古江林,李嘉喜,沈 睿(中煤陜西中安項目管理有限責(zé)任公司, 陜西 西安 710054)
青崗坪礦井設(shè)計有 2 個原煤倉,1 號原煤倉使用,2 號原煤倉備用臨時儲煤,直徑 15 m,倉高 32.29 m,倉容3000 t。1 號原煤倉于 2010 年 9 月開工,2011 年底投入使用。2017 年 6 月 23 日凌晨 6 時,1 號煤倉外倉壁標(biāo)高+11.000 m 處裂開約 0.8 m2的缺口,內(nèi)壁出現(xiàn)約 50 m2混凝土及鋼筋全部破損空洞,需要立即維修處理。分析其原因,第一是設(shè)計要求入倉原煤粒徑應(yīng)嚴(yán)格控制在 200 mm以下,但破損洞孔附近有大量粒徑 350 mm 的大塊煤,個別粒徑超過 400 mm,入倉原煤粒徑過大也是倉壁破損主要原因之一;其次是 1 號原煤倉刮板只開 2 號放煤口,1 號放煤口一直處于關(guān)閉狀態(tài),導(dǎo)致煤塊只向一個方向沖擊,造成現(xiàn)有破損部位遭受長期沖擊;三是設(shè)計要求煤倉嚴(yán)禁放空,留煤高度應(yīng)大于 20 m,而實際留煤高度多為 10 m以下,落煤高差大、對倉壁沖擊力大,這是倉壁嚴(yán)重破損的另一主要原因。
(1)以倉內(nèi)破損孔洞為中心,左右各寬 2 m、上方5 m、下方 3 m 的區(qū)域,確定為破損區(qū)域,分段(每段長約 1 m)鑿去松散混凝土,鑿毛倉內(nèi)壁表面,平整度不大于 4 mm。
(2)每隔 500 mm 在原構(gòu)件表面鑿出凹槽,形成剪力鍵(30 mm×15 mm)。
(3)用水沖凈,充分濕潤 48 h。
(4)倉內(nèi)壁中錨固長 220 mmΦ12 鋼筋,孔內(nèi)用高強(qiáng)型植筋膠填實,鉆孔直徑 Φ14,與內(nèi)襯鋼板穿孔塞焊。
(5)采用鋼板(Q235-B,厚度 12 mm)為內(nèi)襯做模板,每 2 m 一層,與植筋穿孔塞焊。
(6)在原有混凝土結(jié)合層涂刷一層高粘結(jié)性能環(huán)氧樹脂膠,分段澆筑 C35 高強(qiáng)度無收縮混凝土。
(1)分段破除孔洞周圍(以破損孔洞為中心,在直徑1.5 m 范圍內(nèi))松散混凝土,剔鑿上下口平整,外小內(nèi)寬,表面粗糙。
(2)鋼筋除銹:用鋼絲清刷外漏內(nèi)網(wǎng)鋼筋上的鐵銹,并用丙酮擦拭干凈。
(3)補(bǔ)鋼筋:將洞口內(nèi)網(wǎng)鋼筋扳直后按原圖補(bǔ)足縱向、橫向鋼筋,并與原鋼筋焊接牢固。
(4)外模板:用木模板打孔安裝防水穿墻螺栓與內(nèi)鋼襯板焊劑固定。
(5)涂刷界面劑。
(6)澆筑混凝土:澆筑 C60 高強(qiáng)度無收縮混凝土。
(7)拆除外模板,并對穿墻螺栓孔進(jìn)行封堵處理。
(8)對倉壁破損處采用與原設(shè)計相同涂料進(jìn)行粉刷。
(1)溜槽角度由原來的 52° 調(diào)整為 45°。
(2)加長原溜槽口直段使其深入放煤口。
(3)調(diào)整溜槽口截面:由 1 m×1 m 調(diào)整為 0.8 m×0.8 m,使塊煤直落倉底,減少對倉壁沖擊。
3.1.1 建立調(diào)度指揮機(jī)制
施工前建議建設(shè)單位派專職管理人員調(diào)度指揮,全力配合施工單位;要求總包單位必須服從調(diào)度指揮,每日(或每班)接到建設(shè)單位書面的開工通知后,施工單位方可入倉施工。
3.1.2 專題會議審核《施工組織設(shè)計及安全施工方案》
事前要求總包單位對《施工組織設(shè)計及安全施工方案》重點細(xì)化人員及材料、設(shè)備垂直運(yùn)輸方案、鋼模板及腳手架支撐方案、倉內(nèi)通風(fēng)安全措施,倉內(nèi)動火及防火措施等環(huán)節(jié)。
