转换梁结构井塔施工技术

转换梁结构井塔施工技术1.前言为缩短煤矿建设周期，提高井筒出煤能力，作为煤矿重要组成部分的主副井塔，近年来广泛采用“转换梁结构”形式，其优点是一层使用空间不受框架柱的制约，扩大了一层的使用空间，利于大型机械的使用；另一优点是井塔框架结构施工到一定部位后，利用已施工的结构改绞，然后进行矿建或安装工程的施工。通过矿建（或安装）工程和土建工程立体交叉作业，快速完成井筒及提升结构、设备关键节点施工，达到早投产的目的。传统井塔施工多采用倒模和滑模施工工艺，针对转换梁结构井塔工程的特殊性，建筑安装工程公司成立了课题组，开展转换梁结构井塔快速施工的工艺研究，经过调研、论证、方案设计、工程验证，总结出转换梁结构井塔施工技术。本技术关键技术为：通过大模板、导轨式爬架一体化和转换梁施工技术的综合运用，解决了大层高、大跨度、大截面、超大洞口混凝土梁模板体系设计和施工等技术难题。2.技术特点2.1采用清水混凝土定型大模板施工技术，工业化、机械化程度高，装拆速度快、周转方便、工效高，施工的混凝土表面平整、光滑、大角顺直，达到普通清水混凝土质量标准，可省去外墙抹灰，避免抹灰层空鼓开裂。2.2导轨式爬架主要有架体系统、附墙支承系统、提升系统组成。通过附着在建筑物的升降机的提升或下降，带动架体运动，从而实现导轨式爬架的升降运动，安全可靠工效高。2.3外墙导轨式爬架是将外防护脚手架作为一个整体，提供3～4层作业平台，在施工期间随着结构层的升高一起提升，利用爬架的操作平台与大模板配套使用，减少工艺流程，提高了施工效率，减少了塔吊吊次。2.4采用转换梁施工技术解决了转换梁结构井塔的楼层超高、梁截面大、跨度大的施工难点。2.5本技术机械化程度高，大模板和爬架可多次周转使用，能有效的节约木材和钢材，降低了能源消耗，符合国家提倡的节约能源的要求。3.适用范围本技术适合煤炭地面工程转换梁结构形式的井塔和其他类似的工程施工。4.工艺原理转换梁结构井塔具有截面大、跨度大、结构复杂等特点。采用大模板和导轨式爬架一体化的施工技术具有滑模的长处，又可一次爬升一个楼层高度，具有大模板的长处。该技术可以灵活多变，能有效的完成结构施工，缩短施工周期。针对大截面梁、大跨度的转换梁结构，应用了模板高支撑体系和深梁混凝土浇筑综合的转换梁施工技术。5.施工工艺流程及操作要点转换梁结构井塔的施工工艺主要包括大模板的工厂制装，现场安装和拆除，爬架的安装、爬升和爬架的拆除。5.1主要工艺流程工艺流程见图5.1-1。图5.1-1主要工艺流程5.2操作要点5.2.1爬架架体和大模板安装当首层结构预留好附墙穿墙孔后，即可安装使用爬架。安装顺序为：主框架地面拼装→安装附墙支座→吊装主框架→底部桁架的安装→主框架、底部桁架的安装调整→外墙模板及模板支承架→架体搭设→铺脚手板、安全网封闭→内外模板就位→墙壁混凝土浇筑。5.2.2爬升系统安装外模板拆除后，安装附墙支承系统、爬升导轨及爬升的电控系统等装置。5.2.3爬架防坠装置将包含防坠滚柱的防坠主体部分安装于中支座（防坠支座）上，而包含动作弹簧的触发部分安装于下支座（提升支座）上，两支座都通过穿墙螺栓与墙体固定。防坠装置的主体部分和触发部分相对固定,中间通过16号铅丝（或细钢丝绳）相连。5.2.4调试验收1.架体搭设完毕后，按升降脚手架搭设验收设计要求验收并作详细的书面记录。2.对架体进行试提升，检查升降设备是否正常运行；5.2.5爬架爬升1.爬架爬升流程见图5.2.5-1、图5.2.5-2（1）初始状态（2）准备爬升1—固定销；2—外架；3—导轨图5.2.5-1爬架提升流程示意图1（3）爬升（4）爬升结束1—外架；2—固定销；3—导轨图5.2.5-2爬架提升流程示意图22.爬架提升接好电动葫芦连线，将电动葫芦链条预紧（每个提升点的松紧程度要一样），解除架体与楼体的连接件，然后检查拆除情况，确认去掉所有约束，清除影响架体提升的障碍物。确认每个机位与电控柜的连线联机完好，开启控制柜，操纵提升按钮，使提升架提升3m。