大直徑預應力鋼筋混凝土筒倉剛性平台滑模施工工法

《大直徑預應力鋼筋混凝土筒倉剛性平台滑模施工工法》是中煤建築安裝工程公司、山西焦煤西山金信建築有限公司完成的建築類施工工法，完成人是苗志同、馬德迎、倪時華、劉光強、付漢江。適用於ф25~40米倉上結構為鋼筋混凝土結構的大直徑預應力鋼筋混凝土筒倉滑模施工。

《大直徑預應力鋼筋混凝土筒倉剛性平台滑模施工工法》主要的工法特點是採用剛性輻射平台進行大直徑筒倉滑模施工，確保工程施工質量；剛性平台中部設定內支架進行支撐，確保滑模平台穩定，提高了平台的承載力；採用後張法無粘結預應力施工技術，減小了倉壁混凝土厚度，節約了鋼材。

2011年9月，《大直徑預應力鋼筋混凝土筒倉剛性平台滑模施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009-2010年度國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：大直徑預應力鋼筋混凝土筒倉剛性平台滑模施工工法
• 工法編號：GJEJGF312-2010
• 完成單位：中煤建築安裝工程公司、山西焦煤西山金信建築有限公司
• 主要完成人：苗志同、馬德迎、倪時華、劉光強、付漢江
• 套用實例：大同煤礦集團同忻選煤廠原煤倉工程
• 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）

形成原因

大直徑預應力鋼筋混凝土筒倉作為煤炭、礦山、糧食倉儲等行業重要的儲存設施，隨著中國社會經濟的發展，各類筒倉直徑越來越大，傳統施工技術難以滿足施工需要。為此，中煤建築安裝工程公司成立了課題組，開展大直徑鋼筋混凝土筒倉剛性平台滑模施工技術研究，經過論證、基礎研究、施工方案設計，並經過30多個直徑ф25米以上筒倉施工驗證，不斷完善，總結出《大直徑預應力鋼筋混凝土筒倉剛性平台滑模施工工法》。

工法特點

《大直徑預應力鋼筋混凝土筒倉剛性平台滑模施工工法》的工法特點是：

1.採用剛性輻射平台進行大直徑筒倉滑模施工，確保工程施工質量。

2.剛性平台中部設定內支架進行支撐，確保滑模平台穩定，提高了平台的承載力。

3.採用剛性滑模操作平台，滑模施工完畢後，將滑模平台支撐在鋼牛腿上，平台全部封閉後作為倉頂結構施工的支撐平台，倉頂結構和倉內漏斗實現同時施工，可大大減少周轉材料的投入，並顯著縮短施工工期。

4.採用後張法無粘結預應力施工技術，減小了倉壁混凝土厚度，節約了鋼材。

操作原理

適用範圍

《大直徑預應力鋼筋混凝土筒倉剛性平台滑模施工工法》適用於ф25~40米倉上結構為鋼筋混凝土結構的大直徑預應力鋼筋混凝土筒倉滑模施工。

工藝原理

《大直徑預應力鋼筋混凝土筒倉剛性平台滑模施工工法》的工藝原理敘述如下：

運用滑模施工原理，採用自行設計的全封閉剛性輻射平台，平台中部設定內支架支撐，內支架上設定提升千斤頂，實現剛性平台內外同步滑升。滑模時內支架隨滑模施工同步搭設。滑模完成後對剛性平台稍作改造，改造後的剛性平台作為倉上結構的施工支撐平台。此時倉上結構和倉內漏斗結構可同時施工，交叉作業，從而大大縮短施工工期，並節約大量周轉材料的投入。

