浅谈京粮集团古船粮食加工基地项目1000T制粉车间麦仓-粉仓滑模施工

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  中图分类号:F762文献标识码: A
  第一章工程概况
  本工程为北京古船福兴食品有限公司投资建设的京粮集团古船粮食加工基地项目,位于北京市大兴区黄村镇南大庄村。制粉车间包含日处理小麦600吨和日处理小麦400吨的两条专用面粉生产线,加工能力达到日处理小麦1000吨,建筑面积为17818平方米。
  制粉车间中的麦仓、粉仓为钢筋混凝土薄壁墙体结构,平面形式为方形仓室。麦仓共计28个,呈4×7排列,仓壁中心线尺寸为3500mm×4000mm,壁厚200mm,高24.8m,高度从5.900m标高至30.7m标高。
  粉仓共计66个,呈6×10排列,仓壁中心线尺寸为3000mm×2650(2700)mm,壁厚200mm,根据生产工艺的不同,粉仓不同高度平面布置不同数量的仓室,12~17轴交A~J轴粉仓共计30个(6×5),高27.8m,高度从7.700m标高至35.5m标高;7~12轴交A~J轴粉仓共计30个(6×5),高17.7m,高度从17.800m标高至35.5m标高;6~7轴交A~J轴粉仓共计6个(6×1),高12.9m,高度从17.800m标高至30.7m标高。
  根据本工程建筑结构的特点,采用滑模工艺进行制粉车间麦仓、粉仓钢筋混凝土仓壁的施工。
  滑模施工的特点是24小时不间断连续施工的工艺,因此,施工现场有效协调组织、机械设备尤其垂直运输设备的使用、以及气候气象对滑模施工、混凝土配合比有一定的影响。
  
  麦仓平面图
  
  麦仓立(剖)面图
  
  第二章准备工作
  2.1 滑模工艺的设计工作
  滑动模板施工装置是由液压提升系统、模板系统和操作平台系统组成,这三个系统与提升架连成整体,布置成适合于本次滑模施工的施工装置。
  2.1.1 液压提升系统
  液压提升系统包括液压控制装置、输油及调节设备和提升设备三大部分,所使用的装置有支撑杆、液压千斤顶、油管、分油器、液压控制装置、油液和阀门等。
  1、滑模开字架平面布置
  结合本工程特点及相关规范计算要求,本工程每个方仓四边均布3套“开”字架千斤顶,间距约1.1m、1.3m左右,仓间交接暗柱区域,开字架位置适当调整。
  2、支承杆
  支撑杆采用Ⅰ级钢(Q235)φ25钢筋。支承杆的连接采用丝扣连接,将支承杆的上下段加工成公母丝,丝扣长度30mm。
  
  3、液压控制装置
  液压控制装置是整套滑模装置中的控制中心,由电动机、齿轮泵、电磁换向阀、调压阀、分油器、针形阀和压力表、油箱等的起动和指示等电器线路所构成。
  4、液压千斤顶
  拟采用GYD-35型液压千斤顶,其主要技术参数详见下表:
  理论行程 实际工作
  行程 最大工作
  压力 内排油
  压力 最大
  起重量 工作
  起重量
  35mm 〉20mm 8MPa 0.3MPa 3.5t 1.5t
  5、输油管路
  输油管路由油管、油管接头、针形阀和限位阀组成,是液压系统供油的动脉。
  (1)油路布置
  本工程液压油路系统通过两台YHJ-80型液压控制台联动控制,为保证所有仓同时滑升,需保证每个千斤顶油压基本相同,并同步进行回油,使千斤顶同步工作,再通过支撑杆限位块进行每300mm限位,确保滑模施工时所有仓同步滑升。
  (2)油管选用
  液压滑模系统的油管分主油管、分油管和支油管三种,主油管采用内径为19mm的无缝钢管,分油管和支油管则采用内径为8mm的高压橡胶管。
  (3)油管接头
  油管接头是接长油管、连接油管与液压千斤顶或分油器用的部件,油管接头所承受的压力应与所连接的油管相适应。无缝钢管油路的接头采用卡套式管接头,高压橡胶管的接头外套将胶管与接头芯子连成一体,然后再用接头芯子与其它油管或部件连接。
  (4)针形阀
  针形阀在油路中的作用是调节管路或千斤顶的液压油流量,常用针形阀来调节千斤顶的行程,调整滑模操作平台的水平度。针形阀在油路中一般设置在分油器上以及千斤顶与油管连接处,一般要求工作压力为14Mpa。
  2.1.2 模板系统
  模板系统包括模板、围圈和提升架。
  1、模板
  模板采用组合钢模板,模板尺寸为100×1200mm、150×1200mm、200×1200mm、300×1200mm、阴阳角模。
  
