钢板-混凝土组合技术在地下粮仓中的应用分析

钢板一混凝土组合技术在地下粮仓中的应用分析　王珂　王振清　丁永刚　殷鹏　（１．河南工业大学土木建筑学院，河南郑州４５０００１；２．河南工大设计研究院，河南郑州４５０００１）　摘要：粮食安全问题是一个关系国计民生的大问题，也是关系国家安全的重要因素。确保粮食安全，必须要加强粮食储备工　作，使粮食在存储过程中保持粮食品质。地下粮仓的建设不但能很好的确保粮食的安全、充分发挥绿色储粮的优势，而且把粮仓的建　设放置于地下充分利用地下空间优势、节约了土地资源。钢板一混凝土组合技术的引入为地下粮仓的防水问题提供了一个很好的解　决方案。　关键词：钢板一混凝土；组合技术；地下仓　中图分类号：Ｆ４０６．３；ＴＵ３９８　．９　文献标志码：Ｂ　文章编号：１００８—０１５５（２０１５）０３—０１８８—０２　在我国悠久的粮食储存历史上，从仰韶文化时期　就有了利用地下空间储存粮食的记载。通过对现有的　地下仓的调研，发现利用地下空间储存粮食，可以再不　借助外力进行通风、熏蒸的情况下避免粮食生虫。地　下仓利用其自身的地下环境，在不借助药物的情况下　使粮食品质得以保持，避免了药物对粮食的污染。所　以地下仓有其独特的优越性，具有巨大的发展空间。　现有的地下仓都是建在土质较好、地下水位低的　山地、平缓坡地或丘陵等远离城市的地区。现有的地　下仓对场地要求比较特殊，建造依赖地理位置程度高，　为了利于地下仓在全国范围的推广建设，不得不考虑　地下仓的防水问题。把钢板～混凝土组合技术引入到　地下仓中，不但可以加固地下仓的力学性能，还能进一　步改善地下仓的防水问题。　１钢板一混凝土组合技术研究现状　在我国钢板一混凝土组合加固思想由清华大学聂　建国教授首先提出，进而提出了广义组合结构的概念，　并进行了详细阐述。目前，钢板一混凝土组合加固技　术已经应用到了市政工程并获得了现场资料，使前期　的理论分析得到了验证，通过试验论证了钢板一混凝　土组合加固技术的优越性。　这种钢板一混凝土组合加固技术目前主要是应用　于桥梁加固，是对原结构进行加固。目前这种外包钢　板加固技术是通过在原混凝土表面植筋、在钢板上焊　接栓钉、在钢板和原结构植筋浇注混凝土的方法来实　现的。这种技术的优点是选材容易、构造简单、加固钢　板可以作为浇注混凝土的模板加快施工进度；混凝土　裂缝外露的问题可以因外包钢板而得到回避。缺点是　外包钢板和加固混凝土结合面以及新旧混凝土结合面　容易产生剥离，钻孔植筋对原结构损伤较大。　２钢板一混凝土组合技术在地下仓中的应用设计　现有的钢板一混凝土组合加固技术都是对原结构　进行加固处理，所以存在钻孔植筋对原结构损伤较大、　钢板和加固混凝土结合面以及新旧混凝土结合面较易　剥离等问题。我们把这项组合技术引用于地下仓的时　候，可以很好地避免上述问题的出现。因为这项技术　应用的地下仓属于新建项目而非对原结构的加固处　理，所以可以避免钻孔植筋对原结构的损伤以及新老　混凝土接合面较易剥离的问题。　２．１原地下仓施工方法　我们在河南金地集团粮食物流园区进行了地下仓　的建造及实验。鉴于此次实验仓的埋深以及地下水位　（地下水位为一ｌｍ）的因素，该仓并未采用钢板一混凝　土组合技术，而是采用的钢筋混凝土仓体自防水。