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25m筒仓预应力施工方案

陕西彬长矿业集团有限公司

小庄矿井选煤厂原煤仓预应力施工方案

编制：

周明亮

审核：

杨飞谋

二零一零年十一月二十日

一、预应力工程概况

该工程位于内蒙古东胜万利矿区，为陕西彬长矿业集团有限公司小庄矿井选煤厂的原煤仓，此工程共有原煤仓三座，每座原煤仓内径均为25m，混凝土高度为47.607m,仓壁厚为370mm，20.959m～47.437m采用C40预应力钢筋混凝土。

仓顶盖为C40钢筋混凝土正截锥壳。

锚具封锚采用膨胀性C30混凝土。

仓壁混凝土结构采用滑模的施工工艺。

原煤仓的仓壁采用无粘结预应力施工工艺，预应力筋采用d=15.2无粘结预应力钢绞线，张拉端锚具采用符合规范要求的OVM15-7夹片式锚具，及配套的熟铁锚垫板（钢号Q235）和Φ12螺旋筋（七孔锚垫板大样图见图一）。

图一：

七孔锚垫板大样图

每座原煤仓都设4个扶壁柱，每一周圈由2段无粘结预应力筋组成。

无粘结预应力筋为180度包角，相邻两圈无粘结筋的张拉端交错90度布置，分别锚固在2个扶壁柱上，扶壁柱宽3.0m。

无粘结预应力筋环绕半径为12.72m，每座原煤仓仓壁预应力筋按环向布置，从标高20.959m～47.437m共设置了50圈7ΦS15.2无粘结预应力筋。

分别为：

标高20.959m～28.909m间距为450mm共18圈无粘结预应力筋；

标高28.909m～37.409m间距为500mm共17圈无粘结预应力筋；

标高37.409m～45.637m间距为850mm共10圈无粘结预应力筋；

标高45.637m～47.437m间距为300mm共5圈无粘结预应力筋。

二、工程项目管理机构

成立预应力项目管理小组，由项目经理、项目工程师、生产经理及技术工人等组成。

三、施工准备工作

1、技术准备

1）根据设计要求编制预应力施工方案，绘制施工节点详图；

2）准备有关材质检验试验资料；

3）向监理、总包报送有关施工资料；

4）组织有关人员熟悉图纸，学习有关规范，向作业人员进行技术安全交底。

2、劳动组织及劳动力计划

1）预应力工程的劳动组织充分考虑到预应力施工的特点，即：

各工种同时交叉作业，预应力仓壁滑膜工艺施工，24小时连续作业，根据综合考虑初步确定劳动力安排如下：

预应力劳动力需用量计划

工种

技术工

张拉工

维修工

人数

18人

12人

1人

2）组织

A、员：

2人/台千斤顶

B、现场设备专门机具维修人员，设备出现故障，立即修理或更换，不能耽误张拉。

C、工长在现场负责人员及设备的组织调配，抓好质量进度与安全，协助工程师处理有关技术问题。

D、工程师在现场巡回检查，出现问题，及时处理。

E、清理好张拉端，准备好工作面。

F、所有钢筋工、张拉工及设备维修工均经专业培训，经考核认定合格后，方可持证上岗。

3、材料准备及材料计划

1）预应力筋

钢绞线尺寸

钢绞线

结构

钢绞线

公直径mm

强度级别

（N/mm2）

截面面积

（mm2）

1×7

Φ15.2

1860

140

A、根据设计要求，本工程预应力筋采用高强II级低松弛钢绞线，直径15.2mm，钢绞线抗拉强度标准值fptk=1860N/mm2。

B、钢绞线进场时必须附有产品合格证书，产品质量必须符合国家现行标准《预应力混凝土钢绞线》（JG161-2003）中规定，并按规定送检复试。

2）主要材料需要量计划

根据现场实际使用情况，合理安排生产和运输，保证提前供应，既不影响工期，又不致造成积压，以免浪费资源。

主要材料需用量计划

序号

材料名称

单位

数量

1

无粘结预应力筋

吨

约110

2

张拉端锚具

套

约1200

3

螺旋筋

个

约1200

4、主要施工机械准备及需用量计划

拟投入本工程的主要施工机械及工具表

机械名称

数量

机械名称

