工业建筑仓体结构加固补强

摘要

以某矿业公司仓体结构加固补强工程为实例，介绍如何对磨损严重工业漏斗及筒仓容器的补救、在不影响安全生产的前提下如何消除构筑物局部构件的安全隐患、延长构筑物的使用寿命，进而降低生产建设费用，提高系统的使用综合利用和经济效益。

关键词

加固补强；使用寿命；经济效益

一、前言

随着历史的推移，矿业公司生产系统的建（构）筑物经历风吹雨打、各种仓体及漏斗被源源不断自井下提升上来的原煤或矸石冲击以及各种矿石持续冲击、磨损而部分丧失或全部丧失齐应有的安全和使用功能。为了满足正常的安全生产、延长构筑物的使用寿命、提高建筑物和土地的综合利用率，同时响应国家节支降耗的号召，我们对上述存在安全隐患和影响正常生产需要的部位采用高强灌浆料与钢板、型钢相结合的方法进行加固补强，以提高其使用性能、消除安全隐患、确保安全生产，是企业持续发展和有着非常积极的意义，下面以其中某矿业公司的其中几个矸石仓的修复加固为例进行阐述。

二、工程概况

该矿业公司于上世纪六十年代建成投产，最初年设计能力150万吨，历经多次技术改造目前产量为240万吨/年。其中的洗选仓和白矸石仓投入使用年限已超过30年、其结构形式为钢筋混凝土仓体结构、在仓体竖壁的下部及斜漏斗内壁安装30Kg/m的钢轨作为内衬来减少矸石对钢筋混凝土漏斗的直接冲击和摩擦。其中：白矸石仓为5个连体结构、用于临时存放井下提升上来的煤矸石的方形仓体结构，其漏斗口距地高度22m、直径8m、仓壁和漏斗壁均为300mm钢筋混凝土现浇结构。因常年被矸石等块料撞击和水分、微生物的侵蚀，仓体竖壁和漏斗斜壁均出现：（1）仓壁和漏斗外侧因局部结构钢筋被腐蚀而造成表层混凝土剥落、结构钢筋外露；（2）仓壁内侧钢轨内衬被严重磨损、矸石直接冲击原有混凝土仓体结构，并造成内层混凝土脱落、部分受力钢筋折断；（3）漏斗口由于固定卸料箕斗的预埋螺栓因遭遇水分和微生物等有害物质的侵蚀而脱落、箕斗纯在脱落的危险；（4）部分仓壁和漏斗混凝土结构壁被砸透，造成仓内矸石外露，存在坠落伤人和伤物等极大安全隐患。矿方既要完成上级对其下达生产指标任务和安全任务、同时由于市场因素和国际大气候的影响也无法筹集资金新建替代建筑物，为此要求施工企业在不能影响其日常生产还要保证施工安全。为此我单位积极组织相关专业的技术人员对现场进行实地勘察后，采用头脑风暴法对处理方法进行反复论证。（1）先恢复原有作为内衬的钢轨、修复或补强原混凝土结构破损部位的钢筋，剔除破损部位周边松散的混凝土、支设模板用高强度灌浆料或细石混凝土修补破损的漏斗或仓体混凝土壁；（2）考虑到工期较为紧张、可用于修复和加固的时间及混凝土养护时间非常短、混凝土浇筑时结构截面尺寸极不规则不易支设模板、而且修复部位是整个仓体结构中受到冲击力最大的地方，为延长其使用时间、经多次论证，须在此部位内衬钢轨上再焊接20mm厚的耐磨钢板以增强漏斗的耐磨性和使用期限；（3）为了防止在矸石等不断冲击衬板时因衬板背面存在空隙而发生颤动、造成衬板与内衬钢轨之间的焊缝因疲劳破坏而开裂脱落、最终丧失其应有的功能，将衬板与钢轨之间用流动较好、强度高的混凝土壁填实从而减轻焊缝的疲劳破坏。（4）φ32水钻在混凝土壁上用开孔，用气割在衬板上开φ35的孔，通过φ25对拉螺栓将内衬钢板和仓壁外侧上附加的10钢板（作为底模用）进行固定，螺栓一端与内衬钢板塞焊、磨平，混凝土外侧的钢板用螺栓母拧紧，并将螺栓母与螺栓杆点焊，防止螺母脱落。同时将仓壁上的φ32mm水钻眼与φ25mm螺栓杆之间的缝隙灌注结构胶（防止螺杆松动和矸石内的水分从水转孔内流出，造成漏斗口处的电气设备短路等缺陷）。内衬钢板的大小覆盖现有被砸坏的内衬钢轨的范围、内衬板与钢轨之间的四周的空隙根据现场实际用钢板进行密封以保证后续灌浆时不溢流。（5）完成上工作后在上述两钢板之间用高强度灌浆料进行填充后，约72h即可投入正常生产。为了保证灌注质量，在每两个内衬钢轨间上部留置φ40mm的孔洞作为灌注口和排气口，以保证灌注质量，并视情况进行振捣。