  
  2、围圈
  围圈又称围檩,用于固定模板,围圈采用L75×8角钢,沿仓内外壁截面周长设置,上、下各一道,模板固定在围圈上。
  3、提升架
  提升架的主要作用是防止模板侧向变形,在滑升过程中将全部垂直荷载传递给千斤顶,并通过千斤顶传递给支撑杆,把模板系统和操作平台系统连成一体,因此提升架必须有足够的刚度,在使用荷载作用下,其立柱的侧向变形应不大于2mm。
  提升架是由立柱、横梁、牛腿和外挑梁架等组成。横梁由10#、12#槽钢制作,立柱用槽钢、角钢、钢板焊接制成。提升架的两根立柱必须保持平行,并与横梁连接成90度角,提升架形式分为单横梁和双横梁两种,本工程为双横梁提升架。本工程提升架高度为2390mm,净宽度620mm。
  2.1.3 操作平台系统
  1、施工操作平台
  内外施工操作平台采用柔性结构组织方式,是绑扎钢筋、浇筑砼的工作场所,也是油路控制系统等设备的安置台,其所承载的荷载较大,必须有足够的强度和刚度。因此,必须按具体的受力情况选择合理的结构形式进行受力验算。
  本工程滑模施工平台支撑主要采用槽钢及工字钢固定,上铺设50*80木方,用铁丝固定,上部满铺15厚胶合板固定,平台上用于堆放钢筋等物料机具,以及施工人员进行钢筋绑扎、混凝土浇筑的区域。平台下挂布安全防坠网。
  2、内外吊脚手架
  滑模操作平台系统的吊脚手架是用于仓壁脱模后进行表面整修和检查等使用的,故要求其装卸灵活,安全可靠。
  一般内吊脚手架挂在提升架和操作平台上,外吊脚手架挂在提升架和外挑平台的三角架上。在吊脚手架的外侧应设置防护栏杆,满挂安全网。
  2.2 混凝土试配准备工作
  滑模施工混凝土的各项性能指标要求与普通混凝土有所不同,滑模混凝土要求在8小时后出模的强度应控制在0.2~0.4MPa之间或混凝土贯入阻力值在0.3~1.05KN/cm2。如果出模强度过低容易产生崩塌或整体失稳,出模强度过高容易产生仓壁拉裂现象。因此滑模混凝土应在正式滑升前一周在现场做模拟试验,并应组织设计单位、监理、搅拌站及材料供应商等相关单位在现场召开专项协调会。
  为确保滑模工艺的整体施工效果,我们提前一周进行了多次试验,包括混凝土配比是否满足滑模要求,缓凝时间是否符合要求,同条件下模板能否顺利脱模,脱模后混凝土表面观感效果能否达到设计及业主方要求等。
  本工程模拟滑模试验经历一周时间,共做六次试验,从混凝土初凝时间控制、石子含量调配、缓凝剂的选择、提升时间的控制、表面压光效果等方面进行了全面试验,最终确定了混凝土配合比,砂率含量及减水剂掺量,现场提升间隔时间等。
  
  
  
  
  