提升到位后，拉紧静态牵引钢丝绳至钢梁的挂杆上，用钢管和扣件将架体与建筑物相拉结，去掉电动葫芦和吊挂防坠装置。5.2.6重复混凝土浇筑→模板拆除→爬架爬升→安装模板等步骤，至结构封顶。5.2.7大模板的施工要求1.安装前准备工作1）大模板安装前应进行技术交底，模板进场后应依据模板设计要求，清点数量，核对型号及编号，清理表面刷隔离剂。2）将两块3m大模板现场拼接为6m模板，接缝处加设加劲槽钢。3）合模前必须通过隐蔽工程验收。2.大模板的安装应符合下列规定1）大模板安装应符合模板设计要求。2）大模板安装时按模板编号遵循先内侧，后外侧的原则安装流程。3）模板支撑必须牢固稳定，支撑点应设在坚固、可靠处，不得与脚手架拉结。4）模板安装就位后，对缝隙处采取有效的堵缝措施。3.模板拆除1）墙模板拆除在混凝土强度达到1.2MPa，以保证其棱角不因拆除模板面受损，方可拆除。拆除顺序为先纵墙后横墙。在混凝土强度达到要求后，先松动穿墙螺栓，再松开地脚螺栓，使模板与墙体脱开。外挂架需在混凝土强度达到10MPa时方可拆、挂。2）门洞口模板拆除松开洞口模板四角脱模器及与大模板连接螺栓，撬棍从侧边撬动脱模，禁止从垂直面砸出洞口模板，防止门洞口过梁混凝土拉裂。5.2.8高支撑、大跨度的转换梁结构模板支撑体系的施工技术转换梁结构截面尺寸为600×4500mm、1000×4500mm、600×3500mm、600×2500mm，最大支模高度为12.5m，跨度为25.4m，其特点是自重大、支撑高，施工难度大。1.支撑体系的计算按照碗扣式钢管高支撑架考虑，采用中国建筑科学研究院研制的PKPM系列软件进行计算。2.转换梁底模、侧模采用18mm竹胶板做面板、50×100mm木方做楞和Φ48.5mm碗扣脚手管作为支模材料。3.支撑架系统应采用WDJ碗扣型多功能脚手架加丝座的方案。梁底横向采用3根Φ48.5mm碗扣脚手管，沿长度方向排距不大于600mm，转换梁支撑架体与周围支撑架连成整体，并设竖向和横向剪刀撑。4.架体下须设100×150mm垫木，转换梁下设置通长垫木，每边应宽出架体800mm。5.施工转换层大梁时，下一层模板支撑系统不能拆除，并对再下一层的大梁承受能力进行计算，如不能满足要求或上一层混凝土强度较低，为了保证安全，应在梁底设置Φ100mm以上直径，间距不大于500mm的圆木。5.3劳动力安排劳动力组织情况见表5.3-1。表5.3-1劳动组织表序号单项工程所需人数备注1管理人员10现场施工管理2爬架组装人员6爬架组装3爬架提升维护人员6爬架提升维护4木工40结构施工5钢筋工20结构施工6混凝土工10结构施工7架子工6搭设脚手架8力工106.材料与设备6.1大模板系统材料大模板系统所需材料见表6.1-1。表6.1-1大模板材料表序号名称规格型号数量备注1全钢组合式大模板86系列1160m2根据实际计算2阴阳角模86系列200根根据实际计算3穿墙螺栓M16＊401000根配以配套的螺母、垫块、销片4隔离剂油性脱模剂100kg根据实际计算5U型托86系列2000个根据实际计算6钢管φ48×3.5mm20t根据实际计算7扣件10000个根据实际计算使用工具：锤子、活动扳手、水平尺、线坠、撬棍、吊装索具等6.2爬架系统导轨式爬架主要有架体系统、附墙支承系统、提升系统等组成，见表6.2-1。表6.2-1爬架材料表序号项目规格或型号数量1提升机具20套2主框架、水平桁架20套3低速环链电动葫芦7.5t×5m11台4电控柜10门1台7.质量控制7.1质量控制标准7.1.1混凝土质量验收允许偏差混凝土质量验收允许偏差，见表7.1.1-1。