数量

ZB-500型油泵

6台

对讲机

3对

YCM-150型千斤顶

6台

卸锚器

3件

ZLP800型电动吊篮

3套

380V配电箱

6只

砂轮锯

2台

220V配电箱

6只

砂轮切割机

6台

7孔工具锚、限位板

6套

直尺（200mm）

4把

千斤顶吊架、索具

6套

压力表（60MPa）

12块

四、质量保证体

1、工程质量控制程序

合格

合格

合格

合格

合格

方案

审批

技术交底到各小组

各小组布筋张拉自检

不合格

各小组互检

质检员专检

现场工程师检验

监理检验

进入下道工序

合格

不合格

重新整改

不合格

重新整改

不合格

重新整改

不合格

重新整改

不合格

重新整改

2、质量保证措施

1）锚具采用符合《预应力锚具、夹具和链接器应力技术规程》（JGJ85-2002J219-2002）产品，并具有产品质量保证书，锚具的进场验收按《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-2002）进行。

2）无粘结预应力筋采用符合设计要求的1860级，ΦSj15成品无粘结预应力钢绞线，具有产品质量保证书。

产品符合《预应力混凝土钢绞线》（JG161-2003）要求。

并按规范要求在使用前进行力学性能检验。

并测定出钢绞线的实际弹性模量。

3）当仓体结构混凝土同条件养护试块强度达到100%设计强度后，并经有关部门和现场监理工程师确认后方进行两端张拉施工。

为避免不对称张拉带来的不利影响，施工中采用同一水平的两根半圆束同时张拉。

4）张拉顺序为预应力筋束自下而上隔根张拉，然后自上而下隔根张拉。

5）张拉仪表精度不低于1.5级，并在施工前进行检定。

张拉仪表及千斤顶在使用前经计量检测部门进行配套校验。

6）在张拉施工过程中，随时观测各种数据的变化。

采用压力表控制应力，并用伸长值进行校核，张拉伸长值控制在+6%～-6%以内，如超出此范围暂停施工、分析原因采取措施处理后，方能继续施工。

7）严格按张拉施工操作规程施工，各张拉小组服从统一指挥，采用对讲机相互间协调配合，以保证整个原煤仓所建立的预应力值均匀准确。

8）张拉完成后用砂轮切割机切割超长无粘结筋，钢绞线外露30mm。

再进行锚具封锚。

9）锚具密封：

涂刷环氧树脂后，支模浇注C30细石微膨胀混凝土。

张拉伸长值：

在张拉前，对每根无粘结筋的张拉伸长值进行计算后列出。

ΔL=

式中：

Fp——平均张拉力

Es——预应力筋弹性模量

L——张拉端至计算截面预应力筋孔道长度

Ap——预应力筋截面面积

其中：

Fp=Fj[1-（kL+μθ）/2]

Fj——预应力筋的张拉力

μ——预应力筋与孔道壁之间的摩擦系数。

取0.09

θ——从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角（rad）

k——每米孔道局部偏差对摩擦影响的系数。

取0.004

预应力筋张拉伸长值：

ΔL=281mm（

3、预应力施工中的质量控制点

为保证预应力施工质量，必须首先牢牢把握住施工中的质量控制点：

1）材料质量：

包括钢绞线、锚夹具、高密度聚乙烯外皮等。

2）预应力筋的铺设：

包括定位筋焊接、预应力筋的穿束、张拉端的组装等。

3）张拉设备按期标定。

4）张拉质量，首先必须按无粘结预应力所特有的张拉工艺进行张拉，其次应确保张拉控制力及预应力筋张拉伸长值。

5）成品保护：

包括混凝土浇注前钢绞线防护（主要是防止硬物重击变形及防止电气焊触碰）、无粘结预应力筋外皮的保护以及防止无粘结材料外露等。

4、质量评定与质量回访

按照中华人民共和国国家标准《混凝土结构工程施工质量及验收规范》（GB50204-2002）、《预应力混凝土钢绞线》（JG161-2003）及《无粘结预应力钢绞线》（JG161-2004）的规定进行质量评定，工程质量必须符合上述标准的要求。