  第三章滑模施工工藝
  3.1.1 滑动模板操作
  1、安装滑模系统
  ⑴. 绑扎提升架以下钢筋、验收→开字提升架→内、外围圈→内模板→外模板→内操作平台→外操作平台→安装千斤顶→安装液压控制台系统→连接支承杆→内、外悬挂脚手架→内、外安全网。
  ⑵.内、外滑升模板采用1200mm×100(200、300)mm小钢模,用螺栓固定在内、外围圈上,用模板与围圈间的薄铁垫调整成上口小、下口大的梢口,上下梢口差为4~5mm,以便砼顺利出模。
  ⑶. GYD-35型液压千斤顶安装:在水平尺和线坠的检测下,用垫片找正,千斤顶安装在提升架下横梁上,在穿入提升杆(Φ25钢筋)前,为防止灰尘污物进入,用塑料布将千斤顶上口封住。油管要逐根吹通,连接件要擦净,软管打弯处距端头的直线段应不小于管径的6倍,弯曲半径要大于管径的10倍。
  ⑷.安装支承杆:采用埋入砼内不再回收的Φ25专用支承杆,按规范要求接头应错开,每一水平断面处接头数不应超过总根数的25%,故第一节支承杆要有四种长度,即3.0、3.5、4.0、4.5m四种,安装的支承杆要保证垂直,支承杆的连接要采用M16丝扣连接,连接长度约为25~30mm。支承杆按提升架位置放好后,液压系统经检查合格后,可将千斤顶穿入各自的支承杆,整个滑模提升装置即告安装完毕。最后检查允许偏差是否在规定范围内。
  3.1.2 砼浇筑
  本工程混凝土均采用商品砼,混凝土均通过汽车泵直接送达作业面。
  浇筑砼前,升起的滑动模板表面应彻底清理,经验收合格后方可浇筑。浇筑砼要分层进行,每层宜不超过200mm,根据现场施工需要,施工时采取成熟施工的技术措施后,每个浇筑层厚度可调整为0.25m-0.3m,砼顶面应低于模板面5cm。
  砼主要利用汽车泵浇注,先将砼吊送到内操作平台上,再用人工均匀分送入模内。砼入模后,用直径50mm的插入式振捣器振实,每层层厚200~250mm,振捣器应插入下层砼内,深度50mm左右,以利结合。
   滑模上升速率当视气温,一般可按2小时内滑升模板高度0.3m(按最大浇筑高度)计算,即上升速率为0.15m/h。从砼入模到出模历时1.2÷0.3×2=8小时,参照北京的气温条件混凝土强度可以达到要求的出模强度(即0.2~0.4N/mm2)。
  第四章 劳动力计划与组织
  滑模施工必须连续进行,并且需要很好地施工组织,以保证滑模施工的顺利进行,故特别成立滑模领导小组。劳动力在滑模组装前组织到位,具体安排如下:
  各工种施工人员分为两组,每班为6小时,每天每组交替分4班连续作业,每班提前20分钟接班,施工人员配置如下表:
  单组仓滑模期间班组人员配制表
  專业工种明细 数量 工作范围 备注
  混凝土工 68 平台混凝土运输及装模 分2个班组
  振捣工 20 滑模墙体振捣 每班10个
  钢筋工 70 滑模墙体钢筋绑扎 每班35个
  吊料 4 钢筋吊料 每班2个
  塔吊指挥 6 平台上下各一个 每班3个
  料斗 4 商品砼车放料及把斗 每班2个
  塔吊司机 9 钢筋混凝土垂直运输 分3班
  木工 14 安装爬杆及预留梁口 每班7个
  电工 2 负责现场照明及电路设施 每班1个
  电焊 6 门洞口爬杆加固及避雷接地焊接 每班3个
  施工员操平 4 滑模平台水平、仓壁垂直控制及预埋 每班2个
  维修工 2 维修塔吊及振捣设备
  现场指挥工长 2 负责现场人员组织及协调 指挥协调
  筛灰浆工 2 滑模专职筛灰浆 每班1个
  瓦工 64 内外表观处理 每班32个
  专职安全员 2 负责平台上、下全部安全事宜
  共计 279
  
  总结
  
  1000T制粉车间粉、麦仓的滑模施工从2013年9月18日开始摸拟试验,历经六次,六天,最终试配成功,并于9月24日夜间8点开始正式进行麦仓混凝土浇筑,于10月5日滑至目标标高30.7m,间隔15天即2013年10月20日进行粉仓混凝土浇筑,并于11月10日滑至目标标高35.7m完成。顺利完成了施工任务,混凝土成型效果得到了业主、监理及公司的认可,方案酝酿、设计、比较、成型及经专家认证认可到付诸实施,离不开项目部及专业滑模公司及商品混凝土公司的大力支持,施工过程有好有不足,现总结如下,为以后的滑模提供一点借签。
  
