气膜钢筋混凝土结构穹顶储仓施工技术

苗志同 曹 军

(中煤建筑安装工程集团有限公司，河北 邯郸 056002)

气膜钢筋混凝土结构穹顶储仓施工技术

苗志同 曹 军

(中煤建筑安装工程集团有限公司，河北 邯郸 056002)

结合某矿井选煤厂外围工程实例，介绍了气膜穹顶储仓的特点、施工工艺及主要设备，并对球膜充气、聚氨酯喷涂、钢筋绑扎等施工环节中应注意的问题进行了阐述，总结了具体的安全防护措施，以供类似工程参考借鉴。

气膜穹顶储仓，球膜，聚氨酯，混凝土

1 工程概况

本项目为中天合创能源有限责任公司葫芦素矿井选煤厂外围工程，其中原煤仓和末煤产品仓、块煤产品仓为球形薄壳结构，单仓直径均为54 m，球仓顶标高为56.3 m；基础采用高强度预应力管桩，碎石褥垫层,地下暗道为条形基础，仓体为环形基础。每个仓下设置有3条地下暗道，在地下暗道顶部对应设有16个漏斗(见图1)。

2 气膜穹顶储仓的特点

1)利用定型气膜充气后作为外模板(永久保留不拆除)，替代传统的木、钢模板工艺。

2)采用恒压的空气替代传统的脚手架等作为外膜及施工过程中的支撑系统。

3)利用施工机械提供施工作业平台，替代传统的脚手架作业平台。

4)采用喷射混凝土替代传统的混凝土浇筑工艺。

5)采用喷射聚氨酯泡沫层替代传统的外墙保温施工工艺。

3 施工工艺及主要设备

3.1 工艺流程

环梁以下预留孔洞封堵、基础回填土完成→球膜充气施工→聚氨酯喷涂→结构钢筋绑扎→喷射混凝土→球仓顶部开孔，下部开门。

3.2 主要施工设备

单仓配置空气压缩机1台，型号V37-10，聚氨酯喷涂设备1套，混凝土喷涂设备1套。单仓垂直运输设备：QY110K汽车吊1台，QY50K汽车吊1台，XT680-170伸缩臂叉装车1台。可增加GKS38高空作业平台1台。

4 施工方法

4.1 球膜充气

1)首先将环梁甩出的竖向仓壁钢筋沿环梁方向弯折放平(弯折部分保持弧度)，便于后续钢筋复原，钢筋端部用铁丝(绑扎头朝向钢筋内侧)或尼龙绳捆绑固定。

2)将球仓内结构施工用的钢筋原料、弯折的环梁钢筋、仓内地面用塑料布(厚度不小于0.05 mm)覆盖严密。施工机械先用涂料喷涂在设备的表面，再用塑料薄膜按模块包裹，防止喷涂时污染钢筋和设备。

3)展膜和固定。a.展膜：将加工制作好的球膜靠近风机放置，在指挥人员的统一指挥下，先向圆心展开，沿基础环梁打开至1/2圆，最后将另1/2球仓外膜展开。b.球膜固定：球膜展开后，要对球膜进行检查，无问题后将球仓气膜外皮拉下来，在基础环梁外侧用卡具和“L” 形螺栓(不小于φ16)，卡具内放置一圈不小于Φ16的钢筋或绳索塞实，逐一固定。

4)移动设备。用木方等作支撑杆，抬起入口处球仓膜，便于吊车和其他设备能够进入。

5)球膜充气。连接气闸和充气机，安装压力表后充气，逐层检查，慢慢提升气压，直至球膜成形达到设计要求，保持稳定压力使球膜稳定，做好稳定压力值的测量和记录。

4.2 聚氨酯喷涂

1)为保证聚氨酯和球膜粘结牢固，首先对球膜表面的干燥度进行检查，符合要求后，在球仓气膜表面滚涂或喷涂一层涂料，使其形成一层黏着性的表面。

2)基础环梁表面清理干净，将基础环梁与气膜交接部位先用聚氨酯喷涂封闭，以防漏气。

3)聚氨酯喷涂。a.喷涂设备到现场后，先进行空运转，检查是否正常。b.喷枪头离作业面的距离，应根据喷涂设备的压力进行调整，不宜超过0.5 m～1.0 m。c.喷涂时喷枪头移动的速度要均匀。d.安装标签：第一层喷涂完成后，设置结构钢筋标签，标签的距离随位置不同而变化。e.喷涂过程中，用厚度标杆或钢针，间距300 mm梅花状分布，对喷涂聚氨酯厚度进行检查控制，设置钢筋标签，做好使用材料、配比、分层喷涂时间和厚度的控制记录。