在工程结构封顶和工程竣工后对施工质量进行回访，请建设单位设计单位建立单位总包单位对预应力的施工质量服务态度相互配合等方面进行评定，并认真做好回访记录。

五、工期保证体系

1、工期保证体系构成

预应力施工工期由项目部全面负责协调各职能人员，组成工期保证体系：

2、工程进度计划

预应力筋下料组装及配件均在施工现场完成，其它工作土建结构施工，整体部署及工期穿插或平行进行预应力施工，即不占用土建结构施工日历天数。

3、工期保证措施

1）无粘结预应力筋的加工

无粘结预应力筋、锚具及配件均按照设计要求，在施工现场内，根据施工进度计划提前进行定长下料组装并运到施工部位。

2）预应力筋铺设

根据土建总体施工进度要求，预应力筋铺设按滑膜浇注混凝土同时进行，与普通钢筋的绑扎穿插完成，为提高工效做到一次成活，避免返工，保证施工质量，严格按照工艺流程组织各道工序施工。

在劳动力组织方面，与土建施工作业时间同步，确保不因预应力方面原因影响施工的正常进行。

3）预应力筋张拉

当混凝土强度达到设计要求，具备张拉条件后，立即组织进行张拉。

4）计划管理保证

在总工期的宏观控制下，编制预应力分项工程施工进度计划，保证工期，使每个人明确自己的工作量。

5）劳动力安排保证

根据总包工期要求，适时调整劳动力，并保证作业人员按时进场，做到不窝工，不延误工期。

6）物资设备保证

保证材料供应，确保各种机械设备的正常运转，不因材料机械耽误施工，有足够的各类机械以保证生产的需求。

7）技术措施保证

根据确定的施工流水段，组织切合实际的交叉作业，编制可行而又高效的施工方案和技术措施，采用合理的工艺流程，及时做好针对性的技术交底，使施工人员深刻领会，做到熟能生巧。

