逐层空滑施工三联体煤仓的实践
郑先华 阮建成 邓守银
(中煤五公司五处,江苏省徐州市,221140)
摘 要 以山东省唐阳煤矿选煤厂产品精煤仓的施工为例,介绍了采用逐层空滑滑模工艺,施工三联体结构煤仓的方案确定,滑模设计与安装方法,滑模施工和施工精度控制的方法。
关键词 选煤厂 煤仓 滑模施工 逐层空滑滑模工艺
山东省唐阳煤矿选煤厂产品精煤仓为三联体结构,内径12m,支撑壁和仓壁厚250mm,精煤仓共3层,仓内设有6.3m、13.1m平台和漏斗,仓顶标高为40m,可滑高度31m,环梁漏斗与仓壁为整体设计,漏斗处环梁高900mm,宽600mm,环梁外凸出仓壁350mm,漏斗梁高2.1m、13.1m漏斗底下两层设有12个8m宽洞口。
1 施工方案
采用逐层空滑滑模工艺,从基础上口-1.1m标高处开始组装,滑升过程中分别在+6.3m标高和+13.1m标高处停滑,施工平台和漏斗,脱空停滑时用支撑杆钢筋加固,以保证其稳定,在13.1m平面上进行模板改装,滑升到40.0m标高结束。
2 滑模设计与安装
2.1 滑模设计
滑模装置由模板系统、操作平台系统、液压系统以及施工精度控制系统等部分组成。
(1)模板系统。模板系统主要由模板、围圈和提升架等组成,通过计算P2012型号钢模两边与中间到圆心距离差0.6mm,用此模板组成的圆弧满足要求;围圈用10#槽钢加工制作并与提升架上支托点焊;提升架用8#、10#和8mm厚钢板制成,M16螺栓联结;上联系梁与千斤顶,围圈与提升架横梁用U型螺丝联结。
(2)操作平台系统。该系统由辅助平台、操作平台、吊脚手架等组成。辅助平台用φ40工字钢作主梁,12#槽钢作次梁,主梁安装在提升架联系梁上,操作平台(从内模边向里2.5m成环形)用φ48×3.5钢管和扣件组成,吊在辅助平台上,吊脚手架用φ16钢筋吊在提升架立腿和操作平台上。
(3)液压系统。液压系统由一台YKF-72型液压控制台和180个GYD35型楔块式液压千斤顶以及中间连接的高压油管、针阀等组成,用φ25螺纹钢作支撑杆。单仓布置60个千斤顶,每个仓荷载和摩阻力均为600kN,支撑杆脱空1.15m高度的允许承载力[P]=12.56kN>10kN,安全系数k为2.5,均能满足规范要求。
(4)精度控制系统。在提升架上布置水平连通器以控制滑升机具的水平度,用3个10kg线锤吊在中心控制垂直度,用经纬仪观测滑模机具扭转情况。
2.2 滑模安装
(1)组装程序。组装顺序依次为,基础承台找平、施工放线、安装提升架、安装围圈、辅助平台、操作平台、模板、安全围栏安全网、液压系统、调试排气、插支撑杆。
(2)组装注意事项。组装前弹线要准确,弹出仓壁边线、洞口边线和提升架安装位置线;水准点引测到每一个提升架位置处结构立筋上,要严格控制联系梁、辅助平台及千斤顶的水平度和提升架垂直度;模板组装必须有一定锥度,内墙模板锥度控制在0.2%~0.25%,外模锥度控制在0.15%~0.2%,内墙两侧模板锥度应与轴线对称。
3 滑模施工
(1)初滑。滑模设备验收合格后,分层浇筑混凝土,每层厚度250~300mm,浇900~1000mm后,进行初次滑升(气温在15°左右,浇筑5~6h后进行),共滑升4~6个行程。滑升后对每个系统进行检查,正常后转入筒仓正常滑升施工循环。
