马道头煤矿原煤筒仓混凝土施工难点浅析

刘成雨

马道头煤矿作为同煤集团公司一座主力矿井，矿井设计生产能力1 000万t，可采储量为140 457万t，井下原煤需皮带运输直接进入原煤仓，所以原煤仓施工的质量对煤矿的运行效率以及安全有重要的作用，面对原煤仓仓体高且直径大，工期紧张，施工难度相对较大的问题，如何能在规定时间内安全、高效、高质量的完成原煤仓建设成为煤矿建设的一道难题。

1 工程概况

大同煤矿集团马道头煤业有限责任公司原煤仓，总造价8 000多万，建筑面积为2 722.38 m2，工程基础设计等级为乙级，建筑结构设计使用年限为50年，原煤仓为三座并列圆形筒仓及配套建筑组成（见图1）。单仓储煤3.5万t，总容量10.5万t，煤仓内径34 m，总高度为62.2 m，该工程采用混凝土灌注法，原煤仓结构混凝土设计强度在标高58.5 m以下为C40，在标高58.5 m以上为C30。

图1 马道头原煤仓模型示意

2 施工工艺分析

为保障煤矿原煤仓筒仓的质量，必须要有一个切实可行的施工计划，确定施工顺序，在轴线控制、高程控制传递、建筑物沉降监测、基础工程施工以及混凝土工程施工中进行合理设计[1]。根据工程特点本项目主要重点部位及工序：主要重点部位为漏斗以下混凝土施工观感质量控制、筒仓挂模施工及钢栈桥吊装作业。筒仓基础结构施工工序：测量放线→土方开挖→人工清槽→毛石基础→基础垫层→绑扎钢筋→模板安装→浇筑混凝土→土方回填；筒仓及上部结构施工工序：筒壁钢筋绑扎→挂模模板安装→浇筑混凝土（见图2）。

图2 筒仓及仓壁平面

浇筑混凝土顺序为：布置混凝土泵→商砼搅拌车到场→开机、润管→浇筑后振捣第一层砼→浇筑后振捣第二层砼→测温→商砼浇筑、振捣循环至设计标高→筒仓砼面压光抹面→砼覆盖保温保湿养护→测温监控。

3 原煤仓混凝土浇筑施工难点

1）原煤仓外表面大，所以混凝土浇筑面和浇筑量也大，在挂模过程中对混凝土的整体要求高，要保障模板的板面干净、牢固，无论是水平还是竖直的间距均需要达到施工的要求，从而尽量使模板的误差在规定的误差之内，保障混凝土浇筑的正常进行[2]。

2）原煤仓砼原材料包括水泥、粗骨料、细骨料以及粉煤灰等，这些原料的配合比是否合理，直接影响着混凝土的质量，在原煤仓工程施工中，要避免因混凝土质量较差而影响工程质量。

3）混凝土浇筑后由于水泥的水化热量大并且聚集在原煤仓结构内部，形成较大的内外温差，容易造成原煤仓单仓基础混凝土梁板柱、仓壁混凝土温度裂缝[2]，当混凝土外表面出现蜂窝、麻面、细小裂纹等，需进行二次抹面施工，不但增加了劳动力的投入，而且影响施工进度。

4）基础混凝土在初凝后进行普通养护，在原煤仓第一次基础底板混凝土浇筑时出现混凝土中心温度内外温差超过25℃如表1所示，不满足规范要求。

表1 普通养护措施下混凝土施工期温度

4 针对难点采用的解决方案

1）采用大钢模板，保证清水混凝土质量，将比传统竹胶板施工质量好，并且传统竹胶板施工容易涨模、跑模、漏浆、麻面。

2）水泥设计采用P.042.5标号，粗细骨料0.5 mm～25.5 mm颗粒级配的石子（含泥量小于1.5%），中粗砂含泥量下于2%，混凝土参合料主要为粉煤灰及外加剂（缓凝高效减水剂），降低水热化；原煤仓基础混凝土配合比依据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2000)(J64-2000)以及《建筑施工计算手册》计算。水、水泥、砂子、石子、粉煤灰、外加剂进行配合比试验后，综合考虑强度、抗渗、耐久性及性能等多种因素，最终确定基础混凝土配合比如表2所示。

表2 基础混凝土配合比 （单位：kg/m3）

3）浇筑之时要保障浇筑的间歇时间较短，保障底层的混凝土在初凝之前上一层的混凝土便能浇筑完毕。保障了混凝土的浇筑质量，最后合理养护混凝土，从而保障原煤仓混凝土施工的质量[3]。

4）考虑到原煤仓普通养护无法达到规范要求，为防止出现筒仓基础出现温度裂缝[4]，在基础内部预埋冷却水管，通过循环水对混凝土内部进行降温控制，同时在浇筑完毕后及基础表面覆盖塑料布和草袋子进行保温保湿。

5）施工中的创新：“S”型冷却水管的使用。

“S”型冷却水管布置在筒仓基础中间层，间距2 m，冷却水管采用φ50 mm薄壁钢管，设置φ25 mm钢筋架进行固定，用铁线绑扎牢固。进水口布置在底板顶面，管头高出板面500 mm；出水口设在底板外侧，管头高出砼面500 mm（见图3）。在混凝土浇筑24小时后接通循环水，对筒仓混凝土内部降温，同时在基础不同位置设观察孔，对混凝土进行测温监控。在混凝土浇筑3天后其内部降温速度要求控制在1.5℃∕天，当混凝土内外温差降至10℃时可以停止使用循环水降温[5]。同时循环水降温过程中流出来的水还可以对原煤仓筒仓混凝土表面进行养护。

图3 “S”型冷却水管

在使用“S”型冷却水管后，再次对原煤仓混凝土面进行温度监测，温差低于20℃，符合规范要求，结果表明效果良好，有效地控制了混凝土面内外温差。

6 结语

本文通过对原煤仓混凝土施工工艺的研究及优化，加快了施工进度，保证了施工质量，确保马道头矿井原煤仓如期完工，为矿井进入试运行阶段提供了有力的保障，安全、高效、高标准地完成了生产任务，为同类型矿井大型筒仓建设提供了宝贵的施工经验。