低溫儲罐后張法預應力施工技術質量控制分析

方樵軍

低溫儲罐后張法預應力施工技術質量控制分析

方樵軍

后張法預應力施工是液化天然氣低溫儲罐土建工程施工中最為關鍵的施工工序之一。該分項工程有著技術含量高、工序復雜、對操作工人技術水平要求高等自己獨特的施工特點。因此在施工中做到技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量，選擇最優的后張法預應力施工方案是關鍵。

液化天然氣；低溫儲罐；預應力；孔道灌漿

液化天然氣（LNG）目前已成為人們日常生活和生產中應用最廣的一種清潔能源，在國際能源結構中的占比也越來越起到舉足輕重的作用。作為液化天然氣接收終端設施的核心部分，LNG低溫儲罐的建造技術一直是一個難題。隨著科學技術的日新月異，近年來LNG低溫儲罐的建造技術在我國已得到了很大的提高。特別是后張法預應力施工技術應用，經過近10年來國內LNG儲罐的建造，也取得飛速的發展和提高。

1 LNG低溫儲罐后張法預應力施工工藝流程

目前我國所建造的液化天然氣（LNG）低溫儲罐大部分為全包容型低溫混凝土鋼罐，儲罐容量約為50000～160000m3。儲罐罐體主要由外罐部分和內罐部分組成，其中外罐部分主要由鋼筋混凝土筏板、墻體、穹頂組成，內罐部分為9%鎳鋼板焊制而成的鋼襯內罐及部分工藝管道等組成。文章介紹的預應力施工為有粘結后張法預應力混凝土結構。主要設置在儲罐外罐混凝土墻體及筏板混凝土內部，墻體預應力沿著墻體高度和圓周方向分別設置了橫向預應力孔道及豎向預應力孔道。其施工工藝流程如圖1所示。

圖1 施工工藝流程

2 后張法預應力施工質量控制要點

預應力施工屬于特殊作業工序，必須由具有資質的專業分包工程公司承擔實施。操作人員需要經過專業技術培訓，掌握預應力施工的基本知識，熟悉本人所在崗位的各項要求，經考核合格方可上崗操作。預應力施工必須定人定崗，明確崗位職責。當改變施工方法時，均應由該項施工技術負責人進行詳盡的技術交底；并且在每班工作之前，也應由班長將該作業項目的主要技術要求、施工安全事項作班前交底。

2.1 預應力鋼鉸線穿束施工質量控制

（1）材料：鋼鉸線。儲罐預應力鋼鉸線標號一般為Y1860s7-15.7，需滿足規范EN10138要求。公稱直徑為15.70mm，鋼鉸線面積為每股150mm2，錨固端拉伸值1860N/mm2，松弛率為80%公稱破斷力以下，1000h后的松弛率最大不能超過4.5%。

（2）檢查孔道。鋼鉸線穿束施工前應確保預埋孔道內的清潔、暢通。防止因異物進入孔道而影響鋼鉸線的正常穿束。對于墻體內的水平預應力孔道應在每次墻體混凝土澆注的同時，在孔道內用比孔道內徑小10mm左右的球體進行通球試驗，以確保管道的暢通；待混凝土澆注完成后，用木板或其他軟質物體對孔道入口和出口進行封閉，以確保管道的清潔和防止異物進入。

（3）設備檢查和鋼鉸線穿束施工。應嚴格按照批準的施工方案選擇合適的鋼鉸線穿束施工設備。施工前對設備的制動系統進行檢查，確保機器處于良好狀態。操作時鋼鉸線穿束設備一般用塔吊吊至操作平臺，并將其固定在合適的位置。同時操作平臺應保證有足夠的人員及機械操作空間。鋼鉸線線盤放置于合理的工作距離之內的工作平臺或水平地面上；當把鋼絞線端頭從線盤內抽出穿入穿束機內時，應在鋼鉸線穿入孔道前將鋼絞線末端端頭設置保護帽，防止鋼鉸線在穿入過程中對孔道內壁的破壞。單束鋼鉸線穿入達到設計要求長度時，應使用高速切割機切割鋼鉸線束，禁止使用氣割。同時對于錨具端外露部分鋼鉸線束在對其實施張拉施工前應采用塑料薄膜將其包裹保護，防止損害和雨水侵蝕。

（4）施工記錄。為了達到張拉階段應力計算的目的，施工中應詳細記錄鋼鉸線束編號及鋼絞線材料標牌、爐批號、規格、數量和位置等。《預應力穿束施工記錄表》必須在施工過程中及時、如實地填寫清楚。

2.2 預應力鋼鉸線張拉施工質量控制

（1）施工準備工作。后張法預應力鋼鉸線張拉施工前，應準備以下工作：①檢查混凝土最低強度且不應低于設計混凝土等級值的75%；②檢查設備與待張拉錨固件型號是否正確配套，在無負荷（打開和關閉）和沒有預加壓下，操作千斤頂以檢查其工作狀態，（這項工作必須將千斤頂放在干凈的表面進行），檢查承壓板、錨具和千斤頂安裝是否正確定位；③檢查錨具端和楔形錨具的幾何形狀，檢查錨座端部鋼絞線沒有扭曲，檢查相應的鋼鉸線束編號標簽是否清楚地貼在錨固件附近。檢查施工環境溫度，當氣溫低于5℃時，應暫停進行張拉施工。