表7.1.1-1混凝土质量验收允许偏差项目项目允许偏差（mm）轴线间的相对位移5截面尺寸±5标高每层高层±5多层±10全高±30垂直度每层层高小于或等于5m5层高大于5m层高的0.1%全高高度小于10m8高度大于或等于10m高度的0.1%，不得大于30墙、柱、梁、壁截面尺寸偏差+8，-5表面平整（2m靠尺检查）4角线顺直4门窗洞口及预留洞口位置偏差10阴阳角方正4顺直4预埋件位置偏差20裂缝宽度宽度小于0.2mm7.1.2质量控制标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2002（2010年版）《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》JGJ202-2010《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ166-2008《建筑工程大模板技术规程》JGJ74-20037.2施工时主要质量要求及控制措施7.2.1在大墙面位置竖向保证三道以上，阴角位置必须保证五道以上墙面定位筋。7.2.2大模板除锈必须干净，刷油必须均匀，不宜过多，也不宜过少。7.2.3大模板在施工中必须保证拼缝严密，拼缝处用双钩连接器和模板连接螺栓间隔着用，保证不能漏掉。7.2.4穿墙栓必须加固好，异性角模部位不但依照设计图纸用双头丝扣穿墙螺栓，且要对螺栓加PVC套管，防止混凝土凝固后拆不下来。梁模部位用梁模穿墙栓，墙体模板必须用标准穿墙栓。7.2.5标准阳角模要用直角背楞加固，一个阳角部位最少两道，阳角部位与大模板的拼缝同样处理，且要用斜拉螺栓加固。7.2.6阴角模板部位用阴角钩加固，每个阴角部位必须保证三道阴角构栓，对于高过3900mm的楼层需加五道，阴角背楞用于加固墙垛处的异型角模和平口角模。7.2.7支腿的安装如下要求：1.2m以下的不上，1.2-2m之间上一个支腿，2-5m之间上两个支腿。7.2.8堵板用堵板卡具和M12×40mm螺栓连接加固，个别需要特殊加固的需用丝杠顶。7.2.9在堵板、连墙柱模板、梁侧模加固时，必须在接触面加双面胶带，以保证墙角不出现毛茬。7.2.10对于长度超过1200mm的梁模而没有穿墙栓的需采用梁模板对拉栓加固。7.2.11必须控制好顶板浇注时的高度，因为顶板结构高度不标准直接影响梁模高度，模板墙体的堵头的垂直度。7.2.12在上层与下层的接茬处必须在墙上贴双面胶带，以免漏浆影响墙体观感。7.2.13使用连接角模的阴角部分必须采用斜垫脚及对拉栓加固。7.2.14在模板加固完好后，必须检查穿墙栓、支腿是否到位，有没有松动现象，胶套是否上齐。7.2.15在墙体加固完后，没有使用的富余孔必须用孔堵堵上。8.安全措施8.1现场设置专职安全员一人，各施工班组均设兼职安全员，建立健全项目各项安全管理制度。8.2每次大模板施工和爬架提升前，都要进行详细的安全技术交底。8.3在井塔周围划出施工危险区，并设临时围栏和警戒标志，非施工人员及车辆禁止进入。8.4警戒区内搭设进塔专用通道，通道上设安全隔离棚。8.5吊装设备的电气开关、机具、起吊索具、吊钩、构件支架等重要设备及关键器具，每班作业前都要逐一认真检查。8.6每班操作前，应轻车试开，查验机械性能是否正常，刹车是否有效。8.7指挥吊装人员与吊装司机要统一信号。8.8六级及以上大风及大雨、大雪、大雾天气严禁吊装。8.9经常检查大模板上吊环焊缝有无隐患。8.10每次提升前，要特别检查葫芦有无卡死、翻链、扭链等现象，钢丝绳有无松动或断丝，如有异常需进行修理或更换后方能进行提升作业。8.11提升架在提升时，架体上不得有钢筋、模板、木方等杂物，除提升架操作人员外，其它工种人员不得在架体上施工或行走。8.12提升过程中，要统一指挥，指挥人员用对讲机向操作人员发布提升指令；遇到异常情况，立即停止提升作业。待消除异常情况后方可继续提升。严禁无统一指挥的情况下继续操作。8.13严禁在爬架上堆放各种施工材料和支模受力于爬架。8.14在混凝土结构强度未达到10MPa前导轨式爬架不得进行提升作业。9.环保措施9.1施工期间机械设备及材料污染9.1.1爬架提升系统使用的液压油等必须合理回收，防止污染现场。9.1.2大模板的脱模剂滴到地面后应及时清理干净，防止污染环境。9.1.3脚手架工程使用的油漆等要妥善保管好，在满足现场要求的前提下，尽量节约油漆用量。废旧油漆工具、用具要及时回收并尽量重复利用；实在不能回收的按照有毒有害垃圾分