工序操作。通過工具式吊桿將鋼筋混凝土梁施工過程的全部荷重，傳遞給支承在筒壁上的工具式組合桁架，經過計算把梁的施工變形控制在允許范圍內。工具式組合桁架本身具有單件自重輕便，組合拆卸靈活方便，可重復周轉使用，具有一專多能的優點。

4 工藝流程

工藝流程見圖1。

圖1 大直徑群倉高空封頂施工工藝流程

5 操作要點

1)首先對滑模操作平臺進行加固，加固內容包括:操作平臺調平，防扭轉擺動的固定，輻射梁之間用聯圈連接固定，輻射梁吊點支座加強，輻射梁承重吊桿系牢拉緊，操作平臺鋪設封閉釘牢。

2)根據測好的梁中心線位置和標高，按照L/400起拱鋪設主次梁底模板。

3)主次梁鋼筋骨架綁扎采用兩個“X”形平行支撐托橫桿臨時架起鋼筋，骨架成型后拆除支撐降落在底模上。

4)在倉壁桁架鋼支座板上測設桁架形心(受力)線和標高，分段組裝工具式桁架，以跨中下弦節點對準吊點位置，側面找正垂直后用螺栓固定，并加臨時支撐穩固，兩片桁架按設計要求裝上水平聯結支撐形成整體結構。

5)支托梁底模的橫托用2φ12 mm鋼筋螺栓桿連接吊掛在桁架下弦節點或輔助橫擔上，通過輔助橫擔把荷載傳至下弦節點上，嚴禁在上下弦角鋼的非節點部位加載。

6)主次梁模板支完后用鋼管扣件組合架進行整體穩定性加固，相鄰主梁或次梁之間每空格不少于一道垂直剪刀撐。

7)在桁架頂外側和梁側模上口錯位搭設0.8 m寬的操作平臺，外加擋腳板和1.0 m高護欄，如果冬季施工可在主次梁間用懸索暖棚保溫，倉下布設熱源可保證混凝土在正溫下養護。

8)混凝土采用泵送布料機給料，主次梁混凝土一次連續澆筑至板底20 mm～30 mm位置，養護兩天后拆除梁側模板轉入樓板的施工。

9)樓板采取在次梁頂上預埋鋼馬凳架擱縱向型鋼梁吊掛模板工藝施工。

10)主梁懸挑結構部分施工利用桁架懸臂吊掛通長操作平臺作業(倉下組裝鋼管扣件吊籃，塔吊整體吊裝就位后鋼絲繩吊掛固定)，模板承重方式同跨中。

11)常溫施工混凝土，增設一組同養抗壓試塊，作為拆轉桁架的依據，桁架拆轉可分片分段用塔吊吊運，也可以用千斤頂(或倒鏈)通過滑道實現一次整體平移就位，減少拆裝的勞動量。

12)梁底模墊木用料以4個筒倉用量配備為宜，可實現大流水作業施工，有效地縮短工期，加速桁架的周轉。

6 機具設備

1)QT80A塔式起重機兩臺及配套吊索吊環吊具，HBT60A混凝土泵一臺，PLD800配料機兩臺，JS500強制式攪拌機兩臺。2)100 kN倒鏈兩臺，100 kN千斤頂兩臺。3)工具式吊桿及調節螺母，支座板及連接螺栓按需要配備。4)工具式組合桁架按單倉為一套，共配備兩套。5)水準儀一臺，經緯儀一臺，50 m鋼尺一把，水平垂直找正尺兩把，測量用鋼絲線及線墜等。6)交流焊機兩臺。7)鋼模板及連接件，支撐鋼管扣件，底模木方墊木，梁底托擔鋼管(或角鋼)按分組流水作業需要量配備。8)混凝土振搗棒8套，布料機一臺。