8）强化质量控制手段

强化自检、互检、交接检，，缩短工序时间，提高一次合格率，施工进入良性循环。

9）奖罚制度

对按计划完成施工的班组给予奖励，拖延工期的给予处罚，按季度、月、周，进行检查评比。

六、预应力施工方法

预应力施工严格按照《无粘结预应力混凝土技术规程》（JGJ/T92-2004）；施工。

1、无粘结预应力筋的制作、包装及运输，按规程第；

无粘结钢绞线断料，应按计算长度用无齿锯切割，不得使用气割或电焊切割。

2、无粘结预应力筋的铺设和混凝土浇注，按规程第；

3、仓壁无粘结筋铺设之前,先绑扎仓壁普通钢筋,以形成基本骨架。

即可按设计要求的预应力筋标高，点焊Φ10钢筋支架，制成一个骨架，每座原煤仓的每一周圈布置54个骨架，骨架间距为1500mm（骨架布置示意图见图二）。

无粘结预应力筋支架的点焊可与仓壁非预应力钢筋骨架的Φ6钢筋相结合（预应力筋骨架大样图见图三）。

图二：

仓壁预应力筋骨架布置示意图

图三：

仓壁预应力筋骨架大样图

4、预应力筋采用单根穿束，当同一圈7根无粘结筋全部穿束完成后再捆扎成一束。

预应力筋绑扎固定可用铁丝与支架钢筋进行绑扎。

铁丝不宜扎得太紧，以免塑料层有明显刻痕和压纹。

预应力筋宜从最下一圈开始穿起，由下至上依此进行。

从一张拉端穿入另一张拉端，在穿行过程中，仓壁侧应每隔一定长度派专人递送。

应与其他施工人员密切配合，尽量避免塑料外皮破损，如发现破损，可用防水胶带进行缠绕修补，如破损严重应予以更换。

每一端部锚垫板外留钢绞线张拉长度不小于700mm。

无粘结筋固定必须牢靠，当电焊作业在无粘结筋的上部进行时，应采取有效措施防止无粘结筋损坏。

5、预应力筋铺设技术要求：

1）预应力筋支架焊接要牢固，隔层间距要准确。

2）预应力筋放筋时要防止外层塑料皮被硬物磕破，当每束穿完两根时，要把这两根与定位支架先绑牢（这样后五根筋的穿过不会在穿线过程中出现交叉等现象，钢绞线也会顺底层筋平顺地通过）。

3）单根穿线过程中，同一束两端锚垫板各孔要对应一致。

4）当一束钢绞线都穿齐了，要把整束五根筋与定位支架平顺绑牢。

5）预应力筋锚垫板必须与外模板贴严，固定锚垫板，要稳固，螺旋筋位置要紧贴锚垫板，并要固定牢靠。

6）同圈预应力筋在扶壁柱中会交错，两束间距为50mm，一束在上，一束在下，所以在同一扶壁柱张拉端预应力钢绞线，各圈各钢束交错位置要层层一致，即同一截面的。

同一扶壁柱同圈对应锚垫板上下位置高差50mm。

7）张拉端无粘结筋预留长度不小于650mm。

以上预应力筋铺设要求是后续预应力张拉顺利进行的保证，从而使整个筒仓建立良好的预应力效果。

8）无粘结筋铺设完毕后，扶壁柱端部固定螺旋筋和锚垫板，锚垫板应固定牢靠，与预应力筋中心线末端的切线相垂直。

锚垫板的中心高度应与无粘结筋的矢高要求相吻合。

9）在完成全部钢筋绑扎、无粘结筋敷设完成后，应进行隐蔽工程的验收，当监理工程师确认合格后方可浇灌混凝土开始滑膜。

10）浇捣混凝土时，应防止振动棒将无粘结筋塑料外皮凿破。

因张拉端钢筋较为集中，混凝土浇捣必须注意振捣密实。

混凝土浇捣时，施工人员严禁踏压无粘结筋、支架及预埋件。

同时注意端部和钢筋较密处混凝土的密实性，防止发生空洞现象。

6、无粘结预应力筋的张拉，按规程第，仓壁预应力筋均采用两端张拉。

1）按设计要求：

仓壁环向预应力的张拉，采用4套张拉设备,分别置于2个扶壁柱上,对同一圈2束无粘结筋两端同时张拉。

2）张拉顺序:

先在1#、3#扶壁柱上，张拉奇数圈，奇数圈自下而上进行张拉。

奇数圈张拉完毕后，张拉设备转移至2#、4#扶壁柱上，张拉偶数圈预应力筋。

偶数圈自上而下进行张拉。

预应力筋张拉采用应力和伸长值双控制。

张拉程序见下表:

