气膜穹顶结构施工实践与体会

杜长远

（中煤第六十八工程有限公司　山东省　273500）

气膜穹顶结构施工实践与体会

杜长远

（中煤第六十八工程有限公司山东省273500）

气承式膜结构是建筑结构中最新发展起来的一种结构形式，它以性能优良的织物为材料，向膜内充入空气，由空气压力支撑膜面将膜面绷紧，从而形成具有一定刚度、能够覆盖大跨度空间的机构体系。采用气膜穹顶结构体系建造的储仓，因其具有建造速度快、储量大、外形美观、节能环保等诸多优点逐渐引用到各个领域。

气膜穹顶；喷射混凝土；气囊内模

1　工程概况

气膜穹顶结构是一种新型施工技术。2014年中煤六十八公司引进美国技术在国内建造了首座用于贮煤气膜穹顶储仓。相对于传统的筒仓其有着诸多优点，相信在未来气膜穹顶储仓一定会取代筒仓而广泛应用。其优点如下：

（1）利用气膜充气后做为外模板（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做为外膜及施工过程中的支撑体系。

（3）利用特定的施工机械提供全方位的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工艺。

（6）利用机械设备替代大量的人工作业以提高劳动效率。

中天合创能源有限公司葫芦素选煤厂建有两个气膜穹顶储仓（图1），直径54m，单仓储量6万t。球仓壳体为膜结构，采用环梁环墙基础，仓内喷射混凝土。仓内填充混凝土采用气囊扩孔以减轻仓体自重。由美国DT设计公司设计，中煤第六十八工程有限公司EPC总承包。在主体结构施工中遇到了一些施工难点。比如环墙五排立筋太密无法绑扎，还有喷射混凝土回弹率高，采用气囊芯模浇筑混凝土时易跑模、易塌孔等。现就笔者在施工中的一点心得体会发表一点看法。接在骨架筋的纵筋上。把最外排的水平筋放置在定位筋上，水平筋布置至环墙顶，然后布设竖向纵筋绑扎钢筋网。按上述顺序绑扎另四排钢筋。通过设置骨架筋和绑扎顺序的优化解决了环墙的圆度和钢筋稠密绑扎困难的问题，且不增加成本的情况下加强了墙体的稳定性（该墙体未设计拉钩、骨架纵筋可代替墙纵筋）。

图1　

2.2湿作业喷射混凝土容易堵泵管且回弹率高

问题表述：由于泵管线路将近100m且仓内为橡胶软管，如果混凝土质量控制不好很容易堵泵管。一旦堵管造成材料浪费且影响进度。质量控制不好还会造成回弹率高，清理外运费时费料。

处理方案：

（1）原材料控制

水泥：普通硅酸盐水泥，宜为42.5R，出厂质量证明文件齐全，且复试合格。

骨料（砂子）-Ⅱ区中砂，级配良好，砂中小于0.075mm的颗粒不应大于20%，不应有大于10mm的颗粒，经复试合格后方能使用。

外加剂：UNF-1萘系减水剂，用量为水泥用量的1%。经复试及试配合格后使用。

水：使用饮用水。

喷射混凝土配合比如表1所示。

2　实践中发现的问题和解决方案

2.1环墙的圆度无法保证且钢筋太密绑扎困难

问题表述：由于环墙水平筋规格为φ28预先加工难以保证弧度，导致环墙圆度难以保证，而环墙的直径允许偏差较为精确（±50mm）。

处理方案：采用φ20的钢筋加工成骨架筋，间距3m设置。把骨架筋的垂直度控制在0.1%，骨架筋的横向钢筋按设计间距焊

表1　混凝土配合比

（2）施工过程控制

①严格控制原材料。搅拌用砂砂率宜为50～60%，不得含有大块物料和泥质杂质。外加剂需提前称量准确，装入塑料带内以备使用。

②混凝土搅拌时间不得低于120s。

③严格控制混凝土塌落度，塌落度宜为110～125mm.每工作班抽查不少于两次。

④在喷射混凝土终凝后2h后开始，立即进行24h不间断的湿润养护，可采用连续洒水进行，养护时间不小于7d。如果使用早强水泥，则为3d，或一直进行持续养护至达到规定的强度为止，气温低于+5℃时不得喷水养护，并形成混凝土养护记录表。

⑤如喷射混凝土期间间断时间较长，再次喷射前应对原喷射混凝土先行喷撒适量水进行湿润，保证接茬处质量。

⑥严格控制各层混凝土喷射厚度，喷射过程要求成活均匀，每层混凝土喷射前首先将下部已绑扎钢筋用塑料布遮盖防止污染，喷射结束后及时用压缩空气清扫施工缝及已绑扎钢筋上的浮灰，松动部分需剔除，保证前后喷射混凝土结合良好。

2.3采用气囊内膜浇筑混凝土时气囊容易径向位移

问题表述：为了减轻仓体自重仓内填充料为气囊扩孔混凝土，在施工中出现了气囊径向位移且容易塌孔的现象。

处理方案：在气囊内膜施工前浇筑一层200mm厚垫层，在垫层上设置几字形锚筋，锚筋规格φ12HRB400级钢筋锚固长度30D，锚筋排距为气囊直径、间距600mm。气囊内膜安装前必须在地面上试充气，以检查气囊内膜是否损坏、漏气，以免浇筑混凝土时造成质量隐患。气囊内膜就位充气压力为0.027MPa，气囊充气后用直径14mm棕绳依气囊内膜两侧锚筋捆扎牢固。浇筑混凝土时宜对称两侧均匀浇筑，以防气囊内膜左右移动，振捣时不得触及气囊内膜，随时检查气囊形状，如有上浮迹象立即停止浇筑，待采取加固措施后方可继续施工。浇筑厚度气囊内膜上200mm。气囊内膜取出时间依据水灰比及水泥标号、环境温度而定，施工时要随时观察、实时将气囊内膜取出。取出过早就会出现塌孔，造成质量隐患。气囊内膜在桥梁施工中应用广泛而在工业建筑中则极少使用，中煤六十八公司将气囊内膜在气膜穹顶储仓填充中首次采用，经过一段时间的实践、摸索，气囊内膜的位移、塌孔现象极少出现，施工质量得到了保证。

3　结束语

实践证明采用钢筋骨架法安装环墙钢筋质量、进度均能得到保证。严格控制原材料和操作工艺喷射混凝土的回弹率会＜20%。棕绳锚筋加固气囊内膜的方法则保证了混凝土的成空质量。采用上述的措施控制施工质量成效明显且得到参建各方的一致认可。

[1]邓锋，东武军，李洪基.球形薄壳混凝土结构技术的施工应用[J].武汉大学学报（工学版），2013（S1）：295～297.

[2]赵翔.气承式膜结构.扬州大学学报.

TU33

A

1673-0038（2015）41-0024-02

2015-9-27