趙伊斌

中國化學(xué)工程第十一建設(shè)有限公司 河南開封 475002

1 案例工程基本概況

某LNG 工程的LNG 儲罐采取的罐體罐壁為圓形，主要采取的是預(yù)應(yīng)力混凝土全容式儲罐結(jié)構(gòu)，包括底板、罐壁、穹頂、罐內(nèi)墊層、低溫環(huán)梁等等。該承臺采取的是混凝土灌注樁基礎(chǔ)，為了避免受到振動影響在承臺底板和短柱間設(shè)置橡膠隔震支座；儲罐罐壁高42350mm，罐壁內(nèi)徑為43200mm，外徑為44300～43950mm，標(biāo)準(zhǔn)層罐壁厚度為750mm，罐壁漸變層厚度從1100mm 漸變到750mm，扶壁柱位置厚度為1400mm。罐壁使用C50 混凝土，抗?jié)B等級P8，抗凍等級F200。罐壁外側(cè)采用HRB400E 鋼筋；罐壁部位內(nèi)側(cè)豎向鋼筋2 層～10 層使用低溫鋼筋，罐壁部位環(huán)向鋼筋標(biāo)高6.8～41.7m 使用低溫鋼筋，其余部分均采用HRB400E 鋼筋。罐壁鋼筋外側(cè)保護(hù)層50mm，內(nèi)側(cè)保護(hù)層40mm。

預(yù)應(yīng)力通過水平和豎直預(yù)應(yīng)力管道施加于罐壁。豎向鋼束108 束（含扶壁柱），水平鋼束74 圈（不含頂部環(huán)梁）。預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)工程在罐壁施工階段只包含錨座、喇叭管、螺旋筋、預(yù)應(yīng)力管道的安裝作業(yè)。單罐罐壁外墻埋件包含儲罐樓梯預(yù)埋件30 件、管架罐壁外側(cè)預(yù)埋件66 件、儲罐外側(cè)逃生梯預(yù)埋件20 件。大型LNG 低溫儲罐外罐構(gòu)造剖面如圖1 所示。

圖1 大型LNG低溫儲罐外罐構(gòu)造剖面

2 大型LNG低溫儲罐土建施工技術(shù)

2.1 施工之前的準(zhǔn)備

進(jìn)行大型LNG 儲罐土建作業(yè)前，要對所需要的原材料、所用設(shè)備質(zhì)量進(jìn)行全面檢查，確保所用設(shè)備的齊全，保證其規(guī)格符合施工作業(yè)要求，同時也要確保其數(shù)量滿足施工需要。一般情況下LNG 儲罐土建施工所采用的設(shè)備包括：混凝土攪拌運(yùn)輸車、汽車吊、混凝土攪拌站、塔吊、全套鋼筋制作機(jī)械、水準(zhǔn)儀、全站儀、振搗棒、交直流電焊機(jī)、空壓機(jī)、提降機(jī)/ 磨光機(jī)等等。

2.2 土建施工材料標(biāo)準(zhǔn)控制

LNG 儲罐的土建施工涉及非常多的原材料，例如：鋼筋（兩種普通鋼筋與低溫鋼筋）、模板、混凝土、腳手架、隔震墊、定位錐等等，為了確保最終的施工質(zhì)量需要對原材料情況進(jìn)行嚴(yán)格檢驗，確保所用材料符合作業(yè)需求。例如鋼筋進(jìn)場之后要根據(jù)相應(yīng)指標(biāo)（例如規(guī)格、牌號、進(jìn)場日期等）進(jìn)行合理堆放，利用下墊上蓋的方式對其進(jìn)行防護(hù)，防止出現(xiàn)銹蝕的情況；要對水泥、砂石、礦渣、添加劑等混凝土原料進(jìn)行檢驗，特別是其品類、級別、包裝、出廠日期等，同時也要檢驗其強(qiáng)度性能、穩(wěn)定性等指標(biāo)。

2.3 鋼筋綁扎

鋼筋網(wǎng)片用塔吊進(jìn)行安裝，確保塔吊吊裝位置的起重量滿足鋼筋網(wǎng)片吊裝要求，并在網(wǎng)片分布圖中注明。網(wǎng)片吊裝時必須嚴(yán)格按照先內(nèi)側(cè)鋼筋網(wǎng)片后外側(cè)鋼筋網(wǎng)片的順序進(jìn)行安裝。

