21米筒仓柔性平台滑模的应用
摘 要:以孙家沟产品仓(大直径圆筒仓)为例,介绍筒仓柔性平台滑模施工技术。
孙家沟矿井是神华集团神东公司重点工程之一,产品仓为四个独立的筒仓,筒壁部分采用柔性平台滑模施工,从基础梁顶面至屋面梁下。为减少投入保证工期,1、2号仓和3、4号仓交替施工,先滑升基础至漏斗下筒壁,再施工漏斗,最后滑升漏斗至屋面梁下筒壁。筒仓内径21m,壁厚350mm,钢筋约587t,筒壁砼约3444.5m³,砼强度等级为C30。
一、施工部署
1、施工工序
2、主要机具设备
ZL30装载机1台,500L强制式搅拌机2台,QT60塔吊1座,FO/23B塔吊1座,HDT60砼输送泵1台,滑模机具4套,YKT-80液压控制台2台。砼运输由输送泵完成,钢筋、拌和物及周转材料等垂直运输由塔吊来完成。1#与2#仓之间立QT60塔吊一座,3#仓与4#仓之间立FO/23B塔吊一座。
3、滑模装置设计
该工程筒仓部分选用柔性滑模平台施工。仓内挑平台宽1.5m,仓外挑平台宽1.3m。1#仓与2#仓、3#仓与4#仓之间用桁架搭设人行通道。单仓滑模机具的荷载计算:滑模机具自重35600kg,模板提升时的摩阻力为47500kg,操作平台上的施工荷载为18460kg,荷载合计101560kg。选用GYD-60滚珠式千斤顶(101560kg÷6000 kg/2)34台,根据结构的实际情况和提升架的间距要求,每仓布置36台千斤顶。
(1)操作平台系统设计。操作平台系统为包括挑平台和吊脚手架。挑平台是在提升架立柱上挑内外三角架,铺设木脚手板。内挑平台宽度为1.5m,外挑平台宽度为1.3m。提升架下设置内外挑平台,吊架铺设脚手板。挑平台及挑平台四周设1.2m高防护栏杆和安全网。
(2)模板系统设计。模板系统包括提升架、模板、围圈。提升架每仓布置36架,四仓共布置144架。外模板采用3012钢模板。内模板采用3009钢模板,模板围圈用10#槽钢制作,并用Φ25螺纹钢焊架,联系围圈用14#槽钢制作。模板单面锥度3mm,模板高1/2处的净间距与结构截面等宽。考虑到浇筑时涨模因素,净间距缩小8mm。
(3)液压提升系统设计。液压提升系统由液压操作台、高压胶油管、千斤顶、支承爬杆、分油器及针阀组成。液压控制台采用YKT-80型液压控制台2台,千斤顶采用GYD-60滚珠式千斤顶,支撑爬杆采用Φ48×3.5钢管。经荷载计算,每仓布置滚珠式千斤顶36台。每台液压操作台控制两个筒仓的千斤顶。
(4)配电系统由照明系统和动力配电系统组成,总电源电缆为3×50+1×25mm²橡胶电缆。每仓设一块配电盘,两个仓设一个总电源。每仓操作平台设置12只500瓦白炽灯,内外吊架各设置200瓦10只白炽灯。每仓设2台电焊机、4个振捣棒。
(5)垂直与水平观测点的布置。垂直观测点每仓共设4个点,设在轴线相交的45°线上,均匀设置在筒壁四周的模板围圈上,并将观测点用墨线引至墙壁上作原始观测点。水平观测采用内装有红色洁净水的连通器观测,每仓设8个水平观测点,用与连通器相连的透明塑料管分别设在操作平台的四周,将塑料水管固定在标有刻度的木尺上。
二、施工技术措施
1、滑升
(1)始滑。试滑:分三层将砼浇筑800mm高,大约4~5小时后提升两个行程约60mm。当出模的砼不粘结、不塌落,用手指挤压出模砼表面可压出指印,灰浆又不沾手时,即可进行初升。初升:将滑模滑升200mm,检查各系统能否进入正常作业。
(2)正常滑升。正常滑升时应保持连续作业。每次浇筑砼200mm,滑升200mm。每班12小时,滑升速度控制在1.2~1.8m左右。滑升过程中,千斤顶要同步,尽量减少升差。滑升给油时间40秒,回油时间60~100秒,必须保证给油、回油充分。每20~30分钟要提升一个行程,模板正常的提升速度根据砼的浇注速度确定,一般两小时提升200~300mm。
(3)停滑。由于施工要求停滑时,砼应浇注到同一水平面,模板每20~30分钟提升1~2个千斤顶行程,直至模板与砼不粘结为止。但模板的最大滑空量不得大于模板全高的二分之一。
2、纠偏纠扭措施