4.3 钢筋绑扎和喷射混凝土

4.3.1 钢筋工程

1)下层混凝土强度达到1.2 MPa后，方可进行钢筋绑扎。

3)钢筋绑扎。

a.水平钢筋绑扎：长度9 m/根～12 m/根，遇洞口截断，先绑扎工作面内标签位置的钢筋，形成固定钢筋骨架，然后再绑扎标签间的钢筋。

b.竖向钢筋绑扎：长度4.5 m/根，相邻接头高低差不小于1 m，先绑扎工作面内标签位置的钢筋，形成固定钢筋骨架，然后再绑扎标签间的钢筋。

c.洞口位置钢筋：洞口位置根据球体设计厚度制作钢筋骨架，该部位水平钢筋弯锚或直锚根据设计加工。

d.钢筋使用前应清除污锈，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设。

4.3.2 混凝土工程

“是呀！我们是放羊的，我是被你羊群的叫声吸引到你身边的。以后，我们还是继续放羊，什么都可丢弃，羊群不能丢，我们就做对牧羊夫妻。你放羊，我陪你，我们看天，看山，听水，听羊儿唱歌，我也陪你唱。我们春天摘花，夏天躺在石板上纳凉，秋天摘野果子，冬天生一堆火，围着火坐着，讲故事……多美呀！羊儿在青山绿水间和我们一样尽情生活着。草儿肥，羊儿壮，我们什么都会有的。”草儿说着，眼睛睁得大大的，望着蓝天、群山和羊群发了呆。牧儿也被草儿的话语带进了无尽的遐想中。他感到草儿说的是对的，只要努力一切都会实现，而那将来，会是一幅多么美的生活图景呀！在努力的过程中，这田园生活又多么醉人呀！于是，牧儿不禁极为深情地说：

1)球仓混凝土。

沿基础环梁喷射混凝土，在基座上形成一道混凝土堤，顶部向球仓膜形成45°倾角。 球仓按1 m/圈～2 m/圈划分施工段，逐层喷射，下层混凝土厚度需保证上层混凝土厚度的2倍以上。

2)球仓顶部混凝土。

a.向球仓顶部位置，沿竖向钢筋和水平钢筋均间隔1 m进行喷射，直至将骨架钢筋完全覆盖形成骨架后，方可进行整体混凝土喷射。

b.球仓顶部位置，沿竖向钢筋和水平钢筋位置隔一喷一，直至将骨架钢筋完全覆盖，形成骨架后，方可进行整体混凝土喷射。

3)混凝土喷射。

a.喷射混凝土施工段内，应保证上层不少于2层～3层的水平钢筋绑扎完成。

b.压缩空气应吹除待喷面上的松散杂质或尘埃。

c.混凝土运至现场后，应进行坍落度测定，宜为8 cm～12 cm。

d.向喷射机供料应连续均匀，机器正常运转时，料斗内应保持足够的存料，喷头与受喷面应垂直，宜保持 0.60 m～1.00 m的距离。

4.3.3 施工缝设置

向球仓膜成45°倾角的水平施工缝。

4.3.4 成品保护

混凝土喷涂完成后，底层用塑料薄膜(厚度不小于0.05 mm)进行防护。

5 安全防护措施

1)进入仓内施工要穿工作服,戴好安全帽，聚氨酯喷涂、混凝土喷射要戴好防护镜、口罩和手套等,有有害气体时应戴好防毒面具。

2)仓内要有足够的照明，灯泡要有防护罩，使用低压配电照明设施。

3)施工设备外露部分要进行包裹防护，减轻聚氨酯喷涂和混凝土喷射对设备的污染。

4)起吊设备要完好，起吊钢丝绳、卡环、卡扣符合起重要求，起吊升降要缓慢平稳进行，听从指挥人员指挥。操作平台及吊车大臂下方严禁人员作业和停留。操作平台安装防护栏杆，平台操作人员要佩戴安全带挂在上部牢靠位置，确保施工安全。

5)起重设备操作人员要持证上岗，集中精力驾驶和操作，确保设备安全运行。

6)施工中喷头和注浆管前方严禁站人。

7)有恐高症的人员禁止高处作业。

8)喷射机、水箱风包注浆罐等应进行密封性能和耐压试验合格后方可使用。

9)喷射混凝土施工作业中，要经常检查出料弯头、输料管和管路接头等有无磨薄、击穿或松脱现象，发现问题及时处理。

10)喷射作业中处理堵管时，应将输料管顺直必须紧按喷头，疏通管路的工作风压不得超过 0.4 MPa，必须使设备断电、停风。向施工设备送电送风前，应通知相关人员。

11)从展膜开始，球仓应与其他建筑物用围挡隔离，在球仓隔离范围内禁止吸烟，禁止任何坚硬物体碰撞球膜外壳。

6 应用前景

气膜穹顶储仓以其结构受力性能好、外形美观、工期短等特点，在煤炭、粮食、水泥、飞灰、石灰石、肥料、矿石等行业可用作各种散状物料的储料设施，也适用于场馆、办公楼、别墅等民用建筑工程设施，具有较高的应用价值及推广前景。

[1] 美国混凝土协会ACI相关标准.

[2] CECS 158:2004,膜结构技术规程.

Construction technology of gas film steel concrete structure dome storage

Miao Zhitong Cao Jun

(ChinaCoalBuildingInstallationEngineeringGroupCo.,Ltd,Handan056002,China)

Combining with the coal mine plant enclosure engineering as an example, the paper introduces features, construction technologies and major equipment of gas film dome storage, illustrates matters needing attention in spherical membrane aeration, polyurethane painting and steel binding and so on, and summarizes specific safety protecting measures, with a view to provide some guidance for similar engineering.

gas film dome storage, spherical membrane, polyurethane, concrete

2015-09-17

苗志同(1965- )，男，教授级高级工程师； 曹 军(1966- )，男，高级工程师

1009-6825(2015)33-0103-02

TU755.9

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