長大跨度垃圾池壁結構內腳手架搭設方法

垃圾池施工作為整個垃圾焚燒發電廠的關鍵工序之一，跨度大，池壁高，往往存在較大安全風險，而控制該風險關鍵是選擇合適的垃圾池壁內腳手架搭設方案。傳統施工方案在垃圾池內部搭設落地滿堂腳手架直至池頂，此方案支架搭設工程量大，每一標高層單次施工周期長，總體搭設成本高。而采用目字型腳手架既能確保安全也能省工、省錢。

垃圾發電廠； 垃圾池； 腳手架； 防腐

TU731.2A

［定稿日期］2024-08-05

［作者簡介］楊靖（1992—），男，本科，助理工程師，從事建筑工程管理工作。

［通信作者］蘇小波（1992—），男，本科，工程師，從事建筑工程管理工作。

1 工程概況

成都環境工程建設有限公司依托承建的萬興三期環保發電廠工程1#、2#垃圾池，整個垃圾池凈長75.95 m，凈寬29.1 m，高49～52.6 m，為標準長大跨度結構。為了提升施工效益以及關鍵技術水平，盡量縮短工程工期，項目部在垃圾池結構施工工序與施工技術改進上進行了積極探索，結合腳手架整體穩定性、防傾覆性及垃圾池內壁防腐綜合考慮，創新性提出一種“目字型”腳手架搭設方案。

采用“目字型”內腳手架搭設施工方法在萬興三期環保發電廠工程1#垃圾池、2#垃圾池的應用，節約了工期，為項目順利履約提供了保障，材料和成本均得到有效控制，且施工高效便捷，取得了良好的經濟及社會效益（圖1、圖2）。

2 目字型腳手架特點

（1）安全“不打折扣”。采用有限元軟件分析發現，目字型腳手架在整體穩定性及抗傾覆性上與滿堂腳手架基本一致，且目字型腳手架受力更為合理，避免“過度安全”，且架體布置更為靈活多變，架體形式與工程情況及施工需求相適應，符合現代化施工要求。

（2）防腐“更勝一籌”。垃圾池中建成投產后，各類垃圾混合發酵，對池壁的腐蝕性非常強，為確保池壁的抗腐蝕性能，池壁也不宜按常規設置腳手架連墻件，垃圾池壁澆筑時兩側模板采用對拉螺桿進行加固，池壁混凝土澆筑完畢后，充分利用其埋設在混凝土內的對拉螺桿，采用一種新型的連墻件加固方式，既保證了腳手架側向穩定性，也避免了傳統連墻件會對垃圾池池壁的防腐留下重大隱患，池壁后期修補非常困難的棘手問題。

（3）降本增效“效果顯著”。目字型腳手架相較于傳統滿堂腳手架相比，支架方量減少約46%，架體搭設時間極大縮短，勞動強度低，操作耗時少，工期效益及成本效益顯著。

3 操作要點

3.1 前期準備

3.1.1 架體離池壁間距確定

施工前腳手架離池壁間距應結合幾個因素考慮。

（1）腳手架材料為48×3.0 mm盤扣鍍鋅鋼管，架體模數固定，架體距離池壁間距應結合垃圾池結構尺寸及架體長度綜合確定。

（2）間距過大，工人操作不方便且存在安全隱患；間距過小，垃圾池壁側模安裝及加固困難，勞動投入量大。

綜合考慮后架體離池壁間距為300 mm，首層架體搭設時測量放線應提前放出離池壁300 mm控制線，并在底板表面精確放樣點位，以便指導腳手架立桿定位。

3.1.2 結構分層高度確定

垃圾池四周均設置有梁、板等結構，且四周梁板大多數不在一個標高層，結合項目整體施工情況，并綜合里程碑節點工期考慮，垃圾池北側焚燒爐區域為施工重點，垃圾池池壁分層應著重考慮焚燒爐區域的施工情況，且垃圾池池壁分層不宜過高，需結合混凝土澆筑、振搗質量、池壁垂直度、架體立桿高度綜合分析，池壁分層高度不宜超過5 m，以萬興三期環保發電廠為例（筏板頂標高：-8 m），池壁分層標高分別為：-4 m、0 m、4.95 m、7.95 m、10.95 m、14.05 m、19.22 m、23.95 m（圖3）。

