大直径群仓高空封顶施工方法

李建文

(中煤建安第七工程有限公司，山西太原 030032)

目前国内大直径筒仓的封顶平台结构主要分为:钢筋混凝土主次梁板结构，钢筋混凝土锥壳支承平台结构，钢网架或交叉钢桁架结构三种形式，其中以混凝土主次梁板结构的自重最大。国家重点建设项目，内蒙古黑岱沟特大型选煤厂毛煤储煤群仓9φ22.0 m圆筒仓仓顶平台为钢筋混凝土主次梁板结构，采用了“体外工具式组合桁架快速周转吊模工艺”施工。通过九个筒仓的封顶施工实践，对工程实例进行了分析，从工艺特点、原理、操作要点几方面进行了论述，提出了大直径群仓封顶施工方法，取得了显著的综合经济效益和社会效益，解决了同类结构施工的技术难题。

1 特点

1)工期短。采用本工法按流水作业组织施工，单仓封顶平均工期为25 d，比常规施工工期缩短一半以上。

2)结构工程质量有保证。混凝土浇筑连续性强，能保证结构的整体性。主次梁混凝土浇筑完毕的最大下沉变形能控制在L/1000以内。

3)受力性能合理。滑模操作平台与工具桁架分阶段受力，混凝土浇筑前操作平台承重，浇筑后桁架承重。

4)经济效益十分显著。采用工具桁架吊模工艺施工仓顶平台，按两个筒仓数量配置桁架周转工具，施工九个直径22.0 m筒仓比劲性桁架混凝土组合结构可节省钢材消耗154 t，比常规管架支撑体系施工少投入脚手钢管300 t左右。工具式组合桁架可多次周转使用，一次投入长期受益。

5)机械化程度高。群仓上下水平垂直运输均由机械设备完成。

6)安全可靠。工具式组合桁架拆装操作方便，利用封闭的滑模操作平台完成全部作业，相当于地面作业，无需从底到顶搭设管架支撑，与管架支撑体系施工相比明显减轻了劳动强度，降低了重大危险源的安全隐患风险，可提高工效两倍以上。

7)便于生产要素集中管理。平台封顶作业人、机、料都集中在滑模操作平台上，方便集中指挥管理，提高效率。

2 适用范围

高空(≥20 m)大跨度(18 m～24 m)现浇钢筋混凝土梁板平顶结构，尤其以大直径群仓封顶平台施工最适宜，重复性流水施工经济效益更显著，但必须经过受力计算和强度、变形、稳定性验算。

3 工艺原理

利用滑模操作平台进行钢筋混凝土梁板结构施工的全部工序操作。通过工具式吊杆将钢筋混凝土梁施工过程的全部荷重，传递给支承在筒壁上的工具式组合桁架，经过计算把梁的施工变形控制在允许范围内。工具式组合桁架本身具有单件自重轻便，组合拆卸灵活方便，可重复周转使用，具有一专多能的优点。

4 工艺流程

工艺流程见图1。

图1 大直径群仓高空封顶施工工艺流程

5 操作要点

1)首先对滑模操作平台进行加固，加固内容包括:操作平台调平，防扭转摆动的固定，辐射梁之间用联圈连接固定，辐射梁吊点支座加强，辐射梁承重吊杆系牢拉紧，操作平台铺设封闭钉牢。

2)根据测好的梁中心线位置和标高，按照L/400起拱铺设主次梁底模板。

3)主次梁钢筋骨架绑扎采用两个“X”形平行支撑托横杆临时架起钢筋，骨架成型后拆除支撑降落在底模上。

4)在仓壁桁架钢支座板上测设桁架形心(受力)线和标高，分段组装工具式桁架，以跨中下弦节点对准吊点位置，侧面找正垂直后用螺栓固定，并加临时支撑稳固，两片桁架按设计要求装上水平联结支撑形成整体结构。

5)支托梁底模的横托用2φ12 mm钢筋螺栓杆连接吊挂在桁架下弦节点或辅助横担上，通过辅助横担把荷载传至下弦节点上，严禁在上下弦角钢的非节点部位加载。

6)主次梁模板支完后用钢管扣件组合架进行整体稳定性加固，相邻主梁或次梁之间每空格不少于一道垂直剪刀撑。

7)在桁架顶外侧和梁侧模上口错位搭设0.8 m宽的操作平台，外加挡脚板和1.0 m高护栏，如果冬季施工可在主次梁间用悬索暖棚保温，仓下布设热源可保证混凝土在正温下养护。

8)混凝土采用泵送布料机给料，主次梁混凝土一次连续浇筑至板底20 mm～30 mm位置，养护两天后拆除梁侧模板转入楼板的施工。

9)楼板采取在次梁顶上预埋钢马凳架搁纵向型钢梁吊挂模板工艺施工。

10)主梁悬挑结构部分施工利用桁架悬臂吊挂通长操作平台作业(仓下组装钢管扣件吊篮，塔吊整体吊装就位后钢丝绳吊挂固定)，模板承重方式同跨中。

11)常温施工混凝土，增设一组同养抗压试块，作为拆转桁架的依据，桁架拆转可分片分段用塔吊吊运，也可以用千斤顶(或倒链)通过滑道实现一次整体平移就位，减少拆装的劳动量。