张拉步骤

伸长量的确定

0～15%σcon

量测并记录当前状态下千斤顶引伸量a及工具夹片外露量d

15%σcon～30%σcon

量测并记录当前状态下千斤顶引伸量b

30%σcon～103%σcon

量测并记录当前状态下千斤顶引伸量c及工具夹片外露量e

维持100%σcon2分钟后锚固。

钢束伸长量b+c-2a-（d-e）-f

f－千斤顶内预应力筋伸长量

3）张拉力计算：

预应力筋张拉控制应力=1395N/mm2，为减少预应力筋的应力松弛损失，施工时采取超长张拉，但最大张拉应力不得超过0.75fptk。

单根预应力筋张拉力为1395×140×1.03=201.159KN

7根无粘结筋张拉力为7×201.159=1408.1KN

张拉时应做到无粘结筋、锚具与千斤顶三对中，张拉过程应均匀。

张拉完毕后，应检查端部和其他部位是否有裂缝，并填写张拉记录表。

4）预应力张拉操作程序及安全注意事项

A、张拉前检查油泵、千斤顶是否正常，压力表是否与千斤顶配套安装，检查吊篮是否正常升降，检查吊千斤顶钢丝绳是否牢靠。

B、张拉操作人员在张拉操作部位时，必须戴好安全带，安全帽。

C、同一筒仓先张拉奇数圈，从下而上隔圈4台千斤顶同时依次两端张拉，然后自上而下张拉偶数圈至张拉完毕。

D、操作人员到张拉部位，先检查锚垫板后砼是否密实，外观有无空洞，如无问题将锚垫板上砼必须清理干净，露出钢板。

E、用扁铲将张拉端预留长度的钢绞线的外塑料皮铲去，外皮必须铲到锚垫板根部并清理干净，总之锚垫板外不能有塑料皮存在，（防止在张拉过程中塑料皮进入夹片的卡牙内，钢绞线出现滑丝现象）。

F、在上锚具之前检查两端张拉端钢绞线预留长度是否合适，通过对讲机保持联系，如两头有一端长度不合适，提前调整。

G、两张拉端检查无任何情况后，安装锚具，锚具安装必须与锚垫板紧密贴严夹片必须打紧。

H、安装限位板，千斤顶，工具锚，工具夹片，将工具夹片均匀打紧，各夹片外露长度要一致，不能有里出外进等现象，安装千斤顶，千斤顶轴线要与锚垫板必须垂直。

I、通过对讲机联系张拉小组，千斤顶是否正确安装完毕，各小组检查无误后，4台千斤顶同时开机张拉至初应力15%σcon时，停机量测并记录缸体伸出量a及工具夹片外露长度d，然后同时开机张拉至30%σcon时，停机测量并记录缸体伸出量b，然后继续同时开机张拉至103%σcon时停机测量并记录缸体伸出量c及工具锚夹片外露长度e，持菏2分钟，计算实测伸长量是否在理论伸长量±6%范围内，如无问题，将压力表读数补至设计压力，然后卸菏。

J、在张拉施工过程中随时做好张拉施工记录，观测各种数据变化，采用压力表控制应力并用伸长值进行校核，张拉伸长值控制在±6%内，如超出此范围暂停施工，分析原因采用措施处理后方能继续施工。

K、实测伸长量计算:

b+c-2a-（d-e）-f

f－千斤顶内预应力筋伸长量

L、张拉完毕后切除多余钢绞线，锚头预留钢绞线长度不小于3cm。

M、在千斤顶张拉过程时，操作人员必须精神高度集中不能随便离开油泵，密切观察张拉端变化情况，千斤顶后工具夹片是否全部叼住钢绞线，整束7根在张拉过程中是否同时行进，如有一组异常，通过对讲机联系必须全部停机，异常排出后才能同时张拉。