3.1.3 材料進場驗收

因本架體結構形式對材料要求高，材料的質量對架體的整體穩定性至關重要。

（1）鋼管應無裂紋、凹陷、銹蝕、不得采用對接焊接鋼管。

（2）鋼管應平直、直線度允許偏差為管長的1/500，兩端面應平整、不得有斜口、毛刺。

（3）鑄件表面應光滑、不得有砂眼、縮孔、裂紋、澆冒口殘余等缺陷，表面粘砂應清除干凈。

（4）沖壓件不得有毛刺、裂紋、氧化皮等缺陷。

（5）有效焊縫高度不小于3.5 mm，焊縫應飽滿，焊藥應清除干凈，不得有未焊透、夾渣、咬肉、裂紋等缺陷。

（6）可調底座和可調托座表面宜浸漆或冷鍍鋅，涂層應均勻、牢固；架體桿件及其他構配件表面應熱鍍鋅，表面應光滑，在連接處不得有毛刺、滴瘤和多余結塊。

（7）主要構配件上的生產廠標識應清晰。

3.2 腳手架搭設

（1）側墻內側搭設四排盤扣作業腳手架，支架間距為900 mm（橫向）×1200 mm（縱向）×1500 mm（步距），盤扣腳手架橫向立桿總體按4立桿布置（0.4+0.9+0.9+0.9） m，即首道立桿距池壁內側0.4 m，第二道立桿距首道立桿0.9 m，第三道立桿距第二道立桿0.9 m，第四道立桿距第三道立桿0.9 m，架體最下部設掃地桿保證架體安全，四周外立面及內部設置豎向斜杠，斜桿每隔4跨搭設一道，立桿基礎為混凝土板，支架搭設按立桿、橫桿、斜桿的順序逐層搭設。將75.95 m垃圾池分成3段，中間設2道連通點（同時作為施工通道），連通搭設6排立桿，支架間距與腳手架間距一致。為加強腳手架整體穩定性及抗傾覆性，在直角兩條邊的第4及第6根立桿處設八字形對撐，八字撐采用48.3×3.0 mm雙鋼管，采用旋轉扣件與盤扣立桿連接在一起，豎向每隔隔三步設置一道，因垃圾倉為條形結構，靠近側墻一側滿鋪跳板。架體上部臨邊防護應采用硬質防護，架體外側應張掛密目式安全立網（圖4）。

（2）因跨度較大，到達指定高度后，垃圾池每邊應間隔10 m設置一個控制點，將所測標高用紅油漆引至已搭設好的架體上，架體應高出本次池壁澆筑段，方便后期復核控制，結構板、梁層標高要在設計標高的基礎上向上提高2 cm，避免因施工負荷或其他原因造成池壁外側板或腰梁標高下降而造成凈空超限，若分段澆筑至結構板、梁層，結構板、梁層應與池壁一次性澆筑成型。

（3）組織相關人員全面檢查驗收支架的搭設情況，如發現問題及時解決。

3.3 鋼筋施工及模板安裝

先安裝和連接受力主筋，后放分布筋，預埋件、預留洞等及時配合安裝。綁扎鋼筋時，逐點扎牢兩行鋼筋的交叉點，中間鋼筋每隔一根按梅花式進行綁扎，相鄰綁點的鐵線扣要呈八字形綁扎（左右扣綁扎），鋼筋外側應掛設專用墊塊。池壁鋼筋綁扎后要校好垂直度，使其保證位置的正確、順直，防止側模安裝困難和保護層出現偏差。

模板均采用5 mm厚的黑膠木模板。由于拆模后池壁及其框架柱外露，直接影響垃圾池實體觀感，因此應使用質量較好的新模板，模板縫在拆模后要做到板縫平整順直，因此，模板安裝前也應該彈出模板位置線，避免安裝模板出現誤差，模板垂直度采用激光標線儀（激光標線儀能發出自動安平的激光線，它與測距儀配合，可實測板面，板頂，降板等難測量部位的平整度，做到實測實量無死角）進行測量，安裝模板時需保證拼縫嚴密、不漏漿、不錯臺、不脹模、不變形。封堵兩塊模板縫隙所用的泡沫塑料、膠條等材料不能超出模板表面，防止澆入混凝土內，池壁外模均與模板外側鋪設的方木固定，模板安裝好后將模板沖洗干凈。模板拼裝完成后，用靠尺和線墜調整模板垂直度。在模板陰角、陽角位置使用止漿條或用水泥砂漿封堵，避免拆模后池壁棱角掉角和陰角爛根現象，模板外側次楞為40 mm×90 mm木枋橫向布置，間距200 mm一道，主楞為48×3.0 mm雙拼鋼管，整個背楞用M14 mm對拉螺桿固定拉緊，對拉螺桿考慮后期拆模后作為連墻件加固架體，其間距應與架體間距同步（圖5）。

3.4 連墻件

待池壁混凝土經養護達到設計強度后，池壁側模可拆除模板從上往下拆除，對拉螺桿間距按照2步3跨的間距留設，其余位置對拉螺桿提前割除。為確保池壁的抗腐蝕性能，池壁不宜按常規設置腳手架連墻件。模板拆除時，按規范、外架方案規定的連墻件間距（即2步3跨）留置對拉螺栓，對拉螺栓采用中部設止水片、M14 mm的高強螺栓，裁制短鋼管，長度為對拉螺栓外露長度減去100 mm，兩步三跨設置，用雙螺母、蝴蝶夾將短鋼管予以緊固，旋轉扣件將連墻件與短鋼管連接（圖6）。

