大型冷卻塔施工方案的改進(jìn)與探討
前言：近期已施工完的冷卻塔中，針對(duì)冷卻塔環(huán)基大體積砼易出現(xiàn)裂縫等質(zhì)量問題，采用相應(yīng)的措施預(yù)防裂縫等質(zhì)量問題的發(fā)生。在人字柱、通風(fēng)筒、淋水件預(yù)制等項(xiàng)目施工中，對(duì)原有的施工方案及工藝進(jìn)行了大膽的創(chuàng)新和改進(jìn)取得了預(yù)期效果，得到同行們的認(rèn)可，其中部分施工方案已被兄弟單位采納。
隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國火電機(jī)組已由80年代的以300MW機(jī)組為主發(fā)展到目前的以600MW為主機(jī)組。與之配套的冷卻系統(tǒng)即冷卻塔淋水面積也隨之增至7000～9000m2。如何采用最佳的施工方案，施工出質(zhì)量好、工期短、成本低、安全好的冷卻塔是每個(gè)施工企業(yè)追求的目標(biāo)。結(jié)合本人連續(xù)幾個(gè)大塔的施工實(shí)際，總結(jié)一下自己對(duì)施工方案的改進(jìn)和幾點(diǎn)新的思考供同行們參考。
一.預(yù)防環(huán)基砼(包括池壁)裂縫的有效措施
眾所周知冷卻塔環(huán)基為大體積砼，因其體積厚大、圓周較長，砼一次澆灌成型容易產(chǎn)生溫度裂縫等質(zhì)量問題。為了有效的預(yù)防，根據(jù)《電力建設(shè)施工及驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》(建筑工程篇)SDJ 69-87要求，環(huán)基按設(shè)計(jì)采取分段跳倉施工，并采取了常規(guī)的從配制砼原材選用上、從配合比的設(shè)計(jì)上下功夫。但相當(dāng)數(shù)量的工程實(shí)例證明，依上述方法施工并未全部圓滿地解決問題，仍然還存在裂縫時(shí)有產(chǎn)生，且施工周期長相鄰段鋼筋在外暴露時(shí)間長不易防護(hù)等各種弊病。為此，在德電三期9200m2冷卻塔施工中，以我們多年經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)探討，經(jīng)與設(shè)計(jì)單位認(rèn)真研究協(xié)商在原有設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)一步采取了如下措施：
1. 對(duì)砼配合比再次試驗(yàn)調(diào)整
在砼配合比試配過程中，加入了足夠量的粉煤灰，其目的減少水泥用量，降低水化熱和砼的絕熱溫升。加入適宜澆灌時(shí)環(huán)境溫度的外加劑，其目的是減少用水量，增加砼和易性。
2. 在原跳倉施工段的基礎(chǔ)上重新劃分澆灌段的長度，并設(shè)后澆帶
采用在相鄰段之間留設(shè)后澆帶的施工方法，分段施工長度控制在30m以內(nèi)。后澆帶長度為2m，并保證在相鄰段砼澆灌后21天以上實(shí)施后澆，其目的：一是盡量保證砼的連續(xù)澆灌，加快環(huán)基總體施工進(jìn)度;二是確保先澆段在三周的養(yǎng)護(hù)期間盡量自由釋放內(nèi)應(yīng)力;其三，保證后澆帶即可釋放應(yīng)力，又有利于施工縫的嚴(yán)密。
3. 強(qiáng)化施工縫處理
在相鄰段上部留設(shè)橡膠止水帶，后澆帶兩側(cè)模板采用磚模，在后澆帶砼中參微量膨脹劑以補(bǔ)償砼內(nèi)部的收縮防止出現(xiàn)裂縫，使其與相鄰段砼得以很好的結(jié)合。經(jīng)過改進(jìn)，相鄰段砼澆灌得以連續(xù)進(jìn)行，澆灌后集中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，有效的縮短了施工日期，拆模后下道工序可連續(xù)進(jìn)行。
4. 強(qiáng)化上表面的抹壓