(2)正常滑升。进入正常滑升后,钢筋工、混凝土工要协调作业,每次提升高度控制在150 ~250mm之间,混凝土分层连续施工,每次提升后及时检查中心垂直度、平台的水平度、滑模机具的扭转情况并记录,发现问题及时处理。
(3)末滑。当模板上端滑至各层平台梁、板底口标高时放慢滑升速度,将梁板控制标高引测在支撑杆上,以方便找平,按规定留好施工缝。每0.5h滑升一次,直至混凝土凝固。由于内外模板等高且外模为圆形,脱空后不易支模,现场采用留置施工缝的方法解决。
(4)支撑杆加固。由于采用逐层空滑方案,将提升架立腿空滑过各结构层平台,支撑杆脱空长度大于1.15m,在漏斗层有外凸环梁,脱空高度达3.2m,梁窝处达4.4m,因此对支撑杆要进行加固。施工中采用支撑杆与仓壁立筋和水平筋焊接成格构柱形式进行加固。先将支撑杆周围仓壁四根立筋、水平筋和短钢筋(φ12mm)焊成格构柱形式,再用短钢筋对角连接并与支撑杆相连,加固钢筋层间距400mm,每个节点不少于两个焊点(图1)。
(5)空滑。在各层平台支撑杆加固后,空滑滑模机具,使提升架立腿高于施工平台。空滑时滑升设备上的各层平台要清理以减轻自重,空滑前要检查支撑杆加固质量,空滑时观察支撑杆稳定情况,滑升过程要保证滑升机具平台水平,防止支撑杆局部失稳。
(6)混凝土浇筑。混凝土应分层均匀浇筑,浇筑方向不断变换,各层间隔时间不要大于混凝土初凝时间,振捣时要注意不要触及模板、钢筋和支撑杆。
(7)混凝土修整及养护。混凝土出模后,工人站在吊脚手架上对混凝土表面进行修整,修整搓毛后刷一层素浆,并用毛刷均匀拉出竖纹。在内外吊脚手架上悬挂环形水管进行浇水养护。
(8)门洞处理。门洞处围圈在底层组装就位,围圈支撑在洞口两边围圈上。由于洞口跨度大,且不设假柱,围圈加工成桁架形式,并用角铁将内外两片围圈联为一整体,围圈中间设两个吊点,用φ48×3.5钢管作吊杆吊在辅助平台桁架上。
(9)模板系统改装。漏斗平面以上洞口和壁柱不再存在,因此,漏斗混凝土浇筑结束后要进行改模。先拆壁柱模板,再安装仓壁围圈并加固,最后支洞口、壁柱处仓壁模板。模板和围圈安装时按煤仓已偏移的中心拉尺找正。
4 施工精度控制
(1)垂直度控制。每次滑升一个浇筑层,观察中心点线锤偏移情况,垂球吊在辅助平台上(整个设备刚度大,看作是几何不变体),垂球底固定一块带刻度的钢板以反映整个设备偏移情况。当垂直偏差超过允许偏差范围时,可通过变换混凝土的浇筑顺序,调整操作平台上的荷载进行矫正,如果效果不明显,可用调整平台并加固支撑杆等方法进行,或者采用外力进行纠正。
(2)扭转控制。通过经纬仪观测滑升设备上的控制点来反映滑升设备的扭转情况,当发现有向某一方向扭转趋势时,可采用在相对一侧千顶底座下垫斜钢板法使千斤顶向扭转的反方向爬升而纠正,也可用外力法进行。
5 效果与结论
本工程滑模历时60天,滑升速度日平均在2.1m,最快2.7m;各层平台跟进施工,节约材料垂直运输时间;漏斗底以下结构采用滑模,比其它工艺施工速度快,并可节约资金约5万元;混凝土表面平整、颜色一致,无拉裂、掉角现象;筒体的半径、壁厚、截面尺寸都符合规范要求,垂直最大偏差为8mm。采用逐层空滑工艺使仓壁与梁板同时施工,结构整体性好,支撑杆加固方法简单,施工方便。
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