后期池壁施工完成后，對拉螺桿部位處理流程：螺桿四周鑿毛—對拉螺桿割除—螺桿端部涂刷防銹漆—澆水濕潤—涂刷水泥漿、砂漿找平—養護。

若采用傳統連墻件（即鋼管埋設于池壁混凝土內），后期該部位處理流程：切除突出池壁表面鋼管—采用配置好的微膨脹水泥灌漿料對鋼管內部進行灌漿或細石混凝土填充—人工搗鼓—養護。

以上兩種連墻件后期處理方式，采用新型連墻件具有的優勢：

（1）處理方式簡單，處理費用低，處理時間短。

（2）傳統連墻件鋼管內部不易振搗密實，久而久之會形成池壁薄弱部位，影響池壁結構整體穩定性，且影響后期防腐性能。

3.5 計算

3.5.1 建立模型

本次模擬采用Abaqus有限元軟件對垃圾坑內腳手架進行模擬計算，取垃圾池其中一倉腳手架為研究對象，模型尺寸約24 m×17.1 m×8 m，整體模型包含18 243 170個結點，11 190 352個單元，設置盤扣式腳手架材料楊氏模量為210 MPa，泊松比為0.3，屈服應力為205 MPa。

3.5.2 荷載與約束

立桿采用數值截面，模型截面特性按照雙立桿截面乘0.8進行折減，水平桿扣件連接處采用釋放梁端約束的方式，保留30%彎矩值，使模型更貼近實際情況，約束垂直于池壁方向的位移，施工荷載取3 kN/m2，相當于平均給每一個橫桿節點施加水平集中力300 N，腳手架與地面接觸的部位采用完全固定方式（圖7）。

3.5.3 計算結果

計算結果見圖8。

通過計算分析，雙鋼管最大軸向應力為5.08 MPa，橫桿最大撓度為0.83 mm，滿足規范應力（205 MPa）及撓度（10 mm）要求，結構整體穩定。

4 效益分析

4.1 經濟效益

以成都萬興三期環保發電廠項目為例，本方法與傳統滿堂腳手架方法相比，具有明顯的經濟效益。

沿用格倉式體系的設計思路，將75.95 m長的垃圾坑以目字形分成3段，中間設2道滿堂腳手架進行橫向連通，總搭設高度32 m，此方法使用鋼管支架方量為3.2萬m3，共計總重量約288 t，傳統滿堂腳手架所需鋼管支架方量為7.07萬m3，共計總重量約636 t，采用新方法在保證架體安全穩定的情況下，可少搭設3.8萬m3支架，共計總節約重量為342 t，節約占比54%，經了解成都當地腳手架租賃站租賃價格為3.5元/（t·d），新方法從-8 m（筏板標高）搭設至24 m層階段共需歷時110天，節約關鍵線路工期約30天，節約材料成本約3.6萬元（單個垃圾池），經查人工定額為30元/m3，共計節約人工成本約114萬元。

另新型連墻件較傳統連墻件后期處理可節約關鍵線路工期10天。

綜上所述，本方法在本工程中直接經濟效益約235萬元（本項目為兩個垃圾池），整個垃圾池施工可節約關鍵線路工期40天。本方法可廣泛應用于垃圾池等長大跨度或狹長型結構施工。垃圾池體積越大，效益越顯著。

4.2 社會效益

成都萬興三期環保發電廠工程作為亞洲最大垃圾發電廠，日處理5 100 t垃圾生活垃圾、800 t污泥和800 t廚余垃圾，助力成都市基本實現生活垃圾全部焚燒發電處置、零填埋的目標。本方法的成功應用為發電廠早日竣工投入使用起到了關鍵積極作用，本項目截止目前已完成了上百次各級領導的考察及各協會的施工觀摩，本創新方法施工效率高，材料投入少，質量效果好，獲得了監理、建設單位及上級監管部門的一致好評及認可，有效推動了相應技術的進步，社會效益明顯。

5 結束語

本方法結合現場結構類型、施工工況等實際情況，本著安全第一、兼顧經濟合理的原則，同時滿足施工工期、質量和合同要求，在選擇方案時，充分考慮并達到以下預期目標。

（1）架體的結構設計，力求做到結構要安全可靠，造價經濟合理。

（2）在規定的條件下和使用期限內，能夠充分滿足預期的安全性和耐久性。

（3）結構選型時，力求做到受力明確，構造措施到位，搭拆方便，便于檢查驗收。

現成都萬興環保發電廠三期項目兩個垃圾池均已搭設至19 m高度（標高11 m層），實現了腳手架高效、高質施工，在工程進度、質量、安全、文明、環保等方面均取得了良好效果（圖9）。

參考文獻

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