  麦仓成型效果
  1、协调、管理的有效性
  粉、麦仓的施工不是一个独立的工程,它要与相邻的土建工程交错进行,土建施工要给滑模提供作业面,这个时间点制约着滑模的进场时间,而滑模模板体系又影响相邻土建作业面的施工,滑模下部作业平台不超出土建作业面,土建队将无法进行正常施工,互相交错交叉作且,使协调与配合显得尤为重要,还有塔吊的交叉使用,都需要很高的协调及管理机制,方能使现场井然有序进行。现场因多种原因,图纸问题,粉仓底漏斗的施工难度估计不到,土建作业队没能及时提供出有效的作业面给滑模施工等,使原计划连续作业的滑模工艺中断近半个月,作为专业施工来说,在一定程度上降效很多。现场管理机制的提高将是一个首先要提高的问题。
  2、滑模工艺对筒仓结构的推广
  滑模工艺是一项24小时不间断施工的工艺,混凝土连续作业,无施工缝,混凝土整体性能保证,防水、防潮效果明显,而且滑模施工前期准备周期较长,配模、计算、组装,而只要组装完成进行正式滑升,它的施工速度远比普通的施工工艺要快得多。对于粮食仓储筒仓、水塔、混凝土油罐等筒仓薄壁结构的施工是很适合也很便利的施工工艺。
  3、滑模工艺让小钢模的利用价值又提高了
  随着多层板的推广使用,钢模板在民用建筑中用的越来越少,它拼装、加固都需在现场进行,而多层模板现在均在后台进行预拼装成相对较大的模板,由塔吊完成吊装安装,节省了一部分人工费用。而滑模工艺却利用了它的模数及拼装简便,价格优势(租赁周转或公司内周转使用),一次组装完毕,可以使用到工程完工结束,它都是100mm、150mm、200mm等模数的小钢板组成,能适应各种筒仓尺寸,小钢板的钢度又好,周转性能显著,长期周转使用效果明显。虽然小钢模在刚开始滑升的1m范围内,模与模间的接缝因不严密会有点漏浆,但随着浆液的密封,混凝土的成型效果将越来越好,而且,在混凝土强度未终凝前进行模板提升,并及时用原浆对混凝土仓壁的收光工序也弥补了这些缺陷。
  4、滑模施工过程中各工序间的协调、配合及钢筋的下料也是一个不容忽视的管理点
  本工程粉仓为66个仓,展开面积达1万多平米,高度最高达27.8m,每次浇筑高度300mm,每次混凝土方量约30m3,虽然混凝土量不大,但要分布在66个仓的300mm高范围内,工人们要翻越每个仓进行浇筑、振捣,还要给钢筋绑扎人员留出时间进行绑扎,互相的配合、默契不是随意组织一个队伍就可以配合好的,所以专业施工队伍显的尤为重要。再说钢筋工的绑扎,在这么多的仓内,空间又小,钢筋交错布置,要在开字架下约300mm范围内完成钢筋绑扎也是很难的,从下图就可以看出,每个仓壁上有三至四个开字架,其下只有50m高,钢筋要从一端向另一端穿过开字架完成绑扎,施工的难度与技艺可想而知。本工程因为钢筋加强筋、弯锚筋过长,无法伸入开字架中,与设计经过几番沟通,并现场实际试验的过程下,经设计慎重计算将弯锚筋及加强筋的弯钩长度进行了合理调整,才得以顺利完成滑模工艺。
  方案在实施前,根据北京市危大模板专家认证要求,组织了专家认证,并认真听取了专家的意见及建议,我们又进行了修改、补充完善,最终通过专家的认可。在各参与方的共同努力下顺利完成了前期的施工任务,这其中还有很多能提高及改进的空间,我想在以后的类似工程施工中,尤其在筒仓结构工程,滑模工艺将会有一个很大的发展空间。
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