李志中

(中煤建筑安裝工程集團(tuán)有限公司，河北邯鄲 056002)

0 引言

二次降模就是在利用滑模平臺(tái)支撐倉(cāng)頂結(jié)構(gòu)施工完畢后將滑模平臺(tái)降至漏斗上口解體的過程。在煤倉(cāng)滑模高度較高、倉(cāng)頂為混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)滑模平臺(tái)一般都為剛性結(jié)構(gòu)，但在二次降模時(shí)存在施工人員操作手拉葫蘆時(shí)安全性不高的缺點(diǎn)，這就需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)增加施工的安全性。下面就結(jié)合“鄂爾多斯永煤礦業(yè)投資有限公司馬泰壕煤礦原煤倉(cāng)工程(二期)”3個(gè)直徑22 m煤倉(cāng)滑模平臺(tái)二次降模實(shí)際情況論述一下電動(dòng)葫蘆二次降模施工技術(shù)。

1 工程概況

鄂爾多斯永煤礦業(yè)投資有限公司馬泰壕煤礦原煤倉(cāng)工程(二期)，由3個(gè)22 m直徑的筒倉(cāng)組成，壁厚350 mm，主體為筒體結(jié)構(gòu)，上部有錐殼。主要研究采用電動(dòng)葫蘆進(jìn)行滑模平臺(tái)二次降模施工技術(shù)。

2 電動(dòng)葫蘆進(jìn)行二次降模技術(shù)設(shè)計(jì)

2.1 電動(dòng)葫蘆二次降模方案的確定

在以往的22 m及以下直徑筒倉(cāng)剛性滑模平臺(tái)二次降模時(shí)，先要采用5 t的手拉葫蘆將滑模平臺(tái)下降3 m～4 m(根據(jù)實(shí)際情況確定)，在這個(gè)過程中平臺(tái)上始終要站人來拽手拉葫蘆，手拉葫蘆施降的同步性全憑人根據(jù)葫蘆鏈條的松緊程度來控制。因此平臺(tái)下降是否同步無法有效控制，而且下降過程中平臺(tái)上始終有人，安全隱患較大。若采用5 t的電動(dòng)葫蘆，就可規(guī)避平臺(tái)上始終有人的風(fēng)險(xiǎn)因素，且為每個(gè)電動(dòng)葫蘆配一個(gè)分控制柜和荷載傳感系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)線將荷載感應(yīng)板數(shù)據(jù)傳遞給分電控柜并顯示，由分電控柜進(jìn)行對(duì)比，超過最大設(shè)定值時(shí)分控制柜傳遞信號(hào)給總電控柜，總控制柜立即斷電，消除下降誤差后繼續(xù)下，這樣可以保證所有電動(dòng)葫蘆的同步性。

2.2 電動(dòng)葫蘆及荷載控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1)計(jì)算書。降平臺(tái)總重量計(jì)算:

鋼平臺(tái)重量:G1=209 kN。

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

平臺(tái)雜物重量:G2=20 kN。

索具等自重:G3=10 kN。

合計(jì):降模計(jì)算重量:G=G1+G2+G3=239 kN≈240 kN。

電動(dòng)葫蘆數(shù)量確定:

擬選用24臺(tái)5 t，12 M的電動(dòng)葫蘆，允許提升力F2:

參考JGJ 202-2010建筑施工工具式腳手架安全技術(shù)規(guī)范第四章“附著式升降腳手架”4.1.7中描述:在升降、墜落工況時(shí)，其荷載值應(yīng)乘以附加荷載不均勻系數(shù)γ2=2.0，即考慮到有個(gè)別點(diǎn)位無法正常工作時(shí)附近兩個(gè)點(diǎn)位受力仍能滿足要求。

F2=24×5 000×10=1 200 kN＞240×2=480 kN，故電動(dòng)葫蘆滿足要求。

2)采用相同型號(hào)的電動(dòng)葫蘆與手動(dòng)葫蘆等數(shù)量代換的方法，即和手拉葫蘆一樣每隔一榀桁架設(shè)置一臺(tái)電動(dòng)葫蘆(如圖1所示，以馬泰壕原煤倉(cāng)為例)。并為每臺(tái)電動(dòng)葫蘆配備一套荷載傳感器，包括1個(gè)感應(yīng)板和1個(gè)分控制柜，并由總控制柜進(jìn)行集中控制。分控制柜布置圖見圖2。

圖1 電動(dòng)葫蘆布置圖

圖2 分控制柜布置圖

3 電動(dòng)葫蘆進(jìn)行二次降模技術(shù)施工

3.1 電動(dòng)葫蘆及荷載控制系統(tǒng)的安裝、調(diào)試

電動(dòng)葫蘆上掛鉤處增加荷載傳感器感應(yīng)板，即用5 t卡環(huán)將感應(yīng)板與上部鋼絲繩連接，感應(yīng)板下部與電動(dòng)葫蘆上掛鉤連接，通過數(shù)據(jù)線將感應(yīng)板數(shù)據(jù)傳遞給分控制柜并顯示，由分控制柜將其與預(yù)設(shè)值進(jìn)行對(duì)比，超過最大設(shè)定值時(shí)分控制柜傳遞信號(hào)給總控制柜，總控制柜立即斷電，待將超載點(diǎn)位單獨(dú)下降適當(dāng)高度后該處荷載符合平均荷載時(shí)再繼續(xù)降模。

