大跨度儲(chǔ)煤場網(wǎng)架工程液壓同步頂推滑移施工技術(shù)

劉貞剛（山東勝利建設(shè)監(jiān)理股份有限公司， 山東 東營 257000）

勝利發(fā)電廠原有的儲(chǔ)煤場是露天斗輪機(jī)條形煤場，沒有防風(fēng)抑塵網(wǎng)，環(huán)保性能較差。由于電廠煤場內(nèi)需要不斷進(jìn)行堆取煤作業(yè)，采取常規(guī)措施控制，對(duì)煤場的揚(yáng)塵問題始終難以得到徹底解決，煤場揚(yáng)塵問題已經(jīng)成為制約電廠實(shí)現(xiàn)綠色和可持續(xù)發(fā)展的突出問題。儲(chǔ)煤場封閉改造工程不但對(duì)電廠發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義，而且也是利國利民的民生工程。

1 工程概況

勝利發(fā)電廠儲(chǔ)煤場封閉改造工程是一座新建的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)封閉式儲(chǔ)煤場。工程的基礎(chǔ)形式為預(yù)制混凝土方樁及承臺(tái)基礎(chǔ)；鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，網(wǎng)架平面形狀為圓角矩形，屋面采用淺黃色單層彩鋼板；總建筑面積 51037.36 m2，高度 48.1 m，設(shè)計(jì)南北軸線長度 191.7 m，東西軸線長度 264 m。本工程自 2015 年 11 月開工建設(shè)，實(shí)際工期為 19 個(gè)月，建成后是當(dāng)時(shí)國內(nèi)跨度最大的儲(chǔ)煤場封閉改造工程。

該工程網(wǎng)殼為鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)形式主要為正方四角錐螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架，網(wǎng)架網(wǎng)格尺寸基本為 4.5 m×4.5 m。網(wǎng)殼支撐于網(wǎng)架周邊的支座短柱和中間局部的鋼筋混凝土框架柱上。支撐方式分別為周邊上弦柱點(diǎn)支撐和中間局部下弦柱點(diǎn)支撐。本工程的用鋼量非常大，大約為 4950 t，主要包括柱腳的預(yù)埋件、屋面檁條及馬道等構(gòu)件。網(wǎng)架平面如圖 1 所示。

圖 1 網(wǎng)架平面示意圖

目前，網(wǎng)架安裝主要有高空散裝法、滑移法、吊裝法和綜合安裝法。高空散裝法是常規(guī)的網(wǎng)架安裝方法，本工程若采用該方法。首先，要在整個(gè)平面搭設(shè)腳手架的操作平臺(tái)，工作量較大，會(huì)影響施工工期；其次，在大體積的腳手架操作平臺(tái)上進(jìn)行高處焊接和組裝，存在較高的安全風(fēng)險(xiǎn)；另外，施工中場內(nèi)堆有約 20 萬 t 的儲(chǔ)煤量，干煤棚屋面網(wǎng)殼安裝時(shí)不能影響電廠的正常發(fā)電。經(jīng)過多方案必選，本工程采用網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)累積滑移+懸挑法相結(jié)合的施工方法進(jìn)行安裝。采用此種安裝方法，需要的堆煤場地為最小，技術(shù)先進(jìn)且相對(duì)比較成熟，是比較可靠的優(yōu)選方案。

2 鋼網(wǎng)架總體安裝順序

2.1 施工分區(qū)的劃分

根據(jù)土建的施工進(jìn)度和現(xiàn)場實(shí)際情況，干煤棚屋面網(wǎng)殼分為 4 個(gè)區(qū)，即：施工一區(qū)、施工二區(qū)、施工三區(qū)和施工四區(qū)。施工一區(qū)軸線范圍為 2 軸～26 軸，長度約為 107 m；施工二區(qū)軸線范圍為 26 軸～50 軸，長度約為 108 m；施工三區(qū)軸線范圍為 1 軸～2 軸，長度約為 23.85 m；施工四區(qū)軸線范圍為 50 軸～1 軸，長度約為 23.85 m。

2.2 鋼網(wǎng)架安裝施工順序

鋼網(wǎng)架中間部分為施工一區(qū)和施工二區(qū)，采用“結(jié)構(gòu)累計(jì)滑移”的施工方法；鋼網(wǎng)架兩端的施工三區(qū)和施工四區(qū)采用“懸挑法”安裝的施工方法?，F(xiàn)場施工時(shí)，在 45軸～50 軸處搭設(shè)腳手架操作平臺(tái)，干煤棚屋面網(wǎng)殼施工操作架搭設(shè)在 45 軸～50 軸線區(qū)域；搭設(shè)高度約 38 m，寬度為 22.5 m，長度約為 191.7 m。