砼澆灌后，上表面灰漿較厚，宜采取在砼初凝前鋪撒干凈的碎石，用木抹子將石子拍入砼內(nèi)搓平、壓實(shí)，最后一遍用鐵抹子收光，以防止砼表面產(chǎn)生裂縫。
5. 強(qiáng)化測(cè)溫和養(yǎng)護(hù)工作
砼澆灌后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行測(cè)溫，宜選用便攜式建筑電子測(cè)溫儀，砼澆灌前埋設(shè)測(cè)溫導(dǎo)線，測(cè)溫工作自砼澆灌后立即跟蹤進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，24h內(nèi)每2h測(cè)一次，以后每4h測(cè)上次，10d～28d每6h測(cè)一次，隨時(shí)掌握砼各部位的溫度變化，及時(shí)采取相應(yīng)措施，保證砼內(nèi)外溫差不超過25℃。砼澆灌后及時(shí)覆蓋薄塑料布、巖棉被，保溫保濕加以養(yǎng)護(hù)。
二.人字柱施工方案的選擇
目前，國內(nèi)施工企業(yè)在施工人字柱時(shí)普遍采用兩種施工方案：一種為現(xiàn)澆;另一種為預(yù)制吊裝。人字柱采用現(xiàn)澆：柱模板一般根據(jù)其外形幾何尺寸加工制作專用定型組合鋼模板。優(yōu)點(diǎn)：相對(duì)總成本較低。缺點(diǎn)：排架搭設(shè)工作量大，高空作業(yè)量大;控制砼澆灌質(zhì)量的工序較復(fù)雜并容易出現(xiàn)質(zhì)量問題;外觀工藝質(zhì)量不美觀，工期較長。
人字柱采用預(yù)制吊裝的施工方案：柱模板采用大型專用鋼模板，底模一般制作22件，上模為5-10件(人字柱按44對(duì)考慮)。單支柱預(yù)制可按排在淋水構(gòu)件預(yù)制場(chǎng)內(nèi)，利用場(chǎng)地內(nèi)的大型龍門吊(20t以上)進(jìn)行模板組裝、柱鋼筋安裝(將其綁扎成型)、砼澆灌、構(gòu)件倒運(yùn)等。單支柱吊裝可采用雙機(jī)抬吊，由主吊機(jī)械單機(jī)吊裝就位，主吊機(jī)械選用60t履帶吊或90t車吊可滿足要求，輔助吊車選用25t汽車吊即可。人字柱采用預(yù)制吊裝與現(xiàn)澆相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：
① 提前預(yù)制,不占用總工期、吊裝工期短，為風(fēng)筒施工贏得時(shí)機(jī);
?、?模具節(jié)約、成本降低;
③ 有效地解決了現(xiàn)澆弊病，確保了內(nèi)外工藝質(zhì)量;
?、?減少腳手架數(shù)量和占用周期。
三.提高通風(fēng)筒施工的安全、速度與外觀工藝
1. 附著式三角架部件的改進(jìn)
附著式三角架的工作原理：三角架和模板通過對(duì)銷螺栓附著在已成型的砼筒壁上，以此做為操作平臺(tái)的承力點(diǎn)，進(jìn)行其上一層的模板、三角架安裝和砼澆灌等。三角架和模板一般選用三層，每層高度為1.3米，在施工過程中，三層三角架、模板循環(huán)交替，周而復(fù)始，直至完成整個(gè)筒壁施工。優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單、操作方便、安全可靠;外觀工藝質(zhì)量好，較易地保證筒壁的幾何尺寸，易防止裂縫和局部缺陷的產(chǎn)生。
在以往的施工過程中發(fā)現(xiàn)，每組三角架之間的環(huán)向連桿、每層之間的上下連桿采用螺栓連接后仍有微量的晃動(dòng)，不利于各層三角架的整體穩(wěn)定和力的傳遞。在德電三期冷卻塔施工前，我們對(duì)三角架進(jìn)行了重新改進(jìn)，即在原有三角架水平桿上焊接Φ48×3.5mm短腳手管，搭接長度為50mm，外露200mm;環(huán)向連桿改用腳手管、扣件連接;每層之間的上下連桿也改為腳手管、扣件連接。改進(jìn)后解決了上述微量晃動(dòng)的現(xiàn)象，提高了三角架的整體穩(wěn)定，使力矩傳遞更趨于合理，同時(shí)也節(jié)省了制作專用部件的費(fèi)用，達(dá)到了預(yù)期效果。