施工工藝

《大直徑預應力鋼筋混凝土筒倉剛性平台滑模施工工法》的施工工藝流程及操作要點敘述如下：

• 工藝流程

工藝流程圖見圖1。

圖1 工藝流程圖

操作要點

一、施工準備

大直徑筒倉滑模施工連續性強，工序集中，對材料的需求量集中而且數量大，施工準備工作應充分、詳盡，確保滑模施工正常連續的進行。

1.物資準備

滑模施工前要儲備足夠的滑模施工物資。水泥、砂石必須保證儲備工程用量的一半以上方可以開工；加工好的鋼材等保證現場有滑模施工3天所需的富餘量；施工中用到的其他材料如焊條、綁絲、鋼絲篩網、鋼板、預應力端頭承壓板、螺旋筋等，在施工前根據用量計畫一次性採購到位。預應力鋼絞線提前下料，鋼絞線下料長度應計算確定。綜合考慮其曲率、張拉伸長值及混凝土壓縮變形等因素，並根據不同的張拉方法和錨固形式，適當增加預留長度50~100毫米。

2.技術準備

施工前組織各專業技術人員進行圖紙會審，核對建築、結構、安裝等各專業圖紙是否相符。根據各專業要求繪製滑模施工圖，圖中標明結構鋼筋配筋、預應力鋼筋、預留洞口、預埋件、預留梁窩、鋼牛腿位置等的做法、標高及位置，方便施工控制。

施工前進行安全技術交底。滑模施工屬於連續性作業，班組多，工種多，需要相互協同作業。混凝土供應、澆築，鋼筋製作、綁紮，預應力鋼筋製作、安放，混凝土外觀處理、養護，預留洞口、預埋件留設等都需要協調一致。交底根據圖紙及有關規定進行，按照不同的班組、不同工種及不同崗位分別進行，使參加施工人員明確自己的責任和協作配合方式。

混凝土配合比應根據混凝土強度等級、混凝土出模強度、滑模提升速度及外界大氣溫度等進行配比設計。混凝土外加劑根據氣候條件和滑模特點合理選用，通過試驗確定最佳配合比摻量，確保混凝土早期強度增長滿足模板滑升速度的要求。

水平及垂直偏差控制。施工前制定測量觀測方案，並安排專職人員進行觀測，每班觀測不少於4次，發現偏扭及時採取應對措施進行控制。控制點應在滑模組裝時事先留設（觀測點留置如圖2），在滑模時進行觀測。施工中採用全站儀進行垂直和扭轉觀測，發現問題及時採取措施。

圖2 觀測點留置位置

二、滑模設計製作

筒倉倉壁及扶壁柱均採用液壓滑升模板施工，滑模平台裝圖5.2.1觀測點留置位置置為單層剛性平台，主要由操作平台系統、模板系統、液壓提升系統、配電系統及中心筒腳手架等系統構成。

1.操作平台系統設計

操作平台系統包括操作平台、吊架平台。操作平台為輻射鋼桁架上鋪設木方和跳板，外挑平台寬度為1300毫米，吊架平台寬650毫米，挑平台、吊架平台四周設防護欄桿和安全網，鋼桁架安裝時應抄平，水平誤差不大於10毫米。

操作平台設計如圖3。

圖3 滑模操作平台系統圖

2.模板系統設計

模板系統包括提升架、模板、圍圈、三角架、吊架，模板採用3012鋼模板，模板圍圈採用槽鋼製作，模板單面錐度3%。聯繫圍圈採用槽鋼製作。提升架、三角架、吊架採用型鋼製作的滑模專用機具。

3.液壓提升系統設計

液壓提升系統由千斤頂、支承爬桿、液壓操作台、高壓膠油管、分油器及針型閥組成。液壓控制台採用YKT-80，千斤頂採用GYD-60滾珠式千斤頂，支承爬桿採用ф48x3.5鋼管。液壓千斤頂、支撐爬桿數量由計算確定。

4.配電系統設計

配電系統由照明系統和動力配電系統組成，總電源電纜採用多芯橡膠電纜，設一個二級配電櫃和若干三級配電箱，採用三相五線制接線方法，確保用電安全。操作平台及內外吊架平台設定照明燈具，確保夜間施工時照明充足。

