大直径筒仓工法

大直径筒仓工法
1. 前言
我们承接的同力水泥厂2500t/d 熟料生产线工程，有水泥库（直径18米），圆形筒仓结构，水泥库壁厚380mm ，库底板1.8米厚，总高度42.8米，库顶结构为钢结构；熟料库（直径26米），圆形筒仓结构，库底板1.8米厚，总高度54.65米，36.65米以上为钢结构，钢结构呈正圆锥台，骨架有16根斜钢梁（倾斜42.67o ）（示意图见右图），根据甲方及
合同要求，库壁采用滑动模板施工（简称滑模）方法，熟料库采用滑模施工筒壁的同时，利用操作平台整体顶升上部钢结构骨架（36.650~43.500米钢锥壳构架）。

2. 特点
滑模施工，是现浇混凝土工程的一种机械化程度较高、连续成型的施工工艺，它具有施工速度快、结构整体性强、施工占地少、节约模板和劳动力、安全可靠、施工文明等特点，整体顶升上部钢结构，加快了工程进度，缩短了工期，节约了成本，取得了良好的社会效益。

3. 适用范围
本施工工艺适用于筒仓直径较大、直径及壁厚不变、上部为钢结构，且钢结构在筒仓圆周布置均匀。

4. 滑模工艺原理
滑模是采用千斤顶作为提升工具的滑模施工配套技术应用方法。

滑
模装置主要有模板系统、操作平台系统、液压提升系统、以及施工精度控制系统等部分组成。

模板系统包括内外模板、围圈、提升架组成。

液压提升系统由液压控制台、油泵、油路、千斤顶、支撑杆等组成（详见滑模组成示意图）。

模板支撑在围圈上，围圈、千斤顶及操作平台均与提升架连接固定成一整体。

控制油泵依次向千斤顶供油排油时，千斤顶即沿支撑杆向上爬升，并通过提升架带动模板沿新浇筑的混凝土面向上滑升，操作平台也随之上升。

在提升架上安装千斤顶的位置，用2[12.6槽钢与提升架环向联结，来增加滑模操作平台的整体刚度和整体稳定性，防止操作平台发生扭转和局部失稳，从而影响上部钢结构的质量。

滑模装置的设计，是按筒仓的直径和上部钢结构的重量（斜钢梁的位置）来进行提升架位置的布置。

在进行滑模装置的设计计算时，应考虑下列荷载：
（1）滑模装置的自重；
（2）操作平台上的施工荷载，包括平台上的机械设备及特殊设施的自重，施工人员、工具和堆放材料的重量；
（3）混凝土对模板的侧压力及向模板内倾倒混凝土时的冲击力；
（4）模板提升时混凝土与模板之间的摩阻力；
（5）风荷载；
（6）上部钢结构的重量（按实际计算）。

具体计算方法按《液压滑动模板施工技术规范》（GBJ 113—87）的附录二、附录三。

5. 施工工艺流程及操作要点
5.1 工艺流程库底板脚手架→库底板模板→库底板钢筋→库底板大体积砼施工→滑模施工准备→滑模组装→钢结构吊装→砼浇筑与模板
提升→施工精度控制→钢锥壳就位。

5.2 库底板施工（以熟料库库底板为例）
5.2.1 脚手架：在库壁翻板至库底板+2.500m标高后，进行库底板满堂脚手架的搭设，横杆步距为1200mm，立杆纵横距均为750mm，库壁外侧搭设双排脚手架用于支拆库底板外侧模。

5.2.2模板：库底板底模采用钢木结合进行满铺，在水平杆下增加两个扣件以防滑脱，底板外侧模采用钢模板贴PVC板一次支设完成，自下而上共设置四道螺纹25钢筋作环向封闭围檩，并在各位置环向每930设Φ16对拉螺栓用于加固模板围檩，对拉螺栓与库底板主筋焊接牢固，围檩接头要进行点焊。

5.2.3 钢筋绑扎：在底模铺设完成并安装埋件后，进行钢筋绑扎。

上下层钢筋之间设置螺纹28的马凳筋，间距1m，马凳筋间用螺纹20的钢筋剪刀撑作相对固定。

底板钢筋绑扎过程中，根据放线确定的位置，安装预留洞埋件。

5.2.4 砼工程：库底板混凝土属于大体积混凝土。

5.2.4.1 混凝土的搅拌
1. 混凝土在现场集中搅拌，用四台强制式搅拌机、二台电子自动配料机、一台装载机组成，两台输送泵。

2. 熟料库库底板混凝土1100 m3，按每台搅拌机7.0m3/h，四台搅拌机28.0m3/h混凝土，装载机上料（30型）能力满足要求，60型、80型混凝
土输送泵各一台，满足混凝土运输能力。