建議建設(shè)單位組織其 11 個部門參加《施工組織設(shè)計及安全施工方案》審核,要求總包單位詳細(xì)匯報上述重點,經(jīng)建設(shè)、設(shè)計、施工、監(jiān)理單位審核后,在征得建設(shè)單位11 個部門主要負(fù)責(zé)人確認(rèn)并簽字后,批準(zhǔn)該《施工組織設(shè)計及安全施工方案》。
3.1.3 建立監(jiān)理周例會制度
調(diào)度指揮、專題審核和周例會制度的嚴(yán)格執(zhí)行,為煤倉倉體修補(bǔ)工程的順利實施打下了良好的基礎(chǔ),對監(jiān)理的有效溝通協(xié)調(diào),起到了事半功倍的作用。
重點加強(qiáng)材料及人員運(yùn)輸、絞車及鋼絲繩、通風(fēng)及瓦斯監(jiān)控、腳手架搭設(shè)、高空作業(yè)人員、防火及防觸電等安全檢查。
3.2.1 采用鋼板吊凳消除人員上下安全隱患
進(jìn)入倉體的檢修口空間狹窄,作業(yè)人員出入安全是重中之重,更是重點監(jiān)控內(nèi)容??偘鼏挝挥媱澯孟缹S冒踩珟нM(jìn)行人員垂直升降,監(jiān)理單位提出用安全帶容易勒傷人員大腿根部及肩部,安全繩容易旋轉(zhuǎn)使人員眩暈;建議用鋼板與鋼筋焊接吊凳,垂直升降人員固定在吊凳上,再用雙手扶住軟梯,杜絕勒傷、旋轉(zhuǎn)、眩暈等安全隱患。該方案使用效果良好。
3.2.2 倉內(nèi)作業(yè)平臺搭建
將煤倉煤注到作業(yè)高度,利用建設(shè)單位廢舊膠帶,鋪設(shè)在煤倉留煤之上形成修補(bǔ)作業(yè)平臺,在舊膠帶平臺上搭設(shè)少量腳手架滿足修補(bǔ)作業(yè)需求。舊膠帶良好的可塑性適應(yīng)煤倉留煤高低不平,且具有絕緣及防火功能,同時還能廢物再利用。
3.2.3 倉外吊籃作業(yè)
要求施工單位施工前必須在地面將外模板制作好,盡可能縮短吊籃的作業(yè)時間,并且在作業(yè)時進(jìn)行風(fēng)力測量,將風(fēng)力控制在2級以內(nèi)方可作業(yè),施工前認(rèn)真仔細(xì)檢查吊籃的吊繩及固定裝置,確保了倉外吊籃作業(yè)的安全。
3.2.4 清潔劑的使用
修補(bǔ)方案中的鋼筋清潔劑全部為丙酮。由于丙酮為有毒液體,容易造成人員輕微中毒,倉內(nèi)為封閉空間,因此不適合在倉內(nèi)使用,建議鋼筋清潔劑全部使用酒精。此建議得到設(shè)計、建設(shè)單位的認(rèn)可和好評。
逐一復(fù)核每一錨固鋼筋的尺寸,有效保證鋼筋錨固長度、灌漿料澆筑厚度。嚴(yán)格控制焊條的使用,E50 型焊條焊接鋼筋、E43 型焊條焊接鋼板,嚴(yán)禁混用,保證鋼筋、鋼板焊接質(zhì)量。嚴(yán)格控制植筋膠的注入量及與鋼筋錨固強(qiáng)度;嚴(yán)格按灌漿料工序控制灌漿料各項作業(yè),確保灌漿料施工質(zhì)量。
3.3.1 選擇合適的鋼襯板尺寸
倉內(nèi)鋼襯板既防止沖擊倉壁,又是灌漿料內(nèi)模板,鋼板只能通過煤倉檢修口運(yùn)入倉內(nèi),煤倉檢修口尺寸為:60 cm×80 cm,如何保證鋼板運(yùn)入倉內(nèi)是監(jiān)理的重要控制點;建議采用 2.4 m×3 m 鋼板,在倉外切割成 3 個 0.8 m×3 m鋼板。相比采用 2 m×2 m 鋼板可以大幅度減少鋼板切割、焊接量,縮短工期,杜絕廢料、節(jié)約成本。
3.3.2 嚴(yán)格控制倉內(nèi)焊接