5.內筒支架系統設計

中心支架布置在內筒中，用來固定內筒的爬桿及在錐殼施工時作為剛性平台的內支點。內筒腳手架採用ф48x3.5鋼管，立桿布置原則為縱橫兩個方向，分別將兩側的爬桿連線。隨著滑模平台的升高，加高內支架腳手架，每升高10米，用鋼絲繩（風繩）在8個方向將內支架腳手架與外筒壁拉緊，使內支架腳手架不至於變形。剛性輻射平台輻射梁採用定型鋼桁架，調整內筒支架直徑，可適應不同直徑的筒倉。

三、滑模機具安裝及調試

大直徑筒倉滑模安裝必須按照一定的程式進行。安裝時先用螺栓將相互關聯的構件在安裝位置組合，組合完畢後再對稱地緊固螺栓。具體步驟體如下：

1.核對筒倉中點坐標位置，保證筒倉中心位置點準確無誤。標出安裝位置和控制標誌以及各軸線處提升架的位置。

2.平台水平控制。根據施工結構情況確定合理的滑模安裝標高基準，最大限度的減少安裝找平工作量和安裝難度。

3.根據中心點坐標和安裝水平基準標高，搭設倉內支架。注意支架的位置和鋼爬桿的位置。

4.安裝筒倉中心線上的提升架、輻射桁架，與內支架支撐桿聯繫在一起，並重新校核內支架支撐桿的位置，如有偏差及時調整。

5.將其餘部位的提升架、輻射桁架梁及圍圈等構件按照順序安裝，按照既定的標高基準進行調平。

6.安裝內外圍圈、模板、鋪設平台鋪板。圍圈採用槽鋼製作，製作時採用專門的電動撼彎機進行加工製作，確保撼彎弧度的準確。

7.配電系統安裝及照明系統安裝。

8.安裝千斤頂及液壓系統。千斤頂打壓後插入千斤頂支撐桿，支撐桿安裝時接頭必須按照規範要求錯開。

9.檢查緊固各部位連結螺栓，調整平台的水平度並按照設計要求起拱，檢查模板的垂直度，確保模板錐度符合要求。

10.清理模板內和平台上的雜物，在平台上鋪設鐵皮，封堵模板和平台間的縫隙。

11.安裝吊平台和懸掛安全網。

12.綜合調試及檢查驗收。

四、滑模平檯布置

滑模操作平台的平面布置合理與否，是滑模施工過程出現扭轉、傾斜的關鍵，要做到荷載均勻分布。平台上材料一次堆放量不宜過大，儘量做到隨用隨放。施工人員儘量散開，避免荷載過分集中。荷載較大的混凝土上料平台處布設雙千斤頂。

五、筒壁滑升

筒壁滑升一般從基礎頂面開始，也可根據結構施工需要設定不同的初滑位置，滑模至倉頂環梁下標高停止，全部過程分為初滑、正常滑升、中間停滑、終滑幾個步驟。

1.初滑。首先在滑模模板內灑水濕潤，鋪設混凝土同等強度等級的砂漿30~50毫米，然後分層澆築混凝土，每層澆築厚度200毫米，根據混凝土凝固時間在澆築完後提升2~3個千斤頂行程，觀察混凝土出模強度，如果混凝土出模強度適宜則轉入正常滑升，如果出模強度太高或太低，可適當調整滑升速度，混凝土出模強度控制在0.2~0.4兆帕左右較為合適。

2.正常滑升。初滑正常後轉入正常滑升，滑升在混凝土澆築及振搗完成後進行。每次提升控制在200毫米以內，提升時可以進行鋼筋焊接、綁紮及預留洞口模板的支設。提升完畢繼續進行鋼筋、預應力鋼筋、混凝土施工，混凝土振搗完成後進行再次提升，如此往復，直到停滑或終滑。

3.中間停滑。根據結構設計或工藝要求，存在改模或安裝工藝構件等工序，在滑升過程中需要做停滑處理。當模板上口滑升至距停滑標高1米左右時開始放慢滑升速度，進行準確抄平找正工作。在滑升至距離標高200毫米以前做好抄平工作，以便最後混凝土能均勻地交圈，保證停滑標高準確。停滑後進行改模或工藝構件的安裝，完成後繼續進行正常滑升。