為滿足網(wǎng)架安裝過程中對(duì)構(gòu)件材料進(jìn)場順序及堆放場地的要求，便于現(xiàn)場尋找、加工材料，加快施工進(jìn)度，保證安裝工期，對(duì)施工一區(qū)和施工二區(qū)的網(wǎng)架進(jìn)行滑移分塊安裝。首先開始施工一區(qū)的網(wǎng)架拼裝及滑移，施工一區(qū)劃分為滑移 1-1～滑移 1-55 個(gè)滑移單元。待滑移到位后，施工二區(qū)網(wǎng)架拼裝和西側(cè)施工三區(qū)網(wǎng)架分塊吊裝及懸挑施工同時(shí)進(jìn)行，施工二區(qū)劃分為滑移 2-1～滑移 2-44 個(gè)滑移單元。待施工二區(qū)網(wǎng)架的拼裝和滑移到位后，最后進(jìn)行施工四區(qū)網(wǎng)架的分塊吊裝及懸挑施工。

3 本工程主要的施工技術(shù)重點(diǎn)和難點(diǎn)

本工程主要的施工技術(shù)重點(diǎn)為網(wǎng)架安裝平臺(tái)的搭設(shè)。該網(wǎng)架平臺(tái)體積較大，架體的安全穩(wěn)定性是進(jìn)行網(wǎng)架滑移安裝的基礎(chǔ)和保障。本工程主要的施工難點(diǎn)為：在液壓同步頂推滑移施工和第一單元網(wǎng)架合攏的施工過程中，必須保證多臺(tái)頂推器的同步滑移不產(chǎn)生卡軌、啃軌及網(wǎng)架扭曲變形的情況，施工過程的質(zhì)量控制尤為重要。

3.1 網(wǎng)架安裝平臺(tái)的搭設(shè)

本工程網(wǎng)架安裝平臺(tái)采用落地式扣件式鋼管腳手架搭設(shè)，長 176 m，寬 24 m，頂高 39 m。與傳統(tǒng)的腳手架搭設(shè)不同的是，該腳手架搭設(shè)為無固定支撐的大體積獨(dú)立滿堂腳手架。本工程共用腳手架架桿超過 3000 t，中部穿越了兩個(gè)煤場斗輪機(jī)皮帶房，并開設(shè)了 1 個(gè)過車通道，增加了腳手架結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，屬于超過一定規(guī)模的危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程。施工前按照要求編制了腳手架工程專項(xiàng)施工方案，并對(duì)施工方案進(jìn)行了專家論證，重點(diǎn)對(duì)腳手架的搭設(shè)方式及承載力、穩(wěn)定性的計(jì)算方面進(jìn)行了可行性的論證。

操作平臺(tái)的搭設(shè)及質(zhì)量控制要點(diǎn)。

（1）搭設(shè)前準(zhǔn)備。首先，要做好架體搭設(shè)的準(zhǔn)備工作，準(zhǔn)備搭設(shè)需要的施工機(jī)具、設(shè)備及檢測儀器等。搭設(shè)人員架子工屬于特殊工種，必須取得特種作業(yè)人員操作資格證書，方可進(jìn)場作業(yè)；現(xiàn)場施工人員有完整的安全技術(shù)交底記錄。其次，嚴(yán)格把好進(jìn)場鋼管、扣件、腳手板等材料的進(jìn)場驗(yàn)收關(guān)，按照 JGJ 130—2011《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》的要求進(jìn)行檢查驗(yàn)收。鋼管規(guī)格為 Φ48×3.6，管徑和壁厚不符合要求的不得進(jìn)場使用；腳手架基礎(chǔ)必須平整且經(jīng)過硬化處理，周圍不得有雜物，基礎(chǔ)排水必須通暢，雨后不得有積水。腳手架基礎(chǔ)完成以后，需要經(jīng)過檢查驗(yàn)收合格后，方可進(jìn)行架體搭設(shè)的定位和放線工作。