三、主要施工过程

1、用钢筋网片封堵即将进行加固施工的仓上口原有的四个下料口，防止坠物伤人；

2、在仓的内部和外壁搭设施工脚手架。仓漏斗外脚手搭设三排脚手架；漏斗内脚手搭设采用方形（类似仓体内腔形式）满堂脚手架，自漏斗内下口开始搭设。

3、拆除已被损坏的钢轨内衬和松散的混凝土：用气割拆除漏斗内壁砸变形的钢轨，用电镐剔除钢轨道间破损处浮散砼。

4、按照原结构的配筋更换和补全钢筋：钢筋采用φ20双向钢筋@150mm，用电焊焊接好，单面搭接焊不小于10d，焊接钢筋用的焊条为E422焊条。

5、恢复并加固漏斗内壁I30内衬钢轨：将原有的单已经严重变形或磨损的钢轨切割拆除后按照原有间距进行焊接恢复。

6、安装对拉螺栓：用φ32水钻在原仓体结构上按照纵横方向400mm成孔，成孔完毕后用吹风机和毛刷将孔内的粉尘灰渣清理干净穿入M25对拉螺栓、并用专用结构胶将灌实对拉螺栓与水钻孔之间的空隙（即将对拉螺栓植于混凝土壁上）。

7、安装耐磨钢板：漏斗内侧将内衬钢轨补全、焊牢后，漏斗的内衬钢轨的轨顶面焊接20mm厚耐磨钢板。耐磨钢板与钢轨之间和耐磨板之间采用焊接，并将其与（6）埋植的M25对拉螺栓塞焊焊接。

8、用10mm钢板、水不漏、海绵条、胶泥及胶带纸等材料封堵耐磨钢板与原仓体混凝土之间的空隙，同时在每两根钢轨之间上部的封堵钢板上开孔φ40mm作为灌注口和排气口，以保证混凝土的灌注质量。

9、漏斗外侧附加10mm钢板借助钢板垫用螺母将其与M25对拉螺栓加固（作为高强灌浆料时的底模）。

10、浇筑灌浆料

10.1、仔细检查钢板周边是否存在空隙，必要时重新进行封堵；

10.2、按产品使用说明书的要求和现场的灌注用量加水搅拌灌浆料，直到将灌浆料搅拌均匀为止。

10.3、从仓内漏斗上口预留的孔洞灌注灌浆料。灌注到300mm高左右，为将缝隙灌注严密，用手锤敲打斜面的钢板。注意浇筑时，要安排好看护人员，如有漏浆部位要及时封堵。

10.4、对施工部位进行养护，防止过早受到冲击，影响灌浆料的强度。

11、施工应注意的事项：

11.1、必须对仓体上部的下（进）料口进行封堵，确保在仓内施工时无任何杂物吊入，造成人员和设备的伤害；

11.2、施工脚手架的搭设必须与原有结构之间进行可靠连接、确保架体的稳定；

11.3、仓内照明必须使用安全电压、同时做好通风管理，确保施工人员的职业健康；

11.4、必须与矿方协调生产抢修时间，施工期间禁止一切与之相关的设施移动。

11.5、必须严格点火票制度，施焊前做好现场安全确认，确保安全后才可进行施焊作业，并加强通风、防止烟尘伤害和粉尘爆炸等危险。

11.6、仓体内施工受空间限制，必须提前做好统筹安排，制定合理地施工顺序和材料的运输方案确保运输安全。

四、效果检查

在施工过程中不仅没有影响矿方的正常生产、无任何安全事，而且通过对上述仓体结构的加强和修复，其功能恢复到原来的状态并为矿方的各项任务指标的完成提供了保障，通节约了大量资金，经过一年的跟踪检查和与矿方反馈，被修补的仓体和漏斗结构均能正常使用且完好无损。目前这种危旧仓体和破损漏斗修复得到了集团煤业公司下属的各矿业业公司的认可、提供了借鉴效果，目前相关矿业公司参照此法对破旧仓体和漏斗进行了修复和加强加固、节约大量资金和土地。我单位对类似的处理方案做了不断优化和提高，对此类施工方法进行了系统归纳总结、并编制了作业指导书，在当前行业竞争非常激烈的环境下，工矿企业规模不断压缩、国家宏观调控政策的影响新建矿井建设大幅萎缩，作为以矿山建设为主的施工企业，要想生存、就必须在施工工程中，不断优化和提升此类工程的施工方案和水平，提高企业的生存能力，只有这样才能有效的企业的可持续发展。

作者：史贵生 单位：唐山开滦建设（集团）有限责任公司