大跨度煤棚拱形网架结构拆除案例分析

邓骏峰 张原萌 杨玉栋

摘  要：某煤矿环保煤棚因故需要拆除。现在，环保煤棚建设的比较多，但拆除这类工程的案例还鲜有见到，因此没有可以借鉴的经验。基于此，本文针对某大跨度煤棚制定了比较周密的拆除方案。根据拱形网架的特征，设计了多项安全措施，使得拆解工作可有序进行，安全平稳落架。为今后同类型工程的拆除提供了借鉴。

关键词：煤棚;网架;拆解;安全

中图分类号：TU765       文献标识码：A     文章编号：2096-6903（2021）04-0000-00

0概述

该煤棚为螺栓球拱形网架，正放四角锥。长度96m，柱距8m，跨度60m，支撑柱墩高3m，支点在柱头，网架高度30m，棚顶蒙6㎜厚压型钢板，屋面投影面积5380㎡。棚内有20多米长的输煤通廊进入。由于此建筑物存在某些违规因素，需要尽快拆除。开始希望逆向操作，即按照安装的反方向逐块逐段拆除，并易地建设。由于要求拆除时间紧，任务重，正值隆冬天气，螺栓球结点需要攀爬上去，逐个松动螺栓，存在很大的安全风险。基于以上考虑，最终还是选择了破坏性拆除（见图1 ）选择了一个比较稳妥的方案。

1方案选择

（1）该煤棚建成并不太久，因为占地问题需要立即予以拆除。接到任务后，我们首先想到的是能否局部拆除，即如果是沿横向占用土地，那尽可以去掉其中几跨，留下的重新封闭起来，就可以解决该问题，余下的部分仍然可以继续使用;但是现在的问题是沿纵向占用土地，局部拆除，等于减掉60m跨度的一部分，这导致整个网架结构体系就不能成立，拱形网架也就不能使用，这显然是不可成立的。（2）完整拆除，异地重新利用。该思路比较符合业主的意图。拱形网架安装时采用高空原位单元安装技术[1]。其施工顺序为，首先按照结构合理分成若干施工段，并将各施工段内的结构分成吊装单元，在地面上将构件和节点组装成吊装单元，然后根据分段情况在分段处设置施工支撑体系，利用起重设备将吊装单元吊装在支撑体系上，并进行杆件补装，最后待结构形成完整结构体系后再进行卸载作业，使结构完全达到设计状态。高空原位单元安装，以点式支撑代替满堂架支撑，可以节约大量时间和成本，而且大部分拼接工作都在地面上完成，質量容易控制，高空作业少，施工效率高。按照以上作业程序进行逆向操作，需要先搭建点式支撑柱敦，在吊装设备的配合下，按照吊装单元逐个松开连接，然后将一个个单元吊装回地面上，继续拆解或是移往它处使用。这样是可以达到此目的，但时间可能拉得很长，甚至相当于重新安装一遍的时间，这显然是不能容许的。（3）以上方案都不能完全满足业主要求，只好选择破坏性拆除。但是，煤棚内部的钢结构输煤廊是完整的，用螺栓连接在钢筋混凝土设备基础上，是可以保留下来的，可以提前安排拆除，同时也是可以重新易地安装利用的（见图2）。于是，在拆解工作正式开始的前一天，先将输煤廊设备分块拆解后保存起来。

2 拆解施工操作过程

（1）该煤棚建在煤矿坑口附近，所处位置狭小，煤棚的一端部距离高压线比较近，另一端部又有过磅房紧贴煤棚;其一个侧面的拆解设备无法到达，拆解时没有可以操作的空间;只有另一侧面为一个堆煤场，可以清理出一片拆解机械的工作空间，拆解工作也只能从这一面开始。本次拆解使用的主要机械为履带式液压剪刀，探臂最大高度18m，拱架杆件最大直径180㎜，最小杆件只有80㎜，比较容易被剪断。（2）煤棚结构为拱形网架，拱高27m，支撑在纵向两排柱墩上，与柱墩埋件焊接在一起，柱墩节点位置（见图3），从受力角度讲，拱脚向外推力最大，破坏性拆除当然应该避开从拱脚处。拆解后的煤棚更希望落在棚内，特别是两端部，这样就不会对四周的其他建筑物和构筑物造成破坏。首先确定破拆点位放在混凝土柱上3m以上，这里向外推力相对较小，断开后煤棚落架时只会落在柱墩范围之内。（3）原来准备使用两台破拆设备，分别从两侧端部第二个柱距开始向中部方向逐步拆解。实际操作中，因不能及时调入另一台设备，现场只有一台拆解设备，那就只有选择从中间向两边进行，并需保持对称工作状态，用以保持一定限度内的平衡。拆解从柱上3m以上开始，拆解时先行截断上弦杆件，再截断下弦杆件，这样可以方便操作，逐步向上移动，并分别向两边推进。（4）这个拆除项目虽然不是属于“危险性较大工程”范围，为了慎重，我们特别邀请了相关专家对拆解方案进行了认真评审。专家首先肯定了拆解方案的可行性，同时提出，为了保证安全落架，在两个端部应设置钢拉索，紧紧拉住山墙上的钢架，向内抻拉，防止两端向外塌落。这是根据现场情况做出的一个非常好的建议。我们在每一个端部，分别设置四根钢绞线斜拉绳，其在60m跨度范围内，分为四段，两边两段没有角度不好拉结，在两端中间30m范围内，每边15m设置两根，一端利用山墙钢架墙上部，连接在抗风柱上部2/3高度处，另一端连接在两侧的混凝土柱敦上，使水平形成45℃～60℃夹角，竖向形成向下拉的态势，按照该要求选择合适的柱墩进行拉结，就可以形成向内有力的张力，拉住两端墙架。墙架是由钢构抗风柱和墙檩条组成的，刚度较好，通过抻拉，避免向外倒塌，保证两端部在倒塌时向内收缩。（5）拆解工作在寒风中有序展开。总指挥紧盯现场，根据现场情况适时地调整方案，随时通过手持通话设备给拆解设备师傅下达命令。安全人员提前控制了整个现场的秩序，防止一切无关人员进入场地。拆解机械运行状态良好，在各方努力下，只用了半天时间就完成任务，最终煤棚基本上按照预计的位置轰然塌落，没有任何安全问题发生（见图4）。（6）尽管场地不是很大，但在机器轰鸣和强烈寒风的恶劣条件下，现场指挥必须通过手持通话设备来进行指挥，现场相互之间的联系也需要通过手持电话来进行，只靠人工喊话是完全不可行的。因此现场需要准备一定数量的通话设备，以保证信息及时畅通，实时沟通。