施工流程為：按圖紙要求進(jìn)行鋼筋下料→鋼筋網(wǎng)片制作區(qū)鋼筋位置放線標(biāo)記→半成品運(yùn)抵現(xiàn)場網(wǎng)片制作區(qū)→環(huán)向鋼筋按照放線標(biāo)記位置進(jìn)行擺放、搭接→豎向鋼筋按照放線標(biāo)記位置擺放、扎絲綁扎→剪刀撐筋綁扎→設(shè)置抗風(fēng)拉帶一端固定→起吊點(diǎn)水平鋼筋加固→穿鋼絲繩六點(diǎn)起吊→專人確認(rèn)合格后起吊就位→與下一層插筋（每次混凝土澆筑時插筋位置糾正）綁扎固定→抗風(fēng)拉帶和內(nèi)外模板欄桿豎桿根部固定（之前上平臺與中平臺用抗風(fēng)拉帶連結(jié)，中平臺與下面爬升錐連結(jié)）及鋼筋網(wǎng)片糾正→與另一側(cè)網(wǎng)片用拉鉤固定→相鄰鋼筋網(wǎng)片水平鋼筋搭接綁扎（18＃扎絲綁扎4 道）→專人確認(rèn)相關(guān)連接完成松吊鉤。

吊裝前在橫吊梁上懸掛2 個防墜保護(hù)器，供拆卸卸扣的人員懸掛安全帶使用。第一次吊裝時應(yīng)進(jìn)行鋼筋網(wǎng)片吊裝試驗，在試驗過程中檢查質(zhì)量及安全性，詳細(xì)步驟如下：在吊點(diǎn)安裝卸扣，用鋼絲繩將網(wǎng)片與橫吊梁連接；緩慢起吊直至網(wǎng)片距地面200～300mm 左右；將網(wǎng)片懸停60s，觀察網(wǎng)片是否出現(xiàn)嚴(yán)重變形或鋼筋墜落的情況；若出現(xiàn)上述情況，應(yīng)立即停止吊裝并對網(wǎng)片進(jìn)行重新加固；重新進(jìn)行上述步驟直至網(wǎng)片的質(zhì)量及安全性滿足要求。

鋼筋網(wǎng)片吊裝作業(yè)將鋼筋網(wǎng)片固定于橫吊梁上，并在網(wǎng)片底部兩端設(shè)置2 根牽引繩用于控制鋼筋網(wǎng)片在起吊及臨近安裝位置時的轉(zhuǎn)動。鋼筋網(wǎng)片吊至懸于待裝位置的前上方，稍稍高出。沿徑向升降鋼筋網(wǎng)片，待鋼筋網(wǎng)接觸到所接合的另一鋼筋網(wǎng)，再降低高度使其慢慢達(dá)到規(guī)定高度。鋼筋網(wǎng)片全部垂直筋需要與下一層插筋綁扎在一起，每根與上層搭接的豎向鋼筋不少于4 個綁扎點(diǎn)，使用18# 鐵絲雙股綁扎固定。鋼筋網(wǎng)片全部水平筋需要上一鋼筋網(wǎng)片水平鋼筋綁扎在一起，每根水平鋼筋不少于4個綁扎點(diǎn)，使用18# 鐵絲雙股綁扎固定。第一張鋼筋網(wǎng)片只存在豎向鋼筋的綁扎固定，在鋼筋搭接位置綁扎完成后，網(wǎng)片兩側(cè)各使用5 道荷載重量5t 的拉帶固定,拉緊器應(yīng)處于預(yù)拉狀態(tài)，目視拉帶繃直。拉帶與鋼筋網(wǎng)片的固定點(diǎn)設(shè)置在前三排加固的鋼筋交叉點(diǎn)，拉帶下部拉結(jié)在上平臺防護(hù)桿的底部。網(wǎng)片的兩個對角使用拉帶進(jìn)行拉結(jié)，防止鋼筋網(wǎng)片側(cè)向傾斜及豎向鋼筋受力彎折。鋼筋綁扎如圖2 所示。

圖2 鋼筋綁扎示意圖

2.4 預(yù)應(yīng)力管道安裝

罐壁波紋管的安裝應(yīng)在罐壁鋼筋就位后進(jìn)行安裝；扶壁柱處錨座的安裝應(yīng)在鋼筋完成后、模板支設(shè)前進(jìn)行；預(yù)應(yīng)力管道支撐應(yīng)事先進(jìn)行加工；水平預(yù)應(yīng)力管道錨座的定位、安裝及檢查驗收；水平預(yù)應(yīng)力管道（金屬波紋管）的定位、安裝、密封、孔道通孔及檢查驗收；預(yù)應(yīng)力波紋管應(yīng)根據(jù)平臺荷載進(jìn)行吊裝，放置在平臺上后要及時安裝，減少通道堵塞；通球作業(yè)要及時收好引線（鐵絲等），防止出現(xiàn)絆倒。作業(yè)前必須認(rèn)真熟悉有關(guān)圖紙，核對管道規(guī)格是否與圖紙一致，檢查設(shè)備、機(jī)具的完好性。

