氣膜穹頂儲倉技術的應用

閆亞汐李云鵬

（1華北理工大學輕工學院，河北 唐山 063000 2唐山鋼鐵國際工程技術有限公司，河北 唐山 063000）

氣膜穹頂儲倉技術的應用

閆亞汐1李云鵬2

（1華北理工大學輕工學院，河北 唐山 063000 2唐山鋼鐵國際工程技術有限公司，河北 唐山 063000）

隨著冶金工藝的迅速發展，對大型儲倉的要求日益嚴苛，一種新型的儲倉技術——“氣膜穹頂儲倉”應運而生。與傳統的混凝土儲倉、鋼儲倉相比，這種新興的儲倉形式以其各項優越的性能迅速搶占了市場。氣膜穹頂儲倉不僅在結構技術方面有了很大的突破，在施工方面更是有著傳統儲倉無法媲美的優勢。本文重點介紹氣膜穹頂儲倉的工藝原理及施工流程，可供有關技術人員借鑒。

氣膜穹頂儲倉 技術優勢 施工流程

0前言

氣膜穹頂儲倉以性能優良的柔軟織物為外膜并將其固定在按設計要求施工完畢的環型基礎上，向膜內持續輸入空氣并保持膜內恒壓狀態做為施工荷載支撐，隨后依次在膜內噴涂界面劑、聚氨酯泡沫層、分層綁扎結構鋼筋、逐層噴射混凝土，最終形成具有一定剛度、能夠覆蓋大空間的倉儲結構體系[1]。

相較于傳統的儲倉形式，氣膜穹頂儲倉利用定型氣膜充氣后做為外模板（永久保留不拆除），替代傳統的木、鋼模板工藝；采用恒壓的空氣替代傳統的腳手架等做為外膜及施工過程中的支撐系統[2-3]；利用特定的施工機械提供全方位的施工作業平臺，替代傳統的腳手架作業平臺；采用噴射混凝土替代傳統的混凝土澆筑工藝；采用噴射聚氨酯泡沫層替代傳統的外墻保溫施工工藝；利用機械設備替代大量人工作業以提高勞動效率[4]。

1. 術優勢

氣膜穹頂儲倉具有以下技術優勢：

（1）結構堅固：

氣膜鋼筋混凝土穹頂儲倉結構力學性能好，由于其頂部的拱形設計在相同高度下體型系數較小，能適應較大的荷載；并且圓形深倉有很強的抗地震，抗颶風能力，比傳統的混凝土筒倉更堅固耐用。

（2）防水性能強：

氣膜鋼筋混凝土穹頂儲倉的外膜是由持久耐用的高張力織物和PVC涂層加工而成，自身具有很強的防水性能和自潔性能。氣膜整體是通過射頻焊接成型，焊接強度和密封性都很強，有效消除了潛在的漏點源。

（3）保溫性能好：

氣膜鋼筋混凝土穹頂倉的外膜和鋼筋混凝土外殼之間連續噴涂一定厚度的聚氨酯泡沫作為夾心層，最大限度的降低了建筑結構中的溫度波動，也最大限度地減少和消除了由于儲存產品中的潮氣產生的冷凝問題，保持了倉體結構的干燥，增強了倉體結構的耐久性

（4）填裝容量大

與相同直徑和高度的傳統筒倉相比，穹頂儲倉的存儲量增加了30%以上，如圖1所示。

圖1 容量對比圖

（5）地基處理節省

傳統結構形式的儲倉在遇到不規則地質條件時，需要進行地基處理，或換填、或強夯。氣膜鋼筋混凝土穹頂儲倉極佳的結構穩定性和結構剛性，使其可以在不規則的地質條件下均勻分布荷載，很好地應付不同的沉降，在多數情況下都不需要深基礎，不同程度為客戶節省了大量投資費用。

（6）耐高溫、抗火災、遏制爆炸能力高

在極端高溫和火災情況下，穹頂儲倉的受壓売體結構更為穩定；倉體內光滑的外表面不利于煤塵的堆積，減小了倉內儲煤自燃、爆炸的可能性。與傳統筒倉相比，穹頂儲倉結構的獨特性使其在耐高溫、抗火災和遏制爆炸性能上更高一籌。