（2）搭設(shè)過程中的施工技術(shù)要點(diǎn)。施工過程中，必須嚴(yán)格按照經(jīng)專家論證的腳手架專項(xiàng)方案和規(guī)范要求組織施工，保證架體的承載力和穩(wěn)定性符合要求。架體縱向和橫向設(shè)置掃地桿，高度≤20 mm，立桿縱橫向間距均設(shè)為 1.5 m。立桿全部采用對(duì)接方式連接，橫桿全部采用搭接方式連接，搭接長度大于 30 mm 且采用兩個(gè)扣件連接。搭設(shè)過程中要加強(qiáng)對(duì)立桿垂直度的檢查，確保垂直度的偏差在合理范圍以內(nèi)：當(dāng)立桿高≤20 m 時(shí)，垂直度允許偏差為 30 mm；當(dāng)立桿高20 m～40 m 時(shí)，垂直度允許偏差為 48 mm。

縱向水平桿和橫向水平桿步距設(shè)均為 1.6 m，采用斜撐對(duì)頂層的水平桿進(jìn)行加固，作業(yè)層鋪設(shè)在水平桿頂?shù)捻攲由?。扣件是受力的?jié)點(diǎn)部位，螺栓擰緊扭力矩是架體穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。在搭設(shè)過程中應(yīng)加強(qiáng)扣件螺栓擰緊扭力矩的檢查，確?？奂胤弦?；抽檢率為 20%，采用力矩扳手進(jìn)行檢測，其值應(yīng)控制在 40 N·m～65 N·m。

由于本搭設(shè)平臺(tái)架體為獨(dú)立架體，剪刀撐的設(shè)置尤為重要。為增強(qiáng)操作架的整體穩(wěn)定，在架體外側(cè)四周及內(nèi)部縱向、橫向每 6 m 由底至頂連續(xù)設(shè)置豎向剪刀撐。剪刀撐跨越立桿最多為 5 跨，剪刀撐上下腳點(diǎn)相互頂住。架體底部、頂部及豎向間隔每 7 m 分別設(shè)置連續(xù)水平剪刀撐。水平剪刀撐設(shè)置在豎向剪刀撐斜桿相交的平面。該操作架共設(shè)置7道水平剪刀撐，通過增設(shè)剪刀撐的加強(qiáng)措施確保了架體的穩(wěn)定。

（3）架體安全防護(hù)設(shè)置。該架體頂層為網(wǎng)架安裝作業(yè)層，與普通的腳手架操作平臺(tái)不同的是，該作業(yè)面積較大且不在同一水平面，因此安全防護(hù)至關(guān)重要。為加強(qiáng)操作層的安全性，要對(duì)頂層水平桿的間距進(jìn)行加密。水平桿間距設(shè)為 300 mm；出現(xiàn)高低差的地方，增加臨時(shí)桿件，以滿足網(wǎng)架的安裝需要。本工程采用的腳手板為竹籬笆腳手板，滿鋪在水平桿上方的安全平網(wǎng)上，竹籬笆腳手板的鋪設(shè)必須符合規(guī)范要求。為防止高處墜落事故的發(fā)生，在腳手架的外圍應(yīng)設(shè)置防護(hù)欄桿，防護(hù)欄桿的高度應(yīng)≥1.2 m；在防護(hù)欄桿上設(shè)置不少于 2 道的橫桿，在防護(hù)欄桿和橫桿的外側(cè)均掛滿安全網(wǎng)；安全網(wǎng)的性能和連接方式均應(yīng)符合規(guī)范要求。

3.2 第一單元網(wǎng)架的合攏

該工程網(wǎng)架安裝是從南北兩側(cè)同時(shí)施工、向中部合攏，由于跨度較大，安裝過程中容易產(chǎn)生累積誤差，當(dāng)誤差超過 5 mm 時(shí)，將導(dǎo)致網(wǎng)架無法合攏。因此，在滑移過程中需要嚴(yán)格控制網(wǎng)架拼裝精度，對(duì)每一個(gè)拼裝網(wǎng)格都要進(jìn)行尺寸復(fù)核，并建立檢查記錄表；對(duì)尺寸超過標(biāo)準(zhǔn)范圍的，不得進(jìn)入下一個(gè)網(wǎng)格的拼裝工序。

本工程采用了誤差控制措施。在網(wǎng)殼安裝之前，必須對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)支座定位軸線的位置、支座錨栓進(jìn)行復(fù)核，對(duì)不符合要求的必須提前作出處理。網(wǎng)殼安裝時(shí)采用水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀進(jìn)行精確定位；網(wǎng)殼桿件加工時(shí)，桿件長度采用負(fù)公差；安裝過程中邊安裝、邊測量，采用調(diào)整套筒的長度以減小累積誤差。通過嚴(yán)格的誤差控制措施，保證了第一單元網(wǎng)架的順利合攏。

