气膜穹顶儲仓技术的应用

时间：2024-07-28

闫亚汐李云鹏

（1华北理工大学轻工学院，河北唐山 063000 2唐山钢铁国际工程技术有限公司，河北唐山 063000）

气膜穹顶儲仓技术的应用

闫亚汐1李云鹏2

（1华北理工大学轻工学院，河北唐山 063000 2唐山钢铁国际工程技术有限公司，河北唐山 063000）

随着冶金工艺的迅速发展，对大型儲仓的要求日益严苛，一种新型的儲仓技术——“气膜穹顶儲仓”应运而生。与传统的混凝土儲仓、钢儲仓相比，这种新兴的儲仓形式以其各项优越的性能迅速抢占了市场。气膜穹顶儲仓不仅在结构技术方面有了很大的突破，在施工方面更是有着传统儲仓无法媲美的优势。本文重点介绍气膜穹顶儲仓的工艺原理及施工流程，可供有关技术人员借鉴。

气膜穹顶儲仓技术优势施工流程

0前言

气膜穹顶儲仓以性能优良的柔软织物为外膜并将其固定在按设计要求施工完毕的环型基础上，向膜内持续输入空气并保持膜内恒压状态做为施工荷载支撑，随后依次在膜内喷涂界面剂、聚氨酯泡沫层、分层绑扎结构钢筋、逐层喷射混凝土，最终形成具有一定刚度、能够覆盖大空间的仓储结构体系[1]。

相较于传统的儲仓形式，气膜穹顶儲仓利用定型气膜充气后做为外模板（永久保留不拆除），替代传统的木、钢模板工艺；采用恒压的空气替代传统的脚手架等做为外膜及施工过程中的支撑系统[2-3]；利用特定的施工机械提供全方位的施工作业平台，替代传统的脚手架作业平台；采用喷射混凝土替代传统的混凝土浇筑工艺；采用喷射聚氨酯泡沫层替代传统的外墙保温施工工艺；利用机械设备替代大量人工作业以提高劳动效率[4]。

1. 术优势

气膜穹顶儲仓具有以下技术优势：

（1）结构坚固：

气膜钢筋混凝土穹顶储仓结构力学性能好，由于其顶部的拱形设计在相同高度下体型系数较小，能适应较大的荷载；并且圆形深仓有很强的抗地震，抗飓风能力，比传统的混凝土筒仓更坚固耐用。

（2）防水性能强：

气膜钢筋混凝土穹顶储仓的外膜是由持久耐用的高张力织物和PVC涂层加工而成，自身具有很强的防水性能和自洁性能。气膜整体是通过射频焊接成型，焊接强度和密封性都很强，有效消除了潜在的漏点源。

（3）保温性能好：

气膜钢筋混凝土穹顶仓的外膜和钢筋混凝土外壳之间连续喷涂一定厚度的聚氨酯泡沫作为夹心层，最大限度的降低了建筑结构中的温度波动，也最大限度地减少和消除了由于储存产品中的潮气产生的冷凝问题，保持了仓体结构的干燥，增强了仓体结构的耐久性

（4）填装容量大

与相同直径和高度的传统筒仓相比，穹顶储仓的存储量增加了30%以上，如图1所示。

图1 容量对比图

（5）地基处理节省

传统结构形式的儲仓在遇到不规则地质条件时，需要进行地基处理，或换填、或强夯。气膜钢筋混凝土穹顶储仓极佳的结构稳定性和结构刚性，使其可以在不规则的地质条件下均匀分布荷载，很好地应付不同的沉降，在多数情况下都不需要深基础，不同程度为客户节省了大量投资费用。

（6）耐高温、抗火灾、遏制爆炸能力高

在极端高温和火灾情况下，穹顶储仓的受压売体结构更为稳定；仓体内光滑的外表面不利于煤尘的堆积，减小了仓内储煤自燃、爆炸的可能性。与传统筒仓相比，穹顶储仓结构的独特性使其在耐高温、抗火灾和遏制爆炸性能上更高一筹。

（7）建筑成本低、节能环保

穹顶储仓的売体结构能较好地达到用较少的建筑材料建成较大储量储仓的效果，从而减少不必要的自然资源的消耗，相对同样储量的传统筒仓建筑成本可节约10%以上。在施工及运营期间，穹顶储仓能更有效地控制潜在的污染物，其独特的施工方法避免了大量建筑垃圾的产生，仓内施工也有效减少了粉尘排放，施工更加绿色、节能和环保。

（8）仓体外形及取料形式多样化

穹顶储仓形状可以根据现场布局和业主需求进行多样变化，可采取更低矮的穹顶外形、不设直墙的半球甚至采取长椭圆等多种形状。储仓的存储和输送系统，包括地上和地下廊道的取料系统也可根据储仓外形有针对性地选择不同的解决方案，这方面较传统的筒仓有着不可类比的优势。

2. 工流程

根据地质堪察报告和地质条件确定地基处理方案并开始施工，地基处理的目的确保基底能长期承受存储煤炭和搬运系统的荷载要求。由于穹顶储仓结构的独特性，一般情况下不需要深基础。地基处理完成后，工作转入穹顶仓环形基础和廊道系统的施工。廊道和环基施工完成后，须采用混凝土、灰土或砂石进行基础回填。基础和廊道系统完工后，进行穹顶仓施工作业前的准备工作。为防止尖锐物划损气膜，首先将环基预留插筋弯叠，并用棉被或棉毡等保护覆盖；随后，按照平面规划将钢材、大件工器具等提前按计划位置堆放于仓内地面并用隔离物覆盖；接下来展开气膜，并将其边缘牢牢固定到环形基础上。

吹膜过程用时较短，将大型的风机与气膜连接在一起，启动送风并适当调整送风流量，使气膜形状达到设计要求。吹膜完成后，仍需在随后的施工过程中让风机持续鼓风保持膜内气压的稳定，直到钢筋混凝土壳体具有承受自重能力为止。在吹起的气膜内侧喷一层界面剂，随后分层喷涂聚氨酯泡沫保温层，达到设计要求的厚度。在喷涂聚氨酯泡沫的过程中，预埋钢筋标签。钢筋标签用于固定钢筋，应锚入泡沫层约2cm的深度，保证其有足够的锚固度，防止绑扎钢筋后受拉拔出。构造钢筋放置在泡沫保温层之上，用钢筋标签进行固定。同时，需在纵、横向钢筋交点位置按照方案要求绑扎仓壁厚度控制标签（可采用钢筋，长度等于该部位设计的壁厚），用以混凝土喷射时掌握和控制混凝土壁厚。构造钢筋绑扎完成后，进行构造层混凝土喷射，以增加壳体刚度，为绑扎结构钢筋和喷射结构混凝土提供条件。完成一个壳体施工需要多次绑扎钢筋和多次喷射混凝土，直到达到穹顶储仓仓体的设计厚度值。厚度会随着仓上位置的不同而变化。

当売体钢筋混凝土强度可以承受自重荷载时，停止充气、开启预留孔洞、取出仓体内施工设备并完成后期零星施工，最后，按设计要求将预留或开启的施工门洞封堵。