钢筋混凝土筒仓电动葫芦二次降模施工技术

李志中

(中煤建筑安装工程集团有限公司，河北邯郸 056002)

0 引言

二次降模就是在利用滑模平台支撑仓顶结构施工完毕后将滑模平台降至漏斗上口解体的过程。在煤仓滑模高度较高、仓顶为混凝土结构时滑模平台一般都为刚性结构，但在二次降模时存在施工人员操作手拉葫芦时安全性不高的缺点，这就需要进行适当的改进增加施工的安全性。下面就结合“鄂尔多斯永煤矿业投资有限公司马泰壕煤矿原煤仓工程(二期)”3个直径22 m煤仓滑模平台二次降模实际情况论述一下电动葫芦二次降模施工技术。

1 工程概况

鄂尔多斯永煤矿业投资有限公司马泰壕煤矿原煤仓工程(二期)，由3个22 m直径的筒仓组成，壁厚350 mm，主体为筒体结构，上部有锥壳。主要研究采用电动葫芦进行滑模平台二次降模施工技术。

2 电动葫芦进行二次降模技术设计

2.1 电动葫芦二次降模方案的确定

在以往的22 m及以下直径筒仓刚性滑模平台二次降模时，先要采用5 t的手拉葫芦将滑模平台下降3 m～4 m(根据实际情况确定)，在这个过程中平台上始终要站人来拽手拉葫芦，手拉葫芦施降的同步性全凭人根据葫芦链条的松紧程度来控制。因此平台下降是否同步无法有效控制，而且下降过程中平台上始终有人，安全隐患较大。若采用5 t的电动葫芦，就可规避平台上始终有人的风险因素，且为每个电动葫芦配一个分控制柜和荷载传感系统，通过数据线将荷载感应板数据传递给分电控柜并显示，由分电控柜进行对比，超过最大设定值时分控制柜传递信号给总电控柜，总控制柜立即断电，消除下降误差后继续下，这样可以保证所有电动葫芦的同步性。

2.2 电动葫芦及荷载控制系统的设计

1)计算书。降平台总重量计算:

钢平台重量:G1=209 kN。

G1=桁架+鼓圈+连圈+斜拉=(48×0.13×2+3+310×0.01+270×0.01)×9.8=209 kN。

平台杂物重量:G2=20 kN。

索具等自重:G3=10 kN。

合计:降模计算重量:G=G1+G2+G3=239 kN≈240 kN。

电动葫芦数量确定:

拟选用24台5 t，12 M的电动葫芦，允许提升力F2:

参考JGJ 202-2010建筑施工工具式脚手架安全技术规范第四章“附着式升降脚手架”4.1.7中描述:在升降、坠落工况时，其荷载值应乘以附加荷载不均匀系数γ2=2.0，即考虑到有个别点位无法正常工作时附近两个点位受力仍能满足要求。

F2=24×5 000×10=1 200 kN＞240×2=480 kN，故电动葫芦满足要求。

2)采用相同型号的电动葫芦与手动葫芦等数量代换的方法，即和手拉葫芦一样每隔一榀桁架设置一台电动葫芦(如图1所示，以马泰壕原煤仓为例)。并为每台电动葫芦配备一套荷载传感器，包括1个感应板和1个分控制柜，并由总控制柜进行集中控制。分控制柜布置图见图2。

图1 电动葫芦布置图

图2 分控制柜布置图

3 电动葫芦进行二次降模技术施工

3.1 电动葫芦及荷载控制系统的安装、调试

电动葫芦上挂钩处增加荷载传感器感应板，即用5 t卡环将感应板与上部钢丝绳连接，感应板下部与电动葫芦上挂钩连接，通过数据线将感应板数据传递给分控制柜并显示，由分控制柜将其与预设值进行对比，超过最大设定值时分控制柜传递信号给总控制柜，总控制柜立即断电，待将超载点位单独下降适当高度后该处荷载符合平均荷载时再继续降模。

荷载控制系统及电动葫芦布置立面图见图3，荷载感应板和电动葫芦相对关系见图4。

图3 荷载控制系统及电动葫芦布置立面示意图

图4 荷载感应板和电动葫芦的相对关系

3.2 电动葫芦降平台过程

待电动葫芦安装、调试完毕后，略微收紧电动葫芦使平台与钢牛腿略有缝隙，便开始割除钢牛腿，钢牛腿割除完毕后便开始操作仓顶总电控柜使电动葫芦工作将平台下降，下降时每下降500左右派人到仓内进行一次静载观察，并对电动葫芦和电控系统进行一次检查，这样重复三次后将平台一次性降至设计高度即停止此操作，再穿绞车钢丝绳，略微收紧绞车，拆除电动葫芦及电控系统，开始由绞车降平台。拆除电动葫芦时是将上部挂点和数据线连接点松开，用麻绳将电动葫芦慢慢放置滑模平台上，此时滑模平台上有1人负责接电动葫芦并妥善放置，该人工作过程始终将安全带系于由仓顶放下的安全绳上。