3.3 網(wǎng)殼累積同步滑移施工的技術(shù)要點(diǎn)

土建支承柱施工及操作平臺(tái)搭設(shè)完成后，開始網(wǎng)架工程的安裝。本網(wǎng)架安裝采用分片滑移的方法，網(wǎng)殼累積同步滑移施工的重點(diǎn)是防止出現(xiàn)“卡軌”“啃軌”現(xiàn)象。同時(shí)，每個(gè)滑移單元采用4臺(tái)頂推器頂推滑移，當(dāng)?shù)?8 單元滑移時(shí)，有 32 臺(tái)頂推器同時(shí)工作，必須保證 32 臺(tái)頂推器的同步性，才能保證網(wǎng)架在滑移過程中不產(chǎn)生扭曲變形，順利完成滑移。

3.3.1 關(guān)鍵設(shè)備

本工程滑移施工所采用的關(guān)鍵設(shè)備有 TX-60-J 型液壓頂推器、TX-40-P 型液壓泵源系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。

3.3.2 滑移軌道及頂推點(diǎn)的設(shè)置

網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)滑移施工共設(shè)置 3 組通長滑移軌道，分別設(shè)置于結(jié)構(gòu)的 A 軸、A23 軸線及近跨中混凝土格構(gòu)柱柱頂位置；其中每組滑移滑道由豎向支撐滑道和側(cè)向限位滑道結(jié)構(gòu)組成。

網(wǎng)架分為兩個(gè)單體。施工一區(qū)和施工二區(qū)均分為 5 個(gè)拼裝單元，施工二區(qū)最后一個(gè)單元不參與累積滑移。施工一區(qū)共設(shè)置 15 臺(tái) 60 t 滑移油缸，兩邊對(duì)稱布置；施工二區(qū)共設(shè)置 12 臺(tái) 60 t 滑移油缸，兩邊對(duì)稱布置，考慮重復(fù)利用，共使用 15 臺(tái) 60 t 滑移油缸。落地滑移軌道及頂推點(diǎn)布置如圖 2 所示， 柱頂滑移軌道及頂推點(diǎn)布置如圖 3 所示。

圖 2 落地滑移軌道及頂推點(diǎn)布置圖

圖 3 柱頂滑移軌道及頂推點(diǎn)布置圖

3.3.3 滑移施工臨時(shí)措施的設(shè)計(jì)

為了防止滑移過程中 “卡軌”“啃軌”現(xiàn)象的出現(xiàn)，在設(shè)置滑移軌道時(shí)需要采取一些預(yù)防措施。在鋼網(wǎng)架兩側(cè)的支座的滑移軌道與預(yù)先埋置在側(cè)面的埋件焊接連接時(shí)，滑移軌道的標(biāo)高應(yīng)與結(jié)構(gòu)預(yù)埋件的標(biāo)高平齊；滑移擋塊之間沿寬度方向的距離必須大于支座過渡板的寬度，防止滑移過程中出現(xiàn)卡軌?；栖壍懒⒚娌贾脠D如圖 4 所示。

圖 4 滑移軌道立面布置圖

在滑道和滑移支座設(shè)計(jì)時(shí)，為嚴(yán)格防止發(fā)生“卡軌”“啃軌”現(xiàn)象，應(yīng)充分考慮采取相應(yīng)的預(yù)防措施。本工程采用了鋼滑塊（滑靴）的施工技術(shù)，將滑移支座前端（滑移方向）設(shè)計(jì)為“船形”式，并將其兩側(cè)制作成帶一定弧度的型式。通過以上設(shè)計(jì)，可以有效防止滑移支座因滑道不平整卡住而導(dǎo)致“啃軌”的情況出現(xiàn)?；グ宀捎靡?guī)格為 100 mm 的船型板作為摩擦面，并設(shè)置限位卡板；側(cè)向采用 HW100×100 型鋼作為側(cè)向滑靴。鋼滑靴的具體尺寸如圖 5 和圖 6 所示。