7 質量要求

1)施工中必須遵守《混凝土結構工程施工質量驗收規范》《鋼結構工程施工質量驗收規范》《鋼筋焊接及驗收規程》《建筑工程施工質量驗收統一標準》《組合鋼模板技術規范》。

2)主次梁混凝土澆筑順序應從跨中(倉中)開始向兩端(倉壁)方向薄層臺階式推移，以減輕因梁底模板下沉變形對梁支座區混凝土的塑性裂縫影響。每層澆筑厚度控制在500 mm以內，使混凝土沿梁高均勻上升避免過大高差，循序漸進，連續澆筑到頂。

3)混凝土實行分區掛牌振搗，振點分布均勻，嚴格控制振搗時間和插入深度，振搗區搭接范圍不小于100 mm。靠近梁支座區域和主次梁交叉區域的混凝土采用二次振搗工藝，提高混凝土密實度和抗拉強度，減少塑性收縮，且前后振搗必須能塑性閉合密實，否則不得二次振搗。振搗中產生的泌水和浮漿用小型泵排出。

4)施工期間各階段應做好滑模操作平臺和工具式鋼桁架承受荷載的統計工作，認真進行各階段平臺和桁架的各種變形觀測，及時報告操作平臺、鋼桁架的工作狀態(荷載值、變形值的發展曲線)，保證平臺、桁架都在允許使用極限狀態以內工作。

5)筒倉壁滑模施工至梁底設計標高以下200 mm時，根據倉頂主次梁平面布置圖，放出梁支座位置線，在澆筑倉壁時按照1.5倍梁寬預留出規矩的梁窩，并保證梁窩兩側混凝土的密實度。采用鋼板網水泥砂漿薄壁封堵工藝代替梁堵頭二次支設模板，保證了梁頭混凝土質量內堅外美，觀感效果與倉壁一致。另外，應在梁頭底模下留出清理孔，以便清除梁窩內積渣，保證支座混凝土與倉壁結合質量。

6)封頂施工執行技術負責人總指揮制度，其他人員必須認真配合工作，各負其責，做好工藝紀律的監督管理工作，此乃保證結構質量的重要前提。

8 安全措施

1)施工中嚴格遵守《建筑施工高處作業安全技術規范》《建筑機械使用安全技術規程》《施工現場臨時用電安全技術規范》《液壓滑動模板施工安全技術規程》。2)滑模操作平臺周圍與倉壁之間的空隙用安全網滿掛，嚴禁隨便拆改。3)倉頂平臺四周臨空面，利用倉壁外圍豎向插筋綁焊1.5 m高護欄并滿掛立網封閉，沿周邊設200 mm高擋腳板保護。4)施工中所有臨時承重體系的支撐、吊具、平臺等都必須嚴格限載，將荷載限值用牌板標明，以便監控。所有承重體系的支撐、承重模板均不得擅自拆改，需要拆改時，必須由技術負責人批準下達書面通知單。5)建立嚴密的防火制度和完善的防火措施，滑模操作平臺必須滿鋪鐵皮，嚴禁在倉頂任何部位生火，電焊作業應設接渣盤以防焊渣起火，倉頂應配齊有效的滅火器具，設專人負責管理。

9 工程實例及效益分析

內蒙古準格爾黑岱溝露天煤礦特大型選煤廠毛煤儲煤倉工程封頂施工中，采用此項技術，在工期、質量、成本、安全幾方面取得了顯著的經濟效益和社會效益。

1)群倉封頂工期明顯縮短，九個倉平均單倉工期25 d，較常規施工縮短工期一半以上。2)機械化程度高，勞動效率明顯提高，九個倉封頂施工節省人工投入14400工日。3)節省型鋼154 t，少投入支撐腳手鋼管300 t。4)封頂主次梁結構混凝土，一次連續整體澆筑，質量可靠。5)九個倉封頂作業未發生任何安全事故。6)本技術不僅為大直徑群倉高空封頂提供了成功的經驗，更重要的是為縮短整個選煤廠建廠周期提供了技術上的保證。