3 风险提示

（1）按照方案要求，本来两端始终要保留至少一个柱网范围内的拱形网架不动，用以保证在拆解过程中拱形网架的整体性，最后通过从上部加压来实现整体塌落的目的，这样可以在一定程度上保证拆解过程中的安全，同时也可保护两端部不致提前倒塌，并有希望到最后时刻通过在中部施压，各个方向都向内倒塌的安排。在实际操作过程中，开拆解设备的师傅没有完全按照方案进行。在其中的一端，工人师傅已经将最边上的一跨开始了拆解，被发现后，立即要求停止，才得以保留了其中大部分，勉强支撑。这种情况下，无形中增加了一定的安全风险。（2）在从中间向两边拆解的过程中，由于拱形网架为多次超静定结构，在几乎保持两端各一跨的情况下，一侧中部已经将6m高范围全部拆除（柱上3m，探高12m），另一侧纵向由于不能到达，没有进行拆除。按照原有设想，拆解设备可能需要通过穿越煤棚内部进入到另一侧，在适当部位进行一些拆解工作，然后再返回，再从上部施加压力，直至达到垮塌目的。这样需要非常周密的计划，才能保证万无一失。实际拆除中，在一侧除端头一跨比较完整外，几乎有近6m高，70多米范围全部杆件已经剪断，处于搂空状态，另一侧完全没有拆解的情况下，整个网架还支撑了几分钟时间后才轰然到下。拆解过程中出现不按计划行事的操作，会有一定的风险存在。好在执行过程中，根据情况做出了适当的调整，这才没有发生严重的问题。但这种事情还是应该避免的，否则产生的后果是不可想象的。（3）拆解设备的站位也非常重要。尽管场地狭小，而且一侧又不能进入，限制了拆解设备的活动范围，但我们还是要求拆解设备站位必须离开煤棚外围3m以上，拆解设备回转场地不小于10m，在不开阔的场地内开辟出一块设备可以自由伸展的空间，用来保证设备能够灵活动作，进退自如。

4拆解工作圆满完成

从接到任务到拆解完成仅仅用了不到一周时间。在时间非常紧的情况下，我们有条不紊地安排好了拆解专业分包的招标工作，从两家报名单位中选择了一家具有施工资质并有一定相关经验的公司;编写了比较详细的拆解施工方案，经过内部评审，并且通过了专家评审;做好了现场的物质和人员的各项准备。现场安排也井然有序，警戒线的设立，救援路线安排，腾挪机械操作场地，提前做好煤棚内部输煤廊设备的拆解轉移工作。拆解前的所有准备工作，都经过详细安排，认真落实。公司领导也非常重视，亲自勘察现场，布置任务，把能想到的事情都认真细致地捋出来，不漏掉每一个细节。在冒着狂风和严寒的情况下，工期按时完成，为业主争取了时间，也挽回了部分财产，基本上实现了预定的合同目标，使得这一次工作完成的非常漂亮，为此得到公司领导和业主方的肯定和表扬。

5结语

拆解煤棚这种事情很少遇到，因此必须要有周密的计划，在没有完善的拆解方案之前是不可以冒然行事的，必须注意随处可能出现的安全隐患，及时纠正过程中的偏差。实际工作情况中会发生各种各样的变化，要积极应对，既要遵循方案，又要不时地根据实际情况来调整方案，一切要以安全为前提。这种拆解工作虽然是一件小概率事件，但完成这种工作的体验却是有非常的指导意义。在此交流拆解工作，目的就是为今后类似的拆解工作提供一些有益的经验。

参考文献

[1]王宏.大跨度钢结构施工技术[M].中国建筑工业出版社，2015.

收稿日期：2021-02-20

作者简介：邓骏峰（1982—），男，山西天镇人，专科，中级工程师，从事施工管理工作。

Case study on Demolition of Arched Grid Structure of Large-span Coal Shed

DENG Junfeng，ZHANG Yuanmeng，YANG Yudong

（Datong Tailui Group Construction Co.， Ltd.，Datong  Shanxi  037010）

Abstract：A coal mine environmental protection coal shed needs to be removed for some reason. Now， the construction of environmental protection coal shed is more， but the case of demolition of this kind of project is rarely seen， there is no experience that can be used for reference. To this end， we have formulated a more elaborate dismantling plan. According to the characteristics of the arched grid， a number of safety measures are designed to make the dismantling work orderly and safe and stable. There are some experiences that can be summed up and some processes that are worth reflecting on， which can be used as reference for similar projects in the future.

Keywords：coal shed;Rack;Apart;security