12)梁底模垫木用料以4个筒仓用量配备为宜，可实现大流水作业施工，有效地缩短工期，加速桁架的周转。

6 机具设备

1)QT80A塔式起重机两台及配套吊索吊环吊具，HBT60A混凝土泵一台，PLD800配料机两台，JS500强制式搅拌机两台。2)100 kN倒链两台，100 kN千斤顶两台。3)工具式吊杆及调节螺母，支座板及连接螺栓按需要配备。4)工具式组合桁架按单仓为一套，共配备两套。5)水准仪一台，经纬仪一台，50 m钢尺一把，水平垂直找正尺两把，测量用钢丝线及线坠等。6)交流焊机两台。7)钢模板及连接件，支撑钢管扣件，底模木方垫木，梁底托担钢管(或角钢)按分组流水作业需要量配备。8)混凝土振捣棒8套，布料机一台。

7 质量要求

1)施工中必须遵守《混凝土结构工程施工质量验收规范》《钢结构工程施工质量验收规范》《钢筋焊接及验收规程》《建筑工程施工质量验收统一标准》《组合钢模板技术规范》。

2)主次梁混凝土浇筑顺序应从跨中(仓中)开始向两端(仓壁)方向薄层台阶式推移，以减轻因梁底模板下沉变形对梁支座区混凝土的塑性裂缝影响。每层浇筑厚度控制在500 mm以内，使混凝土沿梁高均匀上升避免过大高差，循序渐进，连续浇筑到顶。

3)混凝土实行分区挂牌振捣，振点分布均匀，严格控制振捣时间和插入深度，振捣区搭接范围不小于100 mm。靠近梁支座区域和主次梁交叉区域的混凝土采用二次振捣工艺，提高混凝土密实度和抗拉强度，减少塑性收缩，且前后振捣必须能塑性闭合密实，否则不得二次振捣。振捣中产生的泌水和浮浆用小型泵排出。

4)施工期间各阶段应做好滑模操作平台和工具式钢桁架承受荷载的统计工作，认真进行各阶段平台和桁架的各种变形观测，及时报告操作平台、钢桁架的工作状态(荷载值、变形值的发展曲线)，保证平台、桁架都在允许使用极限状态以内工作。

5)筒仓壁滑模施工至梁底设计标高以下200 mm时，根据仓顶主次梁平面布置图，放出梁支座位置线，在浇筑仓壁时按照1.5倍梁宽预留出规矩的梁窝，并保证梁窝两侧混凝土的密实度。采用钢板网水泥砂浆薄壁封堵工艺代替梁堵头二次支设模板，保证了梁头混凝土质量内坚外美，观感效果与仓壁一致。另外，应在梁头底模下留出清理孔，以便清除梁窝内积渣，保证支座混凝土与仓壁结合质量。

6)封顶施工执行技术负责人总指挥制度，其他人员必须认真配合工作，各负其责，做好工艺纪律的监督管理工作，此乃保证结构质量的重要前提。

8 安全措施

1)施工中严格遵守《建筑施工高处作业安全技术规范》《建筑机械使用安全技术规程》《施工现场临时用电安全技术规范》《液压滑动模板施工安全技术规程》。2)滑模操作平台周围与仓壁之间的空隙用安全网满挂，严禁随便拆改。3)仓顶平台四周临空面，利用仓壁外围竖向插筋绑焊1.5 m高护栏并满挂立网封闭，沿周边设200 mm高挡脚板保护。4)施工中所有临时承重体系的支撑、吊具、平台等都必须严格限载，将荷载限值用牌板标明，以便监控。所有承重体系的支撑、承重模板均不得擅自拆改，需要拆改时，必须由技术负责人批准下达书面通知单。5)建立严密的防火制度和完善的防火措施，滑模操作平台必须满铺铁皮，严禁在仓顶任何部位生火，电焊作业应设接渣盘以防焊渣起火，仓顶应配齐有效的灭火器具，设专人负责管理。

9 工程实例及效益分析

内蒙古准格尔黑岱沟露天煤矿特大型选煤厂毛煤储煤仓工程封顶施工中，采用此项技术，在工期、质量、成本、安全几方面取得了显著的经济效益和社会效益。

1)群仓封顶工期明显缩短，九个仓平均单仓工期25 d，较常规施工缩短工期一半以上。2)机械化程度高，劳动效率明显提高，九个仓封顶施工节省人工投入14400工日。3)节省型钢154 t，少投入支撑脚手钢管300 t。4)封顶主次梁结构混凝土，一次连续整体浇筑，质量可靠。5)九个仓封顶作业未发生任何安全事故。6)本技术不仅为大直径群仓高空封顶提供了成功的经验，更重要的是为缩短整个选煤厂建厂周期提供了技术上的保证。