4.終滑。在滑升接近終滑標高時，對滑模系統進行抄平，並將滑模系統調平，終滑工藝與中間停滑工藝相同。最後一層混凝土澆築完成後每隔0.5~1.0小時活動一次，防止沒有凝固的混凝土粘模，待後澆的混凝土凝固後停止活動。

5.垂直度測量和偏扭防治。滑模施工每滑升1.0米左右進行一次垂直度觀測，每滑升500毫米左右進行一次偏扭觀測。滑升垂直度觀測由專職測量人員進行觀測，觀測數據要及時對值班技術人員交底。當任意3米高度上的相對扭轉大於30毫米時，由技術人員確定糾正方案液壓提升人員組織實施。

六、糾偏糾扭措施

滑模施工中發生偏斜，可採用爬桿導向法、外力糾扭法和調整混凝土澆築順序等方法進行調整。

1.爬桿導向法是在滑升筒壁沿周圈等距布置4~8對雙千斤頂，作為產生導向轉角的預防性措施，需要糾扭時，關閉雙千斤頂中一側的油路，使千斤頂產生導向轉角，進行糾扭操作。

2.外力調整法是利用導鏈來糾正扭轉。當產生扭轉時，在筒壁上等距布置2~4個導鏈，使千斤頂與支承桿同時產生導向轉角，隨著模板的滑升，達到糾扭的目的。

3.改變澆築順序法，即改變混凝土灌注順序，即先集中灌注與偏差相反方向一側的混凝土，依靠混凝土的側壓力和摩阻力迫使模板與平台位移，逐步回到正常位置，使扭轉消除。

倘若發生扭轉，應認真分析原因，採用相應措施，將偏差控制在允許範圍內。

七、鋼牛腿安裝

根據施工組織工藝的需要，在倉壁滑模時需在一定標高安裝鋼牛腿，作為終滑後剛性平台的支撐。當倉壁滑模到一定標高后首先要安放預埋套管，牛腿預埋套管滑出模板後進行鋼牛腿的安裝，牛腿安裝需要時間較長，需減慢滑升速度，必要時需做停滑處理。牛腿安裝完成後必須要有專職人員進行檢查。

八、內支架搭設

內支架是滑模平台的重要組成部分，搭設內支架時必須由專業人員進行搭設，並有專職人員進行時時檢查驗收，內支架搭設前必須進行安全技術交底。搭設採用ф48x3.5鋼管，支架隨滑模平台的提升同步搭設，搭設時首先確定開支架和支撐爬桿的位置，然後用鋼管將所有爬桿連成一體，之後按照設計步距進行搭設，使整個內支架形成整體。作為剛性平台的內部支撐，平台每滑升600毫米使用短管對爬桿進行一次加固，確保爬桿穩定。

九、滑模拆除及剛性平台改造

滑模施工完成後，拆除滑模機具僅留剛性施工平台，將內筒支架上部進行改造，使鋼平台中間穩固的坐落在內支架支撐上，將操作平台外圈固定在倉壁上安裝的鋼牛腿上，與中間支架一起形成倉上混凝土結構施工的平台。施工平台必須進行全封閉改造，並滿鋪一層鐵皮，防止在倉上結構施工時有雜物掉落到平台下方。全封閉改造完成後即可進行倉上結構施工。

十、倉上結構施工

倉上結構施工利用改造後的剛性平台作為支撐。此時倉上結構和倉內結構可同時施工互不影響，此工藝與常規施工方法相比可顯著縮短工期，降低施工成本。倉上錐殼混凝土施工採取分段環形澆築方案，錐殼整體結構分段澆築完畢，每段澆築完間隔一定時間進行下段結構澆築。倉上結構施工完成，混凝土達到設計強度以後即可進行模板和平台的拆除。倉上結構施工如圖4所示。