3. 混凝土搅拌前，搅拌机内先加水空转数分钟，将积水到净，使搅拌筒充分湿润，搅拌第一盘时，石子应按配合比减半用量，搅拌好的混凝土要做到全部卸尽，在混凝土全部卸尽前不得再投入拌合料，不得采取边出料边进料的方法。

严格控制水灰比和坍落度，混凝土搅拌时不得任意加减水量，试验人员随时检查混凝土的坍落度并做好记录。

4. 混凝土原材料按重量计允许偏差：
水泥、外加剂混合材料±2% 粗细骨料±3%
水、外加剂±2%
5. 混凝土搅拌时间应能使混凝土充分搅拌，使混凝土的各种组成材料混合均匀，颜色一致，混凝土搅拌时间不少于90s 。

5.2.4.2 混凝土的运输和浇注
1. 混凝土的水平运输主要靠混凝土输送泵完成。

2. 混凝土浇注前，认真检查钢筋、模板支撑、预埋件、脚手架等是否合格，模板内是否有杂物、垃圾，必要时进行打扫和清洗，模板提前浇水湿润，模板内不得有积水。

3. 混凝土浇注连续进行，采用分段分层浇注，层层递进的方法进行浇筑，根据混凝土泵送时自然形成的坡度，在每个浇注带的前后，布置4—5台振动器，其中2台震动器布置在混凝土卸料点，主要解决上部混凝土的捣实，其余震动器布置在混凝土中部及坡脚处，以确保下部混凝土的密实，随着混凝土浇注工作的向前推进，震动器也相应跟上，以确保整个高度混凝土的质量。

4. 混凝土振捣采用插入式振动棒，振捣时快插慢拔，均匀布点振捣，振动棒移动间距不大于30cm，不得漏振，混凝土的振捣以混凝土不冒气泡为宜。

振动棒一次振动时间20-30s，在混凝土前后接槎处，加强该部位振捣，但也不能过度振捣以防止混凝土发生离析和骨料下沉。

5. 混凝土浇筑能力设计：
根据每台搅拌机搅拌能力，每台输送泵浇筑混凝土14m3/h，每个输送泵管头浇筑带4m*3m*0.5合计6m3/h混凝土计算，每个浇筑带每层浇筑时间0.5h，以此推算，满足浇筑的混凝土不留施工缝（初凝时间按3h计算）。

5.2.4.3 混凝土保温与养护
1. 为防止混凝土内部温度与表面温度不超过25o C，在混凝土浇注12-14h后及时浇水保温养护，具体方法先覆盖一层塑料薄膜，上再覆盖一层湿麻袋，并定时测定混凝土内外温度，若混凝土内外温度大于或接近25o C 时，及时加盖保温材料。

养护期间，保持混凝土湿润，养护时间不少于14d。

2. 在混凝土降温阶段，当混凝土内外温差、混凝土表面与环境温差小于15o C时，方可停止覆盖。

3. 在控制内外温差的前提下，尽可能推迟保温层覆盖的时间，以利混凝土散热，降低混凝土最高温升。

5.2.4.4 控制温度裂缝的技术措施
1. 优化混凝土配合比，掺加一定量的外加剂和掺合料，在满足混凝土设计强度的条件下，减少水泥用量，从而降低水化热。

混凝土外加剂及掺合料具体掺量由试验室进行试配设计，确定其掺量。

2. 采用自然连续级配的粗骨料，石子采用5~31.5 mm连续级配石子，这样在相同水灰比的情况下，可节约水泥用量，从而降低水泥的水化热，最终降低混凝土的温升。

3. 砂子选用中砂，细度模数在2.5-2.9之间，这样可以减少水泥用量，降低混凝土温升和减少混凝土的收缩，在满足混凝土可泵性的前提下，尽可能降低砂率。

4. 石子含泥量控制在1%以内，砂子含泥量控制在3%以内。

5.2.4.5 控制混凝土的出机温度和浇注温度
1. 降低石子的温度，可以在拌合前用冷水冲洗骨料，以控制混凝土的出机温度。

2. 为控制混凝土入模温度，尽量在夜间气温较底时进行混凝土浇筑，白天气温较高时，泵送管用湿麻袋包裹，以控制混凝土入模温度低于28o C。

3. 混凝土搅拌时，掺加缓凝减水剂、泵送剂、粉煤灰。

4. 混凝土入模时加强入模时混凝土通风，加速模内热量的散发。

5.2.4.6提高混凝土的极限拉伸值
1. 混凝土浇注后进行二次振捣，排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部造成的水份和空隙，以提高混凝土与钢筋的握裹力。