圖 5 側(cè)向鋼滑靴示意圖

圖 6 豎向滑靴示意圖

頂推點(diǎn)型式的安裝。液壓頂推器前端通過銷軸與被推移構(gòu)件上的耳板進(jìn)行連接固定，用以傳遞水平滑移頂推力；頂推耳板板厚 t=20 mm，材質(zhì)為 Q235 B。頂推耳板預(yù)裝圖如圖 7 所示，頂推點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖如圖 8 所示。

圖 7 頂推耳板預(yù)裝圖

3.3.4 滑移工藝

按照網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)布置特點(diǎn)和滑移施工工藝的要求，網(wǎng)殼滑移施工擬采取“累積滑移”的施工工藝。網(wǎng)架滑移1-1單元（第一單元）拼裝完成后，向前滑移 18 m 并暫?；疲^續(xù)在胎架上拼裝 1-2 的滑移單元網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)；拼裝完成后將 1-1 和 1-2 單元的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)整體滑移。按照同樣的流程完成施工一區(qū)網(wǎng)架的安裝。然后，將施工一區(qū)網(wǎng)殼一次性牽引滑移到設(shè)計(jì)位置，繼續(xù)吊裝拼裝滑移 2-1 單元；滑移 2-1單元拼裝完成，向前滑移下一個(gè)滑移單元寬度的距離。依次類推，直至 2-4 單元滑移完成。然后，對(duì)最后一個(gè)單元網(wǎng)架進(jìn)行合攏安裝。

圖 8 頂推點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖

同時(shí)，施工三區(qū)采用懸挑法安裝上部網(wǎng)架單元。鋼網(wǎng)架在地面拼裝成吊裝單元，然后吊裝到位，設(shè)置支撐架臨時(shí)固定。待施工三區(qū)安裝完成且屋面系統(tǒng)具備施工條件后，利用 80 t 汽車吊進(jìn)行施工一區(qū)屋面圍護(hù)系統(tǒng)安裝，安裝順序?yàn)閺臇|側(cè)往西側(cè)進(jìn)行。按照同樣的施工方法和順序完成屋面圍護(hù)系統(tǒng)的安裝，屋面圍護(hù)系統(tǒng)安裝完成，具備竣工驗(yàn)收條件?；剖疽鈭D如圖 9 所示。

圖 9 滑移示意圖

3.3.5 液壓系統(tǒng)同步控制

在滑移過程中，為了使網(wǎng)架不產(chǎn)生扭曲變形，必須做好液壓系統(tǒng)的同步控制。為此，本工程在充分考慮各種因素的情況下，重點(diǎn)采取了以下有效措施。首先，盡量保證每臺(tái)滑移頂推器的受力均勻，滑移過程中每臺(tái)滑移設(shè)備配置的參數(shù)保持一致。并且將 4 臺(tái)滑移設(shè)備中的 1 臺(tái)設(shè)為主頂推器，以其滑移速度和行程位移值設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)值，其余幾臺(tái)以此為基準(zhǔn)來對(duì)比位移量；如果產(chǎn)生偏差，及時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。其次，在滑移過程中每臺(tái)頂推器設(shè)專人負(fù)責(zé)，密切關(guān)注頂推器、滑道及傳感器的狀態(tài)；出現(xiàn)狀況及時(shí)通過無線對(duì)講機(jī)向控制室報(bào)告。其三，在滑移過程中，加強(qiáng)滑移位移觀測。每臺(tái)頂推器設(shè)置 1 名測量人員，通過鋼卷尺測量各頂推點(diǎn)的準(zhǔn)確位移；如果出現(xiàn)偏差應(yīng)立即報(bào)告并及時(shí)采取措施進(jìn)行調(diào)整，確保同步。

4 結(jié) 語

對(duì)于施工場地受限的大跨度網(wǎng)架儲(chǔ)煤場封閉改造工程，采用液壓同步頂推滑移施工技術(shù)與傳統(tǒng)的網(wǎng)架安裝方法相比具有一定的優(yōu)勢，不影響正常生產(chǎn)和發(fā)電，可有效加快工程進(jìn)度，節(jié)約工程造價(jià)，降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)。但是，在施工過程中需要加強(qiáng)質(zhì)量控制，重點(diǎn)做好大型腳手架操作平臺(tái)的搭設(shè)、第一單元網(wǎng)架的合攏及計(jì)算機(jī)控制液壓同步頂推網(wǎng)架拼裝單元滑移的施工控制，才能確保工程的質(zhì)量和安全符合要求。該工程的順利完成對(duì)以后同類工程的實(shí)施具有一定的借鑒意義。