圖4 倉上結構施工示意圖

十一、預應力鋼筋鋪設及張拉

無粘結預應力鋼筋的位置應按設計要求進行綁紮固定，預應力鋼筋的位置和高度可以用特定的骨架筋進行控制。預應力鋼筋鋪設時應保持平順，偏差符合設計及規範要求。安放完畢澆築、振搗混凝土時，嚴禁碰撞無粘結預應力鋼筋。

在混凝土強度達到設計強度後，進行預應力鋼筋的張拉。張拉自下而上逐次、對稱進行，使筒壁結構對稱受力。張拉應力按照計算確定，必須符合《無粘結預應力混凝土結構技術規程》JGJ 92-2004的要求。張拉完成後封堵錨固端。

十二、人員配備

大直徑筒倉滑模施工，關鍵工序筒倉倉壁滑模施工按24小時兩班人員配備，以ф34米單倉為例，滑模人員配備如表1所示。

參考資料：

材料設備

《大直徑預應力鋼筋混凝土筒倉剛性平台滑模施工工法》所用的主要材料與設備配備（以ф34米單倉為例）見表2。

參考資料：

質量控制

《大直徑預應力鋼筋混凝土筒倉剛性平台滑模施工工法》的質量控制要求如下：

1.建立與施工工序相對應的質量檢驗系統，嚴格執行現行的國家、行業有關標準，保證工序質量符合規範要求。

2.按照《質量管理體系要求》GB/T 9001-2008，《環境管理體系要求及使用指南》GB/T 14001-2004，《職業健康安全管理體系規範》GB/T 28001-2001三個管理體系進行管理控制，及時處理各種質量、安全和環境等問題，每班配備質檢員、安全員和環境觀測員各一名，發現問題及時處理。

3.關鍵工序執行自檢、互檢、交接檢制度。

4.質量控制標準

1）滑模部件製作允許偏差

滑模部件製作允許偏差見表3。

表3 滑模部件製作允許偏差

名稱	內容	允許偏差（毫米）
模板	表面平整度	±1
	側面平直度	±1
	連線孔位置	±0.5
圍圈	長度	-5
	彎曲長度≤3米	±2
	彎曲長度＞3米	±4
	連線孔位置	±0.5
提升架	高度	±3
	寬度	±3
	圍圈支托位置	±2
	連線孔位置	±0.5
支撐桿	彎曲	小於（1/1000）L
	直徑	-0.2~+0.5

2）滑模裝置組裝的允許偏差滑模裝置組裝的允許偏差見表4。

表4 滑模裝置組裝的允許偏差

內容		允許偏差（毫米）
模板結構軸線與相應結構軸線位置		3
圍圈位置偏差	水平	3
	垂直方向	3
提升架垂直偏差	平面內	3
	平面外	2
安放千斤頂的提升架橫樑相對標高偏差		5
圓模直徑偏差		-2~+3
考慮傾斜度後模板尺寸偏差	上口	-1
	下口	+2
千斤頂位置安裝的偏差	提升架平面內	5
	提升架平面外	5

3）施工時質量控制標準施工質量控制標準見表5。

表5 施工質量控制標準

項目		允許偏差（毫米）
軸線間的相對位移		5
筒體結構半徑		半徑的0.1%，不得大於10
標高	全高	±30
垂直度		高度的0.1%，不得大於30
牆、柱、梁、壁截面尺寸偏差		+8，-5
表面平整度	抹灰	8
	不抹灰	5
門窗洞口及預留洞口位置偏差		15
預埋件位置偏差		20

4）鋼絞線的檢驗及要求

進場檢驗應按照《預應力混凝土用鋼絞線》GB/T 5224-2003的標準檢測其力學性能。並檢查外包層材料和內灌油脂的質量。鋪設時，檢查預應力鋼筋的下料長度和其擺放位置的準確性和牢固程度。鋪設完成後的兩端外露長度為+100、-0。