防止混凝土沉落而出现的裂缝，减少混凝土内部微裂缝，增加混凝土的密实度，从而提高混凝土的强度。

2. 混凝土二次振捣的恰当时间为混凝土振捣后尚能恢复到塑性状态的时间。

5.2.4.7 加强混凝土温度的监测
1. 根据各工程特点，制定切实可行的测温方案，专人负责混凝土温度的测定，若发现任何一点内外温差超过或接近25o C时，及时加盖保温材料。

养护期间，保持砼湿润，养护时间不少于14d 。

2. 混凝土浇注时，设具有代表性的测温点，每个分上、中、下三个点，预埋测温传感器和测温孔，具体测温要求：
第1-5天每2小时测温一次
第6-10天每4小时测温一次
第11-15天每6小时测温一次
3. 根据各测点测定的温度，及时绘制混凝土内部温度变化曲线，对混凝土内部温度变化跟踪监测，以便采取相应措施，确保工程质量。

5.3 滑模施工准备
（一）技术准备
施工方案根据合同工期要求，熟料库采用滑模施工筒壁的同时，利用操作平台整体顶升上部钢结构的总体施工方案。

技术交底技术交底做到内容细致、详尽、操作性强。

根据施工图纸、国家有关规范，针对本工程的特殊性，以及施工中容易出现的问题做好技术交底。

技术交底内的精神，要真正贯彻到每个施工操作人员，让每个施工人员熟知，并应用于生产全过程之中。

（二）机具设备
机具设备包括钢筋机具设备、混凝土机具设备、垂直运输机具设备、液压系统机具设备、测量观测设备、通话对讲设备等。

（三）劳动力组织
劳动力包括管理人员及施工操作人员。

其中施工操作人员包括木工、钢筋工、混凝土工、电工、液压工、抹灰工、普通工等。

（四）主要材料
主要材料包括滑模用料和建筑物用料。

如水泥、砂、石子、钢材、缓凝剂等。

5.4 滑模组装
滑模装置的组装顺序按下述步骤进行：
（1）安装提升架；
（2）安装内外围圈；
（3）绑扎竖向钢筋和提升架横梁以下的水平钢筋；
（4）安装模板，调整模板锥度，并将模板与围圈、围圈与提升架固定牢固，安装门架上钢环梁；
（5）安装内外操作平台的支撑、平台板铺板及安全栏杆；安装液压提升系统，及水、电、通讯、信号、精度控制和观测装置，并分别进行编号、检查和试验；
（6）在液压系统试验合格后，插入支撑杆；
（7）安装内外吊脚手架及挂安全网，当在地面或横向结构上组装滑模装置时，应待模板滑升至适当高度后，再安装吊脚手架。

滑模装置组装完成后，在整个滑升过程中基本不再有变化，因此组装时位置必须准确，连接必须可靠。

5.5 钢结构吊装
5.5.1 定位放线
环钢梁
安装焊缝
根据施工图纸及钢结构截面尺寸，在库底板上放出钢结构骨架的投影手架搭设及钢骨架吊装作准备。

5.5.2 脚手架搭设
吊装钢结构骨架前，根据上部钢结构形状，搭设直径13.000米左右的圆形满堂脚手架，脚手架承
压为400kg/m 2,立杆间距800mm ，水平杆步距钢构架平面示意图1200mm ，并以中心为基点，径向加剪刀撑，剪刀撑间距2000mm ，上部二层水平杆步距600mm ，上根据钢结构位置铺
150*150mm 枕木。

环钢梁示意5.5.3 钢构架吊装用50t 汽车吊二台，先吊装一个月牙形环钢梁（环钢梁制作时，根据图纸及施工要求制作成二个月牙形，吊装后焊接），具体吊装方法是二台50t 汽车吊进行抬吊，吊装时统一指挥，吊到脚手架上方，平稳、缓慢落下，然后用同样的方法吊装另一半，最后吊装其它散件并焊接成整
体。

斜钢梁与环钢梁示意
圆形钢环梁吊装完毕后，吊装16根斜钢梁，吊装顺序是先对称吊装东、西、南、北四个轴线方向，然后对称吊装其它斜钢梁（注意要对称吊装）。

钢结构吊装完毕后与滑模操作平台连接示意图
钢锥壳骨架吊装完毕、焊接牢固后，进行模板试滑升，启动液压机，让千斤顶提升2个行程，让各个千斤顶持荷，认真观察各个千斤顶是否能正常工作，各连接部位是否有松动，无误后方可拆除钢结构支撑脚手架。