環(huán)向預(yù)應(yīng)力管道的安裝：在安裝前，按照合適的間距把安裝控制線畫在豎向鋼筋上，然后按照定位線把管道支撐鋼筋綁扎在罐壁的鋼筋上，支撐鋼筋采用HRB400EC12 螺紋鋼筋，布置間距1200mm，將波紋管從扶壁柱附近逐節(jié)穿入鋼筋網(wǎng)內(nèi)（或在內(nèi)墻網(wǎng)片吊裝完成后，先將波紋管懸掛在鋼筋網(wǎng)片上），波紋管之間用套管連接，并用熱縮套管密封，接著使用鐵絲將波紋管固定在支撐鋼筋上并調(diào)整波紋管的位置使之與軸線重合，防止水平波紋管上浮。波紋管的固定必須確保其位置在允許偏差內(nèi)。最后進(jìn)行通孔檢查及驗收。

豎向預(yù)應(yīng)力管道的安裝：罐壁波紋管與承臺內(nèi)預(yù)埋的管相連接，接頭采用熱縮套管密封。雙向調(diào)準(zhǔn)波紋管的垂直度及位置，用鋼筋支架加固，豎向波紋管固定完后，用專門制作的蓋子將上管口封住，避免雜物進(jìn)入管道內(nèi)發(fā)生阻塞。以上各層按照圖紙相繼接高，波紋管之間用套管連接，并用熱縮套管密封，最后用鋼筋固定。波紋管接高時，必須調(diào)整管道位置使之與軸線相重合。所有伸出混凝土的波紋管都將蓋上蓋子進(jìn)行保護(hù)。

預(yù)應(yīng)力管道的通孔是非常重要的，是防止管道阻塞的有效方法。預(yù)應(yīng)力水平管道的通孔不少于3 次。模板安裝完、混凝土澆筑前進(jìn)行第1 次通球，混凝土覆蓋波紋管后及時地進(jìn)行第2 次通球，在混凝土澆筑完成后進(jìn)行第3次通球試驗；在混凝土澆筑澆筑時，按混凝土每覆蓋一層管道順序通孔；在通孔過程中如發(fā)現(xiàn)管道漏漿阻塞，使用通孔器在阻塞位置來回多次通球避免漿體推積。如通孔器不能通過管道，立即通知停止砼的澆筑，找出漏點(diǎn)位置扒開砼將該處管道露出修復(fù)；每次通球作業(yè)都應(yīng)做好通球試驗記錄，并接受總包、監(jiān)理方現(xiàn)場監(jiān)督檢查。

2.5 模板施工

對于操作平臺來說，主要包括上平臺、中平臺以及下平臺等部分，不同部分的作用不同，其中上平臺更多是用在鋼筋綁扎以及混凝土澆筑，中平臺更多是用在模板爬升安裝方面，而下平臺更多用在罐壁混凝土表層的裝飾方面。

（1）模板的安裝：在進(jìn)行首層墻體施工時要在底板上設(shè)置預(yù)埋件，要按照模板位置確定好預(yù)埋件的具體位置，同時一定要確保預(yù)埋件頂面和底板頂面標(biāo)高的一致性，不一致的情況下可以通過剪刀支撐對其進(jìn)行必要調(diào)整，而其他層模板則可以在主平臺上實施調(diào)整。要確保模板的密封性，要利用海綿條將拼縫位置封堵好，并且利用銷子將不同模板進(jìn)行有效固定。在完成混凝土澆筑且強(qiáng)度＞10MPa，同時完成上層鋼筋網(wǎng)片以及預(yù)埋件安裝后可以進(jìn)行模板的提升。

（2）模板的提升：首先將模板上對拉螺桿、螺母以及連接件等拆除掉，之后將模板調(diào)離混凝土面大約300mm距離，并且將相關(guān)預(yù)埋件（包括定位錐、安裝爬升錐等）拆除掉；然后通過塔吊將模板系統(tǒng)吊起，將掛架上爬升錐拆除掉；最后將模板提升到安裝好的爬升錐上，同時安裝好相應(yīng)的定位銷，完成最終的安裝。塔吊吊起模板系統(tǒng)如圖3 所示。

圖3 塔吊吊起模板系統(tǒng)示意圖

3 結(jié)語

LNG 儲罐土建工程施工過程中涉及的內(nèi)容較多且復(fù)雜，相互之間存在大量交叉作業(yè)，同時儲罐的土建施工絕大多數(shù)都需要進(jìn)行高空作業(yè)，并且施工作業(yè)空間受限，所以一定要加強(qiáng)對各相關(guān)單位的溝通協(xié)調(diào)，對于交叉作業(yè)進(jìn)行科學(xué)合理管控，進(jìn)行科學(xué)的組織管理，保證各工序的順利進(jìn)行，確保良好的施工質(zhì)量。