千斤顶后方绝对不允许站人，以防止钢绞线及夹片断裂后飞出伤人。

N、在千斤顶初应力后应及时将吊链松开，防止吊千斤顶吊环由于千斤顶出缸时作用力太大，把吊环弄断。

O、张拉小组必须服从统一指挥，相互间协调配合，严格按照张拉操作程序施工，以保证所建立的预应力效果均匀准确。

仓壁非预应力筋施工

仓壁预应力筋骨架安装

骨架制作

安装承压板及螺旋筋

锚具体系检验

安装无粘结钢绞线

无粘结钢绞线下料

无粘结钢绞线检验

预应力工程隐蔽验收

浇注砼、滑升模板

张拉设备及仪表配套校验

安装张拉专用电动吊篮

吊篮安全验收

清除锚垫板外杂物

割除塑料外皮

安装锚具及千斤顶

转入下道工序施工

支模浇注封锚砼

锚具涂防腐环氧树脂

切除多余长度无粘结筋

张拉质量检验

预应力筋张拉锚固

7、施工工艺流程

七、环境保护与安全管理

1、环境保护

预应力施工过程中的各个环节、各个工序应注重环境的保护，正确使用易污染环境的材料和机具设备，施工过程中严格控制噪音，不扰乱其他工种人群。

1）对施工工艺进行不断革新，在预应力材料生产、制造和施工过程中树立环境保护意识。

2）对废弃的材料采取措施防止对环境产生破坏。

3）提高所有参与施工的管理人员及工人增强对环境保护问题的认识。

4）社会的每一个成员都有保护环境的责任和义务。

2、安全管理

1）张拉前每个扶壁柱均安装张拉施工用电动吊栏，电动吊栏的宽度大于0.8m，护身横杆高度不小于1.3m，并挂安全网，以防止张拉作业人员高空坠落事故发生。

电动吊栏荷载应满足张拉设备及人员的荷载要求。

电动吊栏承担的荷载如下：

施工人员：

3人80kg×3=240kg

张拉设备：

1台套350kg

吊架、索具、工具计100kg

总计：

690kg

拟采用荷载为800kg吊栏。

2）张拉施工人员除遵守本工序的安全操作规程外还应遵守电动吊栏安全施工操作规范。

安全带不得栓挂在电动吊栏上，必须栓挂在与筒仓上部可靠联结的安全绳上。

3）施工用电闸箱应有漏电保护器,施工用的电源线应完好无损,并防止利器划伤,并按有关规定敷设,以防止人员触电。

4）张拉机具要有防雨措施，每天施工完毕应用塑料布覆盖油泵，防止雨淋，雨后施工要进行张拉设备绝缘性能检测，以防触电事故发生。

5）张拉施工时应避免立体交叉作业，张拉施工人员上方和下方不得有其他人员施工。

6）预应力张拉施工应遵守操作规程，戴好安全帽和安全带并做好自身的安全防护。

千斤顶后方不得站人，以防止钢绞线及夹片断裂后飞出伤人。

7）油泵与千斤顶的操作者必须紧密配合，只有在千斤顶就位妥当后方可开动油泵。

油泵操作人员必须精神集中，平稳给油回油，应密切注视油压表读数，张拉到位或回缸到底时需及时将控制手柄置于中位，以免回油压力瞬间迅速加大。

张拉操作人员应精神集中，在张拉过程中不得离开油泵，如必须离开时应关机后才可离开。

8）张拉操作人员在张拉过程中，锚具和其他机具应妥善放置，防止高空坠落伤人。

油管接头处和张拉油缸端部严禁手触站人，应站在油缸两侧。

9）建立自身的安全保障体系，由项目负责人全面管理，设安全员一名，具体负责预应力施工的安全。

10）在进行技术交底时同时进行安全施工交底。

11）张拉操作人员必须持证上岗。

12）预应力施工人员进入现场应遵守工地各项安全措施要求。

八、预应力施工验收和技术资料

1、预应力专项工程施工及质量检查验收依据

1）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）；

2）《预应力混凝土钢绞线》（JG161-2003）；

3）《无粘结预应力钢线》（JG161-2004）；

4）《预应力锚具、夹具和链接器应力技术规程》（JGJ85-2002J219-2002）；

5）《无粘结预应力钢筋专用防腐润滑脂》（JG3007-93）；

6）《无粘结预应力混凝土技术规程》（JGJ/T92-2004）；

7）其他有关国家及行业标准。

2、预应力施工技术资料

1）预应力专项工程施工方案，技术交底、安全交底；

2）预应力钢绞线、锚夹具合格证、材质检验报告、复检报告；

3）预应力分项工程检验批、隐蔽验收记录；

4）预应力筋张拉机具标定书；

5）预应力筋张拉记录；

6）其它资料。