（7）建筑成本低、節能環保

穹頂儲倉的売體結構能較好地達到用較少的建筑材料建成較大儲量儲倉的效果，從而減少不必要的自然資源的消耗，相對同樣儲量的傳統筒倉建筑成本可節約10%以上。在施工及運營期間，穹頂儲倉能更有效地控制潛在的污染物，其獨特的施工方法避免了大量建筑垃圾的產生，倉內施工也有效減少了粉塵排放，施工更加綠色、節能和環保。

（8）倉體外形及取料形式多樣化

穹頂儲倉形狀可以根據現場布局和業主需求進行多樣變化，可采取更低矮的穹頂外形、不設直墻的半球甚至采取長橢圓等多種形狀。儲倉的存儲和輸送系統，包括地上和地下廊道的取料系統也可根據儲倉外形有針對性地選擇不同的解決方案，這方面較傳統的筒倉有著不可類比的優勢。

2. 工流程

根據地質堪察報告和地質條件確定地基處理方案并開始施工，地基處理的目的確保基底能長期承受存儲煤炭和搬運系統的荷載要求。由于穹頂儲倉結構的獨特性，一般情況下不需要深基礎。地基處理完成后，工作轉入穹頂倉環形基礎和廊道系統的施工。廊道和環基施工完成后，須采用混凝土、灰土或砂石進行基礎回填。基礎和廊道系統完工后，進行穹頂倉施工作業前的準備工作。為防止尖銳物劃損氣膜，首先將環基預留插筋彎疊，并用棉被或棉氈等保護覆蓋；隨后，按照平面規劃將鋼材、大件工器具等提前按計劃位置堆放于倉內地面并用隔離物覆蓋；接下來展開氣膜，并將其邊緣牢牢固定到環形基礎上。

吹膜過程用時較短，將大型的風機與氣膜連接在一起，啟動送風并適當調整送風流量，使氣膜形狀達到設計要求。吹膜完成后，仍需在隨后的施工過程中讓風機持續鼓風保持膜內氣壓的穩定，直到鋼筋混凝土殼體具有承受自重能力為止。在吹起的氣膜內側噴一層界面劑，隨后分層噴涂聚氨酯泡沫保溫層，達到設計要求的厚度。在噴涂聚氨酯泡沫的過程中，預埋鋼筋標簽。鋼筋標簽用于固定鋼筋，應錨入泡沫層約2cm的深度，保證其有足夠的錨固度，防止綁扎鋼筋后受拉拔出。構造鋼筋放置在泡沫保溫層之上，用鋼筋標簽進行固定。同時，需在縱、橫向鋼筋交點位置按照方案要求綁扎倉壁厚度控制標簽（可采用鋼筋，長度等于該部位設計的壁厚），用以混凝土噴射時掌握和控制混凝土壁厚。構造鋼筋綁扎完成后，進行構造層混凝土噴射，以增加殼體剛度，為綁扎結構鋼筋和噴射結構混凝土提供條件。完成一個殼體施工需要多次綁扎鋼筋和多次噴射混凝土，直到達到穹頂儲倉倉體的設計厚度值。厚度會隨著倉上位置的不同而變化。

當売體鋼筋混凝土強度可以承受自重荷載時，停止充氣、開啟預留孔洞、取出倉體內施工設備并完成后期零星施工，最后，按設計要求將預留或開啟的施工門洞封堵。

3. 論

氣膜穹頂儲倉無論在工藝特點上還是在施工流程上，都比傳統的儲倉有優勢，在市場經濟不斷發展的現在，節能環保已經成為了工業產業的主導思想。氣膜穹頂儲倉更好的順應了時代的發展，滿足生產的前提下，也保證了綠色低碳的要求，值得在工業產業中進行推廣實踐。

[1]歸衡石. 對“貯倉結構設計手冊”中幾個問題的探討[J]. 特種結構,2000,04:19-23.

[2]王建平,黃義. 我國貯倉結構抗震研究的現狀及前瞻[J]. 工業建筑,2005,04:79-81+90.

[3]李勇. 鋼筒倉結構受力行為分析與研究[D].西安建筑科技大學,2007.

[4]趙晉義. 貯倉結構的可靠性鑒定[J]. 工業建筑,1990,11:20-23+41

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1007-6344（2015）12-0032-01