筒壁中心偏差及筒仓扭转是保证施工质量的关键。在筒壁四边模板围圈上设4个观测点,每班测量两次,必要时增加测量次数。在纠正垂直偏差时,应逐步徐缓进行,避免结构出现急弯,同时防止模板出现反倾斜度,以免拉裂砼。
预防偏斜和纠偏方法很多:严格控制各组千斤顶的升差,保持操作平台水平提升;操作平台的荷重尽量布置均匀;改变砼浇筑顺序;调整平台高差,把偏斜一边的千斤顶起高一定程度,使平台反方向滑升,把垂直偏差调整过来;在千斤顶下加垫锲形铁片,在继续滑升过程向反向倾斜,将垂直偏差调整过来;利用倒链及撑杆使操作平台向反方向滑升等。
特别值得注意的是:通过这次滑模总结得出,柔性平台滑模结构刚度差,纠偏时要慎重,尽量采用不破坏平台的整体性的方法。柔性平台比较适合的纠偏方法是:利用多台倒链,使操作平台向反方向滑升;操作平台的荷重尽量布置均匀;改变砼浇筑顺序。其他如利用关闭部分千斤顶调整平台水平、双千斤顶纠正扭转方法都不适合采用。这种方法会破坏操作平台的刚性,造成平台不可恢复的变形,严重影响滑升质量。
3、支撑杆连接及加固
支撑杆连接采用对接焊接,接口处的焊瘤用手提砂轮打磨平整,保证千斤顶顺利通过。洞口的支撑杆与支撑杆之间及支撑杆与周围主筋之间用Φ18~25钢筋焊接成“格构柱”。高度大于或等于2.5m时,“格构柱”之间要用Φ25钢筋连成一体。
4、钢筋工程
(1)钢筋的加工与绑扎。竖向钢筋根据料的长度截为4~4.5 m,墙壁第一层立筋分别加工为2.5m、3.5m 4.5m、5.5m四种长度规格,每种长度的数量为这层主筋数量的1/4。墙壁筋、附壁柱主筋、墙壁水平筋采用搭接绑扎,同一截面接
头不超过1/4,接头按设计要求错开。为了保证墙壁钢筋尺寸,墙壁内外两层钢筋间设置骨架钢筋,骨架筋每仓24个,另设s形Φ8钢筋挂钩。
(2)砼保护层厚度保证措施。模板上每900mm挂一挂钩,挂钩高度300mm。挂钩在模板内支撑钢筋,以保证砼保护层厚度。
5、砼工程
砼浇注采用分层交圈、均匀浇筑的方法。砼浇筑时对称进行,防止倾斜扭转。如有偏差扭转调整砼起止浇筑方向,洞口两侧的砼浇筑必须同时对称进行。第一次浇筑高为600mm,分三层浇筑,三层浇筑完毕的时间约为5小时。正常滑升时,每次砼浇筑高度为200~300mm,砼表面离模板上口保持有200mm的距离。模板上口的残余砼,必须在浇完砼后马上清理干净。砼出模后,表面缺陷要及时修饰,保持砼表面平整,并用抹子压光,修补时所有预留孔、预埋件要凿出。
筒壁砼出模后要采用养生液及时养护。筒壁砼出模后用喷雾器喷涂养生液养护,待第一层干后及时用喷雾器喷涂第二遍,两次喷涂方向要相互交错。
6、特殊部位处理
(1)门窗洞口。预留洞口模板用50mm木板制作,中间用方木支撑。考虑砼浇筑时涨模,木模尺寸应比洞口大30mm。
(2)牛腿。牛腿与筒壁相交部分预留洞口,中间用木板和砂子填充,出模以后及时剔除木模和砂子。
(3)过梁。筒壁内主筋和箍筋按设计绑扎,突出筒壁部分箍筋弯曲90°。,滑出模板以后,箍筋扳直,穿主筋,然后支模浇筑砼。
(4)漏斗环梁部分。按照设计要求,内部150mm填充泡沫板,泡沫板与砼之间用钢丝网隔开。滑出以后,把泡沫板清理干净,再做环梁及漏斗。
7、易出现问题及处理办法
(1)砼出现局部塌落。严格执行薄层、多次浇筑、均匀交圈的原则,使砼凝固程度一致。
(2)砼出现水平裂缝或被模板带起。纠正模板倾斜度,使其符合要求。加快提升速度,经常清理模板,保持模板表面清洁。
(3)蜂窝、麻面、气泡及露筋。提高振捣质量,接楂处按照施工缝处理。对于已经出现的蜂窝、麻面、气泡及露筋的砼,脱模后立即用水泥沙浆修补,用木抹搓平,做到颜色和平整度一致。
总之,这种施工方案与辐射平台结构相比,优点是柔性平台模具投入小,模具稍作改动可以滑升各种直径的筒仓、各种平面形状的井塔。模具重量轻,需要的千斤顶数量少,液压控制台小,液压系统简单有利于提升,需要爬杆总数少。可以交替施工,有利于保证工期,漏斗施工时落料方便。缺点是施工锥壳时需要的周转机具多,所以施工时可以根据工程的需要合理选择施工方案。
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