倉內(nèi)對鋼筋、鋼板進(jìn)行焊接作業(yè)是不可避免的,一是制定嚴(yán)格的倉內(nèi)動火批準(zhǔn)程序;二是監(jiān)理檢查每次動火前瓦斯檢查結(jié)果,確認(rèn)瓦斯含量低于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)時方可作業(yè);三是嚴(yán)禁可在倉外焊接的作業(yè)工序進(jìn)入倉內(nèi)。開工前建議建設(shè)單位給所有在倉內(nèi)作業(yè)的人員全部配備瓦斯報警裝置,施工方案中規(guī)定倉內(nèi)瓦斯含量在 5% 以下方可作業(yè),2% 以下方可動火。由于倉內(nèi)使用便攜式瓦斯測量儀測量瓦斯含量,存在一定誤差,監(jiān)理要求實測的瓦斯含量在4%以下方可作業(yè),瓦斯含量在 1% 以下方可動火作業(yè),確保了施工安全,同時還要求瓦斯檢查員在每次動火作業(yè)前,必須進(jìn)行倉內(nèi)檢查瓦斯。
建設(shè)單位規(guī)定倉體修補(bǔ)在每天 8∶00~18∶00 時作業(yè),監(jiān)理通過嚴(yán)格控制施工準(zhǔn)備、吃飯、善后時間,確保每天正常作業(yè)時間能夠在 7 h 以上,在 45 d 內(nèi)完成了倉體修補(bǔ)作業(yè)。
(1)使用無收縮灌漿料縮短工期 15 d 左右。
(2)盡一切可能減少倉內(nèi)作業(yè):一是施工準(zhǔn)備工作倉外徹底做完;二是鋼板切割尺寸準(zhǔn)確無誤;三是鋼板吊凳調(diào)試運(yùn)行良好;四是人員崗前培訓(xùn)充分有效。
一是免去了混凝土振搗工序及簡化攪拌工序,使工期縮短 15 d;二是減少倉內(nèi)同時作業(yè)的人員,更加安全;三是降低施工難度,有效提高了倉壁實體質(zhì)量。
原來礦井煤倉設(shè)計均為螺旋鑄石溜槽煤倉,螺旋溜槽可以有效防止煤塊沖擊倉壁,因施工復(fù)雜、鑄石容易破損、更換溜槽鑄石困難等原因,已逐漸淘汰螺旋溜槽布置方式,現(xiàn)階段煤倉設(shè)計均為光壁直筒倉。
為防止煤倉冬天凍倉、堵倉,夏天高溫著火,煤倉經(jīng)常放空;入倉大塊煤多、放煤口設(shè)計不規(guī)范。這些原因致使現(xiàn)有煤倉,尤其是倉徑 15 m 左右的煤倉,往往存在倉壁不同程度損壞現(xiàn)象。
舉一反三,進(jìn)行定期不定期回訪,將事故隱患消滅在萌芽狀態(tài)之中。在審圖時提出該問題,防微杜漸。
事前要求總包細(xì)化《施工組織設(shè)計及安全施工方案》人員及材料、設(shè)備垂直運(yùn)輸方案、鋼模板及腳手架支撐方案、倉內(nèi)通風(fēng)安全措施,倉內(nèi)動火及防火措施等環(huán)節(jié),方案提交前參與了相關(guān)研究討論,監(jiān)理事先告知建設(shè)單位 11個部門主要負(fù)責(zé)人相關(guān)細(xì)節(jié)內(nèi)容,方案報審后建設(shè)單位 11個部門順利確認(rèn)簽字,溝通協(xié)調(diào)起到了重要作用。
修補(bǔ)方案調(diào)整了放煤口傾角并加長了溜槽口,之所以調(diào)整是因為原先的放煤口傾角正好使塊煤沖擊倉壁,換而言之,這也是倉壁破損的另一原因。本次調(diào)整完后使用良好,有效地減少了煤塊對倉壁的沖擊。
另外,放煤口附近的結(jié)構(gòu)梁損壞也很嚴(yán)重。由于難以綁扎鋼筋、支設(shè)模板,未進(jìn)行加固處理,如何從設(shè)計開始防范此類破損發(fā)生是應(yīng)考慮的內(nèi)容之一,也是監(jiān)理可以在審圖階段提出問題的內(nèi)容之一。