在下降过程中每下降1 m就对荷载现实情况进行一次记录(见表1)，经过分析如果发现有个别点位荷载有变大或变小的趋势，可对该点位电动葫芦做适当调整。

3.3 荷载控制系统说明

该装置采用的是监控载荷值的方式实现同步控制，即通过实时采集每个点位的载荷值，并由分控制柜把实时采集的载荷值和预先设定好的参考值进行比对，预设值是根据2.2理论计算后确定，正常情况电动葫芦平均受力约为1 t，考虑到实际情况与理论计算会有偏差，故将预设值定位2 t。下降时如果有点位超过最高设定值时该处分控制柜传递信号给总控制柜控制其停止降模动作，待将超载点位单独下降适当高度后该处荷载符合平均荷载时再继续降模。

1)功能说明。荷载监控保证措施包括总控制柜和分控制柜，主控制柜可集中控制平台下降，有个别点位超载时自动切断电源。即当平台在下降过程中，任意吊点过载(大于2 t，可以自行调整)时，过载点位分控制箱传递信号给总控制箱，停止下降，待找出过载点位并将故障排除后重新下降，总控制柜负责整个电路的整体下降。

每个点位设置一个分控制箱，分电控箱设置在电动葫芦上部小洞口旁边，带有显示功能，可以显示该位置的荷载值，通过单机操作按钮可以完成对该机位电动葫芦的单机升降或预紧作业，并由分控制柜把实时采集的载荷值和事先设定好的参考值进行比对，如果有点位超过最高设定值时该处分控制柜传递信号给总控制柜控制其停止降模动作。

2)使用说明。当平台整个电路系统铺设完毕后，检查每个点位处分控制柜的显示屏上是否有荷载数值，如无荷载数值说明该位置信号线连接不正确，重新调整待所有位置显示数值正常。打开总控制柜，此时拖动电压表指针会指到380 V左右，监控电压表指针会指到220 V左右。

表1 荷载显示记录表

当开始下降平台时，按下下降按钮，如在下降的过程中有机位过载，该处分控制柜会有报警声并将过载信号传递给总控制柜控制其停止降模动作，此时整个系统会自动断电，停止平台下降，这时工人便可按报警声源找到过载点位，并进行调整后继续下降。

3.4 主要控制点:电动葫芦同步性监控措施

荷载控制系统是监控载荷值的方式实现同步控制，即通过实时采集每个点位(电动葫芦)的载荷值，并由分控制柜把实时采集的载荷值和预先设定好的参考值进行比对，如果有点位超过最高设定值时该处分控制柜传递信号给总控制柜控制其停止降模动作，待将超载点位单独下降适当高度后该处荷载符合平均荷载时再继续降模。

4 主要技术创新点

4.1 电动葫芦使用技术

采用该技术时只是在安装和拆除电动葫芦时需要人在滑模平台上操作，即安装时有6人～8人2 d左右时间、拆除时有1人半天左右时间即可完成电动葫芦的安装和拆除，仓顶人员和原方案一样多。采用该技术后可避免降模时平台上有人的弊端，提高了安全性。

4.2 荷载控制系统使用技术

下降时由每个点位的荷载控制器来控制滑模平台的水平度，只要荷载传感器和数据线不出现问题滑模平台上就无需操作人员，若有问题需有1人下至滑模平台上维修或更换荷载传感器和数据线。这样就解决了在葫芦降平台时平台上始终有人的不安全因素，并且提高了降平台时的同步性。

5 采用电动葫芦进行二次降模的意义

对于煤炭地面建筑施工企业，采用滑模工艺施工筒仓结构工程比较普遍，以前所使用的滑模平台在降模施工时均采用手拉葫芦与绞车配合，从未采用过电动葫芦，也没有相关工程施工经验。可由于在采用手拉葫芦降模时存在安全隐患，越来越迫切的需要有一种施工方法来代替它。如果能采用电动葫芦代替手拉葫芦就会将降模施工的安全隐患大大降低。目前国内尚未见到相关的研究，本技术研究在国内属首次。本技术在该项目如得以实施成功，为本企业今后施工类似工程提供了可靠的施工技术，突破了滑模平台采用电动葫芦降模的局限，并有效的降低了安全隐患。

6 应用实例和适用范围

本研究项目主要是在降模施工时提高安全性，经过马泰壕原煤仓(二期)工程三个仓实践证明，积累并摸索出的一种安全可靠的施工技术，通过电动葫芦和绞车配合使用降模，实现了降模过程平台上无人操作，凸显了“无人则安”的安全理念，安全性大大提高。表现出安全性高、降模平稳、可靠的优点，企业通过研究先进的施工技术，不断的总结及优化，在煤炭建设行业中，施工技术创新也占有一席之地。

技术适用范围:本技术适用于采用刚性滑模平台二次降模施工。