为　了保证粮仓的防水要求，除混凝土选用抗渗等级较高　的混凝土外，还需注意以下施工工艺：　（１）在混凝土浇筑的过程中要振捣及时到位，避免　拆模后出现蜂窝、麻面，避免渗水造成仓内粮食霉变。　在浇筑过程中不但要振捣及时到位，而且还要做到分　成浇筑，在仓体模板上安装适量的振动器，以便挤出混　凝土中的气泡。　（２）仓体要尽量做到一次浇注完成，较少施工缝的　数量。出现施工缝的时候，要对施工缝做好防水处理。　（３）地下仓主体施工结束后，要对仓体是否平整、　密实进行检查。对存在的裂缝、蜂窝、麻面，进行填平　处理。最后对仓体表面进行灰尘和油污的清洗。　（４）对仓体内外进行防水密封剂的喷射。对防水　密封剂要进行两次喷射，待第一次喷射完成仓体表面　干燥后才可进行第二次喷射。防水密封剂喷射完成之　后，对仓体外侧刷高弹性防水胶，刷三遍。　虽然该实验仓达到了较好的防水效果，但是该实　验仓的仓容过小，没有到达对地下空间的充分利用。　为了对地下空间进行充分利用，在保证经济、安全的条　件下扩大地下仓的仓容，我们把钢板一混凝土组合技　术借鉴应用到地下仓的建设当中。这种组合技术的引　用不但可以进一步加强地下仓的防水效果，而且还能　对施工工艺进行改进从而达到更经济的效果。　２．２施工工艺的改进　（１）在支模时可用钢板直接代替外层模板，这样可　以省去外层模板的安装、拆除，从而大大加快施工速　收稿日期：２ｏ１６—０ｌ一１９　作者简介：王珂（１９８８一），男，河南驻马店人，硕士研究生，主要从事结构工程的研究。　１８８　度。虽然混凝土仓体的外侧有钢板的包裹不会外露，　但是在施工过程中仍要注意振捣及时到位，避免蜂窝、　麻面的出现。仓体浇筑尽可能的要一次完成。　（２）原有仓体是内外喷防水密封剂，使用组合技术　后可以省去外壁的喷射，但仍需对仓体内侧喷防水密　封剂而且施工过程保持不变。　（３）采用这种组合技术后需要注意以下几个方面：　①在钢板表面刷防锈漆来解决钢板的锈蚀问题。　②为了增加钢板与混凝土的结合效果，在钢板的　内侧焊接栓钉。　③钢板运输、吊装要采用可靠的措施防止构件变　形，保证漆面不被破坏。　３结论　随着国家土地资源的紧张以及人们对储粮品质要　求的提高，绿色储粮是当代粮食储藏发展的必然趋势，　是实施可持续发展战略的重要方向。地下粮仓的发展　将成为粮仓发展的必然趋势，关于地下粮仓的建设目　前还处于试验、研究阶段，钢板一混凝土组合技术的引　入是一个大胆而有创意的改进。这将为地下粮仓的防　水问题提供一个很好的技术支撑，从而保证粮食的品　质，加快地下粮仓的发展和推广。　参考文献：　［１］余汉华，等．我国地下粮仓应用的现状及前瞻［Ｊ］．河南　工业大学学报（自然科学版），２００８，２９（３）：７９—８１．　［２］李德富，等．绿色储粮的理想仓型一地下粮仓［Ｊ］．粮油　仓储科技通讯，２００７，３：１９－２１．　［３］聂建国，等．钢板一混凝土组合在钢筋混凝土梁加固中　的应用［Ｊ］．桥梁建设，２００７，３：７６—７９．　［４］刘亚明，曹娟丽．钢板一混凝土组合加固技术研究综述　［Ｊ］．中外公路，２０１１，８：１４６—１４８．　（责任编辑：焦蓬华）　（上接第１６２页）　就巷道顶板而言，主要是通过对顶板各个岩层之　间的离层和层间错动进行有效阻止，进而能够形成组　合梁，并且该组合梁具有一定的厚度、抗弯刚度以及相　应强度，以此实现其整体强度的提升。　２．