安全措施

採用《大直徑預應力鋼筋混凝土筒倉剛性平台滑模施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

1.嚴格執行國家和行業現行的安全標準、規範、規程，開展全員安全教育和崗前安全培訓。

2.建立健全安全施工制度，按照安全質量標準化的要求，做好安全防護工作，開展安全檢查，對存在的安全隱患及時整改。

3.臨時用電按《施工現場臨時用電安全技術規範》JGJ 46-2005要求布置，接線方式採用“三相五線制”。

4.加強施工機械管理，嚴格按照機械操作規程進行操作，防止機械傷害事故的發生，大型結構吊裝時要嚴格按照施工方案進行，防止起重吊裝事故的發生。

5.內支架施工時，要有專職技術員和安全員不間斷巡檢。檢查支架搭設質量以及爬桿的加固是否及時。檢查時採用力矩扳手進行檢查，檢查數量不少於20%。設專職人員對中心支架的變形進行觀測，發現問題及時處理。

6.滑模及倉上結構施工階段，按照方案完善安全防護設施，防止高處墜落、物體打擊等事故的發生。倉上混凝土澆築時嚴格按照分段施工方案進行，施工時設技術員和專職安全員隨時觀測平台變形情況，發現問題及時處理。

7.滑模施工平台、材料庫棚、加工場所、有防火要求的施工部位及辦公區、生活區，按要求配置消防器材。

環保措施

《大直徑預應力鋼筋混凝土筒倉剛性平台滑模施工工法》的環保措施如下：

1.噪聲大的施工設備應布置在遠離生活區和辦公區的位置，並搭設隔聲防護棚，降低噪聲污染。

2.保持施工現場清潔衛生，易產生揚塵的砂石料場、水泥庫等應有防塵設施，乾燥天氣定時對施工道路等灑水，減少揚塵。

3.滑模施工平台上的物資應分類存放，並有防止飄落措施。

4.施工垃圾應及時清運，應有防遺撒措施，並在業主指定地點消納。

5.施工現場車輛沖洗點、混凝土攪拌站等區域應設沉澱池，集中收集污水，經過濾沉澱後儘量利用。

6.施工及機械維修產生的油污、化學廢棄物應集中收集處理，避免污染土壤環境。

效益分析

《大直徑預應力鋼筋混凝土筒倉剛性平台滑模施工工法》的效益分析是：

1.以ф34米單倉為例，採用該工法施工與其他施工方法（倒模法施工、柔性平台滑模）相比，滑模施工完成後倉上結構和倉內漏斗可同時施工，交叉作業，充分利用作業空間，縮短工期40~60天。

2.剛性平台的改造利用，減少了周轉材料的使用。每個倉可減少投入腳手架鋼管300噸左右。

3.採用預應力鋼筋混凝土施工技術，減少了倉壁混凝土厚度、鋼筋及混凝土用量，降低了工程造價。

4.採用組合構件式剛性滑模平台，滑模施工實現了工具化、定型化，剛性平台可重複使用，降低了工程施工成本。

套用實例

《大直徑預應力鋼筋混凝土筒倉剛性平台滑模施工工法》的套用實例如下：

• 實例一：大同煤礦集團同忻選煤廠原煤倉工程

該工程由3個ф34米直徑預應力鋼筋混凝土筒倉組成，工程於2008年5月1日開工，2008年10月20日主體封頂，節約工期65天，創造經濟效益358萬元。

• 實例二：內蒙古蒙泰煤業不連溝選煤廠原煤倉工程

該工程由3個ф34米直徑預應力鋼筋混凝土筒倉組成，2009年5月1日開工，2009年11月30日主體封頂，節約工期45天，創造經濟效益235萬元。

• 實例三：李家豪煤礦產品倉工程

該工程由3個ф34米直徑預應力鋼筋混凝土筒倉組成，工程於2009年10月25日開工，2010年4月15日主體封頂，縮短工期35天，創造經濟效益340萬元。

榮譽表彰

2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號，《大直徑預應力鋼筋混凝土筒倉剛性平台滑模施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。