鋼絞線和錨具及其他預應力部件等必須嚴格按設計規定的型號、規格、質量指標、包裝運輸、驗收方法等要求編制材料計劃和提出技術要求，按照材料采購、包裝、運輸和保管的規定程序進行。張拉機具和所有的計量器具，必須滿足設計規定的精度等級，定期校驗和檢查，操作使用應符合施工規范規定，校驗記錄和合格證必須妥善保管。高壓油泵在張拉施工前，應進行加油。試運轉和排除故障后，按照設計規定的檢驗方法和精度等級，到當地政府法定的計量校驗單位進行配套校驗，得出被校配套設備的油壓表讀數與張拉力的對應關系，取得回歸線性方程式計算的數據值。張拉設備校驗記錄單必須經校驗人員簽字和校驗單位蓋章后方可生效，經過校驗過的張拉設備尚須定期復驗。

（2）預應力鋼鉸線張拉。儲罐外墻豎向鋼鉸線束的張拉必須按照設計圖要求的張拉順序。錨具夾片的內縮值應當參照圖紙的相關技術說明，鋼絞線的延伸值按摩擦試驗及設計要求來確定。豎向預應力的張拉通常采用一端張拉。水平鋼鉸線束的張拉通常采用兩端張拉并且應當按照設計圖要求的張拉順序進行張拉。后張法預應力的張拉，通常將千斤頂壓力分為四個過程。第一階段為預拉力的25%，第二階段為預拉力的50%，第三階段為預拉力的75%，第四階段為預拉力的100%。在每個階段達到相應拉力值時，保持拉力值穩定30～60s，同時記錄壓力表相應的延伸值。通常千斤頂開始實施時最初的壓力是5MPa或50Bars（依據校正后壓力表的讀數是公制還是英制），以使鋼鉸線束開始處于拉緊初期。根據程序有序增加壓力。在最初荷載階段記錄數據時測量鋼絞線和千斤頂的次數；以合適頻率增加壓力和記錄鋼絞線延伸（通常以10MPa或100Bar的增幅）。當千斤頂的壓力達到設計的張拉力時，通過撤消壓力分別打入楔塊和鎖住鋼絞線使得鋼鉸線鎖定；拉伸測量精確到±1mm。延伸值用卷尺來量取，并按照設計要求來判斷。記錄千斤頂張拉延伸測量值到張拉記錄表；一旦張拉力和鋼鉸線束延伸值超過規范規定的誤差要求，應當立即停止張拉并報告給現場工程師。

2.3 孔道灌漿施工質量控制

預應力張拉完畢并經檢查合格后，應盡早進行孔道灌漿，孔道內水泥漿應飽滿、密實。孔道的灌漿，必須嚴格按照灌漿程序進行，灌漿壓力、速度以及水泥漿溫度嚴格控制在規定范圍以內。灌漿程序的各個環節必須由專職人員進行監督，并進行驗收。孔道灌漿前應進行下列準備工作：①確認孔道、排氣兼泌水管及灌漿孔暢通，錨固端灌漿帽已正確安裝。錨具縫隙已采用水泥漿、水泥砂漿等材料封閉端部；②外加劑與水泥作配合比試驗并確定摻量。

孔道灌漿施工時，灌漿應連續進行，直至排氣管排除的漿體稠度與注漿孔相同且無氣泡后，再順漿體流動方向依次封閉排氣孔；全部出漿口封閉后，繼續加壓0.5～0.7MPa，并穩定1～2min后封閉灌漿口。過程中具體檢查的內容如表1所示。

表1 孔道灌漿過程中的檢查內容

3 質量影響因素控制

液化天然氣（LNG）低溫儲罐預應力施工前必須做好施工人員的組織安排、培訓、技術交底及安全交底，完善施工技術文件。質量監督是確保施工質量的關鍵，應做到全員參與和全過程監督。

4 結束語

預應力的施工將是整個液化天然氣（LNG）低溫儲罐外罐施工的關鍵，對儲罐的安全使用將起到最直接的作用，并影響到外罐的外觀質量。文章通過對液化天然氣（LNG）低溫儲罐外罐后張法預應力施工技術及質量控制的介紹，闡述了施工過程中質量控制的一些要點，對預應力施工提出了一些建議。

[1]建筑工程施工質量驗收統一標準[S].GB50300—2013.

[2]預應力筋用錨具、夾具和連接器應用技術規程[S].JGJ85.

[3]預應力混凝土用鋼絞線[S].GB/T5224.

[4]預應力筋用錨具、夾具和連接器[S].GB/T14370.

[5]混凝土結構工程施工質量驗收規范[S].GB50204—2015.

[6]混凝土結構工程施工規范[S].GB50666—2011.

TU757.1+4

A

2096-2789（2016）12-0080-02

方樵軍（1980-），男，湖南岳陽人，工程師，研究方向：工程技術和項目管理，身份證號碼： 430602198009082535。