２支护方案及其设计　按照以上所述的支护原则，可以采取注浆与锚杆　加固的联合支护方案，对巷道两帮应用该联合支护方　案，对顶板则使用锚杆进行支护。　２．２．１巷道两帮支护方案　巷道两帮需要采用￣２０ｍｍ　ｘ　２４００ｍｍ的高强左旋　螺纹钢筋作为杆体，每排所需的锚杆数量为４根，锚杆　的排间距是ｌＯ００ｍｍ，其间距也为ｌＯ００ｍｍ。靠近顶板　的锚杆应该与水平面间的角度呈３０。，距离顶板　５００ｍｍ，其余的都与巷帮保持垂直，应用钢筋网护帮，　其网孔的规格是８０ｍｍ×８０ｍｍ，网片的规格则是　３６００ｍｍ×１３００ｍｍ　‘　２．２．２顶板支护方案　。　顶板同样需要采用￣２０ｍｍ×２４００ｒａｍ的高强左旋　螺纹钢筋来作为杆体，其锚杆数量也为４根　锚杆的排　间距是ｌＯ００ｍｍ，其间距为１ｌＯＯｍｍ。顶板锚杆在靠近　巷帮和垂线之间的角度呈２０。，其余的则和顶板相垂　直，距离巷帮是３５０ｍｍ。同时也要利用钢筋网护顶，网　孔的规格和网片规格与巷道两帮的相一致。　３结束语　因为煤层松软破碎，再加上受到邻近综采工作面　采动的影响，就会导致恶性循环的围岩破坏特征出现，　但是要采用切实可行的支护技术和方案，能保证其安　伞。　参考文献：　［１］梁洁，王磊．松软煤层小煤柱动压巷道支护技术研究及　实践［Ｊ］．煤炭技术，２０１４，０８：１３７—１４０．　［２］王群．特厚松软煤层巷道支护技术研究［Ｄ］．辽宁工程　技术大学，２０１３．　（责任编辑：陈文明）　（上接第１７７页）　经过相关领域人员的不断摸索、改进，目前已在焦作煤　业集团、河南神火集团等获得成功应用，经济效果显　著。　３结束语　防止块煤破碎、提高块煤生产率，是无烟煤选煤厂　都会遇到的问题，在设计无烟煤选煤厂时，应借鉴生产　实践中的经验，消除不合理设计，才能达到事半功倍的　效果。另外，目前所应用的防破碎技术仍需不断的改　进和探索。高效化、低功耗、免维修、长使用寿命及安　装快捷将会是块煤防破碎技术未来的发展方向。　参考文献：　［１］张斌．我国无烟煤的发展状况分析［Ｊ］．科技向导，　２０１１，２０：８１．　［２］吴彬．无烟煤选煤厂提高块煤产率的优化设计［Ｊ］．中　州煤炭，２００４，４：１０—１１．　［３］张振红．无烟煤选煤厂工艺设计方案探讨［Ｊ］．选煤技　术，２００５，４：４０—４２．　［４］廖长勇，郭喜民．无烟煤防破碎的研究现状与进展［Ｊ］．　山东煤炭科技，２Ｏ１２，３：７０—７１．　［５］李振涛，等．浅谈大型无烟煤选煤厂的设计与改造［Ｊ］．　选煤技术，２００８，５：６７—６９．　［６］聂其英　对无烟煤洗选加工的特点分析［Ｊ］．中国煤炭，　２００６，３２（２）：５４—５６．　［７］付华茂，朱国君．提高选煤厂块煤率的系统方案探讨　［Ｊ］．能源技术与管理，２０１２，６：１４３—１４４．　［８］黄文锋，等．设计无烟煤选煤厂应注意的问题［Ｊ］．选煤　技术，２００５，６：５６—５８．　［９］焦红光，等．无烟块煤防破碎技术的应用实践［Ｊ］。选煤　技术，２００７，４：６０—６４．　［１０］聂其英．外螺旋溜槽块煤防破碎技术在古汉山矿的应　用［Ｊ］．选煤技术，２００６，３：３６—３７。　［１１］王水仙，等．螺旋溜槽块煤防破碎技术在焦作矿区的应　用［Ｊ］．中国煤炭，２００８，３４（１２）：８３—８６．　（责任编辑：焦蓬华）　１８９