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工程技术

某大型冷却塔施工方案的优化

发布时间:2015-02-28发布人:admin人气:329
以兴义发电厂两座8500m2 双曲线冷却塔同步施工为例,对大型冷却塔施工中的有关问题进行了探讨。在该工程施工中,通过合理利用现有的施工机具,对冷却塔垂直运输机具组合配置方案进行优化,以及改进人字柱和通风筒等项目的施工工艺等,确保了工程施工质量和工期,并在成本控制方面取得了预期效果。

随着我国经济建设的快速发展,发电厂火电机组建设规模不断增大。目前,600MW和1000MW机组已发展成为主流,与之配套的冷却塔的淋水面积也随之增至7500~9500m2。大型冷却塔的出现,对传统的机械化施工及技术工艺提出了新的更高的要求。
兴义发电厂2×600MW 机组的两座8500m2 冷却塔为钢筋混凝土结构,塔高140.5m,筒身底部、喉部和顶部半径分别为53.615、31.200 和33.795m,筒身最大壁厚为900mm,最小为200mm。每座冷却塔支承在48对直径为800mm 的人字柱上。两塔竣工间隔工期为3
个月,要求项目部选配最佳的施工方案,确保施工质量和安全,降低成本,缩短工期。
1 施工垂直运输机具组合方案
1.1 国内大型冷却塔施工主流垂直运输机具组合方案目前,国内大型冷却塔施工主流垂直运输机具组合,多采用以多功能升降机为主体的多机组合方案(用于7500~9500m2 冷却塔)。按照主体机械机种数量,具体组合方式如下:
1)折臂塔机(1 台)+SC200/200 多功能升降机(1台)。此种方案较为成熟,与单纯依靠折臂塔吊上料方式相比,作业效率提高3 倍。
2)单纯使用多功能升降机的双机联合作业方式。该作业方式适合于筒身14 板以上的施工,筒身14 板以下因混凝土、钢筋及模板吊装量大,需配备其他吊装机具才能完成。
3)利用自升式平桥(1 台)附着SC200/200 多功能升降机(1 台)。这种垂直运输施工一体化机具吸收了以前各种方法的优点,作业效率高,代表着冷却塔垂直运输机械化施工向专业化、模块化和集成化方向发展的趋势。其缺点是一次性投资大。
1.2 2 座8500m2 冷却塔施工垂直运输机具组合方案选择现有机具包括:1 台冷却塔施工专用折臂吊、多台H3/36B 建筑吊、1 台SC200/200C 多功能施工电梯和多台SC200/200 施工电梯。
2座冷却塔实际间隔工期为3 个月,当1 号冷却塔施工至封顶(即103 板完成)时,正值2 号冷却塔施工至第16 板,此时要求2 号冷却塔内主配水槽全部现浇完成。
1)垂直运输机具配备组合方案
2 座冷却塔垂直运输机具配置情况如表1 所示。2)方案说明①1 号冷却塔配置方案:折臂塔机1 台+ 多功能电梯1 部。
当筒身施工至65 板以上时,筒身混凝土用量平均为48m3/ 板。1 部SC200/200C 多功能电梯每小时运送混凝土量8m3,每板混凝土浇筑时间约为6h,投入1 部SC200/200C 多功能电梯,即可满足筒身混凝土施工的全部需求。因此,折臂塔机可在此时拆除。
为保证筒身施工进度,1 号冷却塔折臂塔机仅设置一道软附着,附着固定于冷却塔环基上,以便于附着的安装及拆除。对设置一道软附着的折臂塔机来说,工况变更后可满足筒身90m 高度(筒身65 板)的施工需求。
②2 号冷却塔配置方案:H3/36B 塔机+施工电梯+多功能电梯。
2 号冷却塔H3/36B 塔机中心布置与冷却塔中心偏心距为15m,塔机底盘采用轨道结构形式。当筒体浇筑至30m(筒身17 板)时,拆除起重臂第8 节,使其长度由60m变更为50m;当筒身施工至28 板47.7m(塔机重臂高度56m)时,塔机开始自降拆除。施工电梯随筒身施工至65板时拆除。1 号冷却塔施工至封顶后,将拆除的多功能电梯安装到2 号冷却塔,从14 板开始随筒身施工至封顶。
3)方案实施效果
1 号冷却塔配置方案的实施,使折臂塔机提前45d拆除,为塔内淋水构件先期吊装提供了极为有利的条件,由此使1 号冷却塔整体工期缩短了15d;由于折臂塔机仅设置一道软附着固定于环基上,减少了软附着安装的高空作业量,比采用折臂塔机随筒身一直到顶的方案提前工期5d。同时,节约了筒身相应的埋件制作安装及筒身受力情况的委托计算等费用。