荷載控制系統(tǒng)及電動(dòng)葫蘆布置立面圖見圖3，荷載感應(yīng)板和電動(dòng)葫蘆相對(duì)關(guān)系見圖4。

圖3 荷載控制系統(tǒng)及電動(dòng)葫蘆布置立面示意圖

圖4 荷載感應(yīng)板和電動(dòng)葫蘆的相對(duì)關(guān)系

3.2 電動(dòng)葫蘆降平臺(tái)過程

待電動(dòng)葫蘆安裝、調(diào)試完畢后，略微收緊電動(dòng)葫蘆使平臺(tái)與鋼牛腿略有縫隙，便開始割除鋼牛腿，鋼牛腿割除完畢后便開始操作倉(cāng)頂總電控柜使電動(dòng)葫蘆工作將平臺(tái)下降，下降時(shí)每下降500左右派人到倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行一次靜載觀察，并對(duì)電動(dòng)葫蘆和電控系統(tǒng)進(jìn)行一次檢查，這樣重復(fù)三次后將平臺(tái)一次性降至設(shè)計(jì)高度即停止此操作，再穿絞車鋼絲繩，略微收緊絞車，拆除電動(dòng)葫蘆及電控系統(tǒng)，開始由絞車降平臺(tái)。拆除電動(dòng)葫蘆時(shí)是將上部掛點(diǎn)和數(shù)據(jù)線連接點(diǎn)松開，用麻繩將電動(dòng)葫蘆慢慢放置滑模平臺(tái)上，此時(shí)滑模平臺(tái)上有1人負(fù)責(zé)接電動(dòng)葫蘆并妥善放置，該人工作過程始終將安全帶系于由倉(cāng)頂放下的安全繩上。

在下降過程中每下降1 m就對(duì)荷載現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行一次記錄(見表1)，經(jīng)過分析如果發(fā)現(xiàn)有個(gè)別點(diǎn)位荷載有變大或變小的趨勢(shì)，可對(duì)該點(diǎn)位電動(dòng)葫蘆做適當(dāng)調(diào)整。

3.3 荷載控制系統(tǒng)說明

該裝置采用的是監(jiān)控載荷值的方式實(shí)現(xiàn)同步控制，即通過實(shí)時(shí)采集每個(gè)點(diǎn)位的載荷值，并由分控制柜把實(shí)時(shí)采集的載荷值和預(yù)先設(shè)定好的參考值進(jìn)行比對(duì)，預(yù)設(shè)值是根據(jù)2.2理論計(jì)算后確定，正常情況電動(dòng)葫蘆平均受力約為1 t，考慮到實(shí)際情況與理論計(jì)算會(huì)有偏差，故將預(yù)設(shè)值定位2 t。下降時(shí)如果有點(diǎn)位超過最高設(shè)定值時(shí)該處分控制柜傳遞信號(hào)給總控制柜控制其停止降模動(dòng)作，待將超載點(diǎn)位單獨(dú)下降適當(dāng)高度后該處荷載符合平均荷載時(shí)再繼續(xù)降模。

1)功能說明。荷載監(jiān)控保證措施包括總控制柜和分控制柜，主控制柜可集中控制平臺(tái)下降，有個(gè)別點(diǎn)位超載時(shí)自動(dòng)切斷電源。即當(dāng)平臺(tái)在下降過程中，任意吊點(diǎn)過載(大于2 t，可以自行調(diào)整)時(shí)，過載點(diǎn)位分控制箱傳遞信號(hào)給總控制箱，停止下降，待找出過載點(diǎn)位并將故障排除后重新下降，總控制柜負(fù)責(zé)整個(gè)電路的整體下降。

每個(gè)點(diǎn)位設(shè)置一個(gè)分控制箱，分電控箱設(shè)置在電動(dòng)葫蘆上部小洞口旁邊，帶有顯示功能，可以顯示該位置的荷載值，通過單機(jī)操作按鈕可以完成對(duì)該機(jī)位電動(dòng)葫蘆的單機(jī)升降或預(yù)緊作業(yè)，并由分控制柜把實(shí)時(shí)采集的載荷值和事先設(shè)定好的參考值進(jìn)行比對(duì)，如果有點(diǎn)位超過最高設(shè)定值時(shí)該處分控制柜傳遞信號(hào)給總控制柜控制其停止降模動(dòng)作。