5.6 混凝土浇筑与模板滑升
混凝土浇筑与模板滑升依次交替进行。

滑模施工的混凝土除必须满足设计规定的强度要求外，其早期强度必
须满足模板滑升速度的要求。

混凝土的坍落度7~9cm，混凝土的初凝时间宜控制在2~2.5h左右。

混凝土从操作平台外侧进行浇筑，混凝土必须分层均匀交圈浇筑，每层厚度200~250mm，并应有计划匀称地变换浇筑方向。

每层间隔时间不大于混凝土的初凝时间（相当于混凝土贯入阻力值达到0.35KN/cm2）。

试滑前，必须对滑模装置和混凝土凝结状态进行检查。

试滑时，应将全部千斤顶同时缓慢平稳升起1~2个行程，检查混凝土的出模强度，混凝土的出模强度宜控制在0.2~0.4Mpa或阻力值0.3~1.05KN/cm2。

当模板滑升至200~300mm高度后，应稍事停歇，全面检查所有提升设备和模板系统，正常后即可转入正常滑升。

正常滑升阶段，分层滑升的高度应与混凝土分层浇灌的厚度相配合。

两次提升的间隔时间不应超过2~2.5h。

气温较高时，中间增加1~2个行程提升。

混凝土振捣时严格控制棒头插入混凝土的深度，以插入下层混凝土50mm为宜，并严禁触动支撑杆。

每次提升前，宜将混凝土浇灌至距模板上口以下50~100 mm处，并应将最上一道横向钢筋留置在混凝土外，作为绑扎上道横向钢筋的标志。

支撑杆接头采用榫接，接缝处焊接必须牢固。

当发现支撑杆失稳、被千斤顶带起或弯曲等情况时，应立即进行加固处理。

滑升过程中应随时检查操作平台、支撑杆的工作状态及混凝土的凝结状态，如发现异常，应及时分析原因并采取有效的处理措施。

5.7 滑模施工的精度控制
滑模施工的精度控制包括水平度控制、垂直度控制及扭转控制。

5.7.1 水平度控制
滑模系统在滑升中失去水平是由于各千斤顶爬升不同步造成的，控制千斤顶同步爬升的措施可采用限位卡挡法（限位卡挡法是利用水准仪在所有支撑杆上测设同一标高的标志，在标志处固定装设限位卡
挡，当千斤顶爬升碰到限位卡挡后即停止上升，到所有千斤顶达到卡挡时即自动调平一次，在将卡挡移到支撑杆下一标志处，这样每隔一定爬升距离就即自动调平一次，保证了千斤顶的同步上升。

）。

在滑升过程中，为了使模板均匀水平上升，要对每个千斤顶的升差进行控制，具体是对每个千斤顶加装限位调平器，并严格控制每次翻测限位卡的标高，使每个限位卡每次翻测保持水平，保证模板均匀水平上升，保证钢结构顺利就位。