2 号冷却塔建筑塔机与施工电梯及多功能电梯配合的方案,保证了运输机具的充分利用。建筑塔机在2 号塔筒身28 板拆除,满足了塔内现浇构件、人字柱、环梁等钢筋、模板、混凝土垂直吊运的施工需求。塔机拆除后可随即衔接上本工程2 号机组的电除尘安装工作,使机具得到充分利用。施工电梯安排在筒身施工到65 板时进行拆除,保证了塔内1/2 区域吊装作业提前30d 进行。
2 钢筋剥筋滚压直螺纹技术的应用
冷却塔环基、环梁(筒身1~6 板)设计采用大直径螺纹钢筋(Φ22、Φ25、Φ28 和Φ32)、封闭式焊接连接,若采用手工贴角焊接作业方式,焊接数量大、速度慢,并受工地电源容量及工人操作技能的影响,焊接质量不容易控制。
针对以上问题,用钢筋剥肋滚压直螺纹加套管的连接工艺是最佳选择。根据国家验收规范的规定,直螺纹直连接接头的现场检验批验收,同等级、同型式、同规格接头,以500个为一个验收批进行检验与验收,每批仅在工程中随机截取3 个接头试件进行抗拉强度试验,不做弯曲试验,焊接质量易保证。采用钢筋剥肋滚压直螺纹加套管连接工艺,预先对钢筋进行接头螺纹预加工,大大提高了施工速度。以Φ32 钢筋接头为例,每个焊工平均完成贴角焊接接头为14 个/8h,采用1 部剥肋滚压螺纹机,8h 可完成现场接头连接84 个,剥肋滚压直螺纹连接是手工焊接速度的6 倍,而单个接头与手工焊接费用相当。实际操作时,环基钢筋采用9m 长原材料,单头进行钢筋剥肋滚压螺纹加工后,再进行钢筋闪光对焊,使每件变成18m长,初就位后进行套管连接。冷却塔筒身1~6 板钢筋采用9m 长原材料,单头进行钢筋剥肋滚压螺纹套管连接,单头进行手工贴角焊接。
3 粉煤灰混凝土的原材料选用及配合比设计
1)粉煤灰应用范围
粉煤灰主要应用在混凝土强度等级为C30、大体积浇筑的混凝土中,包括环基大体积钢筋混凝土、水池底板大面积钢筋混凝土和筒身钢筋混凝土。
2)原材料的选用
水泥:采用标号不低于42.5MPa 的优质普通硅酸盐水泥;砂子:宜选用筛选山砂,细度模数2.6~3.0,含泥量不大于2%;石子:选用质地坚硬、级配良好、吸水率低的碎石,Dmax≤20mm,针片状颗粒含量不超过3%~5%,含泥量低于1%,压碎指标小于10%;粉煤灰:选用Ⅱ级粉煤灰,掺量为水泥用量的15%~25%;减水剂:JC-3 型高效减水剂,满足与水泥、粉煤灰的适应性,掺量为胶凝材料总量的0.5%~2.5%,常用掺量为0.8%~2.0%。
3)配合比设计
根据该工程的具体要求,通过试验选择出合理的配合比,再结合工程实践经验不断进行调整,制定出最
终的配合比(见表2)。
4 人字柱及环梁部位施工改进方案
人字柱及环梁部位是冷却塔的最关键部位,是外表观感质量控制的重点。在国内大多数冷却塔工程中,人字柱均采用预制吊装方式进行施工。此种方案的缺点及难点较多,如:须
设置专用预制场地、需用20t 及其以上拖车进行转运、需用50t 及其以上的专用移动吊车进行吊装、对池体边缘的场地回填及平整要求较高、人字柱吊装时对斜向支撑的强度及支撑准确度要求较高、费用投入较大等。该工程人字柱全部采用现浇混凝土施工方案。
1)模板方案
人字柱共48 对96 根,人字柱的斜向长度10m,直径800mm,采用可重复使用的定型钢模具。这种钢模具分底模板及盖模板,模板尺寸为4m+4m+2m,在地面上按10m 模数进行集中组装,然后再用25t 汽车吊及塔心折臂塔机进行吊装(见图1)。
2)施工顺序
搭设6 孔环形整体排架→人字柱上口定位→人字柱模板支撑找正→人字柱底模板吊装固定→人字柱钢筋骨架吊装入模→人字柱柱墩浇筑→人字柱盖模板安装→人字柱浇筑。
根据地质勘察报告及邻近已开挖基础现场的地质情况,该工程压密注浆技术参数定为:注浆深度为基岩面以上土体全注浆,注浆深度范围为3~7m,浆液注入率为20%,注浆孔间距为1m,平面范围为基础最长尺寸外扩一倍注浆孔间距。水泥浆采用P.O32.5 普通硅酸盐水
泥,要求新鲜无结块,水灰比为0.6,注浆压力为0.3MPa。单管静压注浆的压力宜采用低压渗透,注浆速度与注浆压力取值应以地表面冒浆为原则进行控制。
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