2)使用說明。當(dāng)平臺(tái)整個(gè)電路系統(tǒng)鋪設(shè)完畢后，檢查每個(gè)點(diǎn)位處分控制柜的顯示屏上是否有荷載數(shù)值，如無荷載數(shù)值說明該位置信號(hào)線連接不正確，重新調(diào)整待所有位置顯示數(shù)值正常。打開總控制柜，此時(shí)拖動(dòng)電壓表指針會(huì)指到380 V左右，監(jiān)控電壓表指針會(huì)指到220 V左右。

表1 荷載顯示記錄表

當(dāng)開始下降平臺(tái)時(shí)，按下下降按鈕，如在下降的過程中有機(jī)位過載，該處分控制柜會(huì)有報(bào)警聲并將過載信號(hào)傳遞給總控制柜控制其停止降模動(dòng)作，此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)斷電，停止平臺(tái)下降，這時(shí)工人便可按報(bào)警聲源找到過載點(diǎn)位，并進(jìn)行調(diào)整后繼續(xù)下降。

3.4 主要控制點(diǎn):電動(dòng)葫蘆同步性監(jiān)控措施

荷載控制系統(tǒng)是監(jiān)控載荷值的方式實(shí)現(xiàn)同步控制，即通過實(shí)時(shí)采集每個(gè)點(diǎn)位(電動(dòng)葫蘆)的載荷值，并由分控制柜把實(shí)時(shí)采集的載荷值和預(yù)先設(shè)定好的參考值進(jìn)行比對(duì)，如果有點(diǎn)位超過最高設(shè)定值時(shí)該處分控制柜傳遞信號(hào)給總控制柜控制其停止降模動(dòng)作，待將超載點(diǎn)位單獨(dú)下降適當(dāng)高度后該處荷載符合平均荷載時(shí)再繼續(xù)降模。

4 主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

4.1 電動(dòng)葫蘆使用技術(shù)

采用該技術(shù)時(shí)只是在安裝和拆除電動(dòng)葫蘆時(shí)需要人在滑模平臺(tái)上操作，即安裝時(shí)有6人～8人2 d左右時(shí)間、拆除時(shí)有1人半天左右時(shí)間即可完成電動(dòng)葫蘆的安裝和拆除，倉(cāng)頂人員和原方案一樣多。采用該技術(shù)后可避免降模時(shí)平臺(tái)上有人的弊端，提高了安全性。

4.2 荷載控制系統(tǒng)使用技術(shù)

下降時(shí)由每個(gè)點(diǎn)位的荷載控制器來控制滑模平臺(tái)的水平度，只要荷載傳感器和數(shù)據(jù)線不出現(xiàn)問題滑模平臺(tái)上就無需操作人員，若有問題需有1人下至滑模平臺(tái)上維修或更換荷載傳感器和數(shù)據(jù)線。這樣就解決了在葫蘆降平臺(tái)時(shí)平臺(tái)上始終有人的不安全因素，并且提高了降平臺(tái)時(shí)的同步性。

5 采用電動(dòng)葫蘆進(jìn)行二次降模的意義

對(duì)于煤炭地面建筑施工企業(yè)，采用滑模工藝施工筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)工程比較普遍，以前所使用的滑模平臺(tái)在降模施工時(shí)均采用手拉葫蘆與絞車配合，從未采用過電動(dòng)葫蘆，也沒有相關(guān)工程施工經(jīng)驗(yàn)。可由于在采用手拉葫蘆降模時(shí)存在安全隱患，越來越迫切的需要有一種施工方法來代替它。如果能采用電動(dòng)葫蘆代替手拉葫蘆就會(huì)將降模施工的安全隱患大大降低。目前國(guó)內(nèi)尚未見到相關(guān)的研究，本技術(shù)研究在國(guó)內(nèi)屬首次。本技術(shù)在該項(xiàng)目如得以實(shí)施成功，為本企業(yè)今后施工類似工程提供了可靠的施工技術(shù)，突破了滑模平臺(tái)采用電動(dòng)葫蘆降模的局限，并有效的降低了安全隱患。

6 應(yīng)用實(shí)例和適用范圍

本研究項(xiàng)目主要是在降模施工時(shí)提高安全性，經(jīng)過馬泰壕原煤倉(cāng)(二期)工程三個(gè)倉(cāng)實(shí)踐證明，積累并摸索出的一種安全可靠的施工技術(shù)，通過電動(dòng)葫蘆和絞車配合使用降模，實(shí)現(xiàn)了降模過程平臺(tái)上無人操作，凸顯了“無人則安”的安全理念，安全性大大提高。表現(xiàn)出安全性高、降模平穩(wěn)、可靠的優(yōu)點(diǎn)，企業(yè)通過研究先進(jìn)的施工技術(shù)，不斷的總結(jié)及優(yōu)化，在煤炭建設(shè)行業(yè)中，施工技術(shù)創(chuàng)新也占有一席之地。

技術(shù)適用范圍:本技術(shù)適用于采用剛性滑模平臺(tái)二次降模施工。