5.7.2 垂直度控制
垂直度观测设备可采用激光垂准仪。

采用激光垂准仪，测量前应将使水准管气泡居中，激光束轴线应与筒身同心。

接通激光电源，光束射到操作平台的接收靶上，然后将仪器水平旋转360o，光斑画圆的中心即正确的中心。

激光接收靶宜用有机玻璃制作，其规格为250*250mm，在上面刻画10*10mm的方格，激光接收靶固定在操作平台的中心。

纠正结构垂直度的方法采用平台倾斜法、改变混凝土浇筑顺序法。

纠偏结构垂直度偏差时，应缓慢进行，避免出现硬弯。

1）平台倾斜法即令建筑物倾斜一侧的操作平台高于其他部位，产生正水平偏差，然后，将整个操作平台滑升一段高度，使垂直偏差得以纠
正。

操作平台的倾斜度应控制在1%以内。

2）改变混凝土浇筑顺序法当垂直度产生偏差后，可先集中浇筑反方向一侧的混凝土，依靠混凝土的侧压力迫使模板与操作平台逐步向中心位移。

5.7.3 扭转控制
纠正扭转的方法采用双千斤顶法、垫楔片法。

双千斤顶法当筒仓结构发生扭转时，可沿圆周等间距地布置4~8对千斤顶，将两个千斤顶置于槽钢挑梁上，挑梁与提升架横梁相连接，使提升架由双千斤顶承担。

通过调节两个千斤顶的不同高度，来纠正滑模的扭转，当操作平台和模板发生扭转时，先将扭转方向一侧的千斤顶升高，然后将全部千斤顶滑升一次。

如此重复数次，即可达到纠
偏的目的。

垫楔片法在液压千斤顶下部垫楔形铁片，垫片位置与扭转成反方向，迫使支撑杆反向止扭。

5.7.4 垂直度、扭转观测方案
垂直度观测采用苏光DZJ2激光铅直仪按每提升一板（250mm）观测一次；扭转观测点在模板围檩环向设置3个点，每天早、中、晚用蔡司020经纬仪进行观测，做好跟踪观测记录，发现偏差及时报告主管领导，及时进行调整矫正。

5.8 钢锥壳就位
滑模装置上部的环向梁滑升至36.63m后，即钢锥壳斜钢梁底座到达设计标高，进行滑模装置与钢锥壳分离。

首先加固支撑斜钢梁处的支撑杆，其次对称割除斜钢梁支座处的滑模环向梁，使支撑钢锥壳的环向梁与滑模
装置分离。

然后继续滑升至库壁顶标高。

6. 机具设备
现以熟料库为例说明所须主要的机械、仪器设备。

主要施工机械、仪器设备一览表
7. 劳动力组织
劳动力组织，要适应施工周期短、循环块的特点。

平台上的所有人员应实行混合编制，统一指挥，即要有明确分工，又要相互协作，打破工种界限，实行一专多能，尽量压缩平台上部人员，并使工作顺利进行，现以熟料库为例说明劳动力组织。

劳动力组织一览表
8. 安全注意事项
1）滑模工程开工前，应根据工程特点、施工环境、气候等条件编制施工安全技术措施，报技术主管部门审批后实施。

2）滑模施工中必须配备具有安全技术知识、熟悉安全规程和《液压滑动模板施工安全技术规程》的专职安全检查员。

3）对参加滑模施工的人员，必须进行培训和安全教育，使其了解滑模施工特点、熟悉安全规程有关条文和本岗位的安全技术操作规程，并通过考核后，方能上岗工作，主要施工人员应相对固定。

4）在施工区周围应划出危险区，其安全距离为筒仓结构物的1/10，并不宜小于10m。

施工人行通道上部应搭设安全防护棚。

5）操作平台及吊脚手架的铺板，必须严密平整、防滑、固定可靠，不得随意挪动。

6）操作平台的内外吊脚手架，应兜底满挂安全网，安全网与吊脚手
架骨架应用铁丝或尼龙绳进行等强连接，连接点间距不应大于50cm。

7）滑模施工的动力及照明用电应设有备用电源。

滑模夜间施工时，应保证工作面有充分照明。

8）操作平台上的最高点应有可靠的避雷装置。

避雷装置必须具有良好的电气通路，并与接地体相连。

9）操作平台上应设置足够和适用的灭火器以及其他消防设施，操作平台上不应有易燃物品，使用过的油布、棉纱等应及时回收，妥善保管。

10）及时收听天气预报，遇有六级以上的大风或雷雨时，应停止施工。

11）自库底板顶面起，沿库壁内侧每3米高均匀设置3个预埋件，预埋件两两夹角120o，给遇大风时提供加固着力点。

9. 质量要求
9.1 质量检查的内容：
1）钢筋的品种规格、数量、位置、接头和保护层厚度；
2）预留孔、预埋件的位置、规格和金属件安装；
3）混凝土配合比和坍落度、外加剂的掺量，混凝土养护和试件制作；
4）结构截面尺寸、标高、筒经；
5）模板的坡度、表面、缝隙；
6）筒身的中心和筒身的扭转；
7）混凝土的出模强度、外观质量；
8）支撑杆的接头及使用情况；
9）油泵、千斤顶和油管路的工作状态；
10）筒壁混凝土施工缝位置及处理情况；
11）钢结构骨架整体情况（包括水平度、扭转、焊缝有无开裂等）。

9.2 质量标准
钢筋混凝土筒壁结构的允许偏差，不应超过下表的数值：
钢筋混凝土筒壁结构的允许偏差
10. 效益分析
滑模施工与同类钢筋筒壁采用有井架移置模板施工相比，可以节约模板和周转工具、改善劳动条件、安全可靠、施工文明，能保证施工质量和施工进度，有较好的经济效益，可降低成本15%左右。

11. 应用实例
说明：表内工作天数包括库顶环梁施工的天数，水泥库库顶环梁每个库平均施工5天，熟料库库顶环梁施工6天。

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