2. 多種機(jī)械結(jié)合互補(bǔ)
在我國60～80年代末期，各施工單位普遍采用自己設(shè)計(jì)的金屬豎井架作為筒壁施工的垂直運(yùn)輸機(jī)械，它通過專用水平吊橋與附著式三角架上層操作平臺(tái)相連接，其制作和安裝工藝均很復(fù)雜、施工速度比較慢，并且在使用過程中施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度較大。90年代，隨著國產(chǎn)大型塔式起重機(jī)的問世和大容量機(jī)組大塔的出出，金屬豎井架在逐步轉(zhuǎn)變?yōu)檩o助運(yùn)輸機(jī)械，各施工企業(yè)普遍采用大型自升塔式起重機(jī)(折臂吊)作為垂直運(yùn)輸機(jī)械，它具有組裝速度快、起重量大(3.5t包括吊鉤)、覆蓋面積大，加快了垂直運(yùn)輸速度并極大減輕了施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，施工人員上下使用在筒壁外側(cè)配置曲線電梯。
在德電三期9200m2 大型冷卻塔施工中，考慮到筒壁每板砼量較大，采用一臺(tái)自升塔式起重機(jī)進(jìn)行砼澆灌時(shí)間較長，無法滿足工期要求。為此引入直線人貨兩用電梯布置在塔內(nèi)，即可載人又可載運(yùn)砼加快了工序交接和砼澆灌速度，確保了施工總工期。通過自升式塔式起重機(jī)和直線人貨兩用電梯相結(jié)合的實(shí)踐，取得了成功的嘗試。本人認(rèn)為此種施工方案定將成為今后大塔施工機(jī)械配備的主流之一。
四.淋水件模板的改進(jìn)
在以往施工中，梁、柱模板普遍采用普通組合鋼模板，模板組裝、加固、拆除所需工時(shí)較長，構(gòu)件的工藝質(zhì)量不易保證。為此，在德電三期冷卻塔預(yù)制件施工中，根據(jù)構(gòu)件的幾何尺寸設(shè)計(jì)出新穎的專用大型鋼模板，由專業(yè)模板制造廠家進(jìn)行加工制作，施工中充分利用龍門吊進(jìn)行模板組裝、拆除，簡化了模板組裝工序，加快施工速度，極大地改善了構(gòu)件整體外觀工藝質(zhì)量，真正地實(shí)現(xiàn)了利用龍門吊車配合組裝模板，工業(yè)化生產(chǎn)在施工現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制鋼筋砼構(gòu)件。
五.探討
1. 筒壁施工采用電動(dòng)提模系統(tǒng)的施工方案與附著式三角架相比，它具有操作平臺(tái)和安全防護(hù)設(shè)施隨滑道同時(shí)提升，更加穩(wěn)定、安全，施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大幅度降低。但目前電動(dòng)提模系統(tǒng)還存在很多缺陷，本人認(rèn)為隨著科技的不斷進(jìn)步和施工技術(shù)水平的不斷提高，應(yīng)對(duì)電動(dòng)提模系統(tǒng)進(jìn)一步改進(jìn)與完善，借鑒煙筒電動(dòng)提模系統(tǒng)的成功經(jīng)驗(yàn)，對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn)：
?、?由現(xiàn)在的一層模板改為2-3層，以充分利用砼的強(qiáng)度;
② 電氣控制系統(tǒng)改為整體同時(shí)提升;
?、?應(yīng)對(duì)現(xiàn)有模板體系做改進(jìn)以進(jìn)一步提高風(fēng)筒砼外觀工藝質(zhì)量。
通過對(duì)它的改進(jìn)必將替代傳統(tǒng)的附著式三角架成為今后施工的主流。
2. 對(duì)現(xiàn)有的自升塔式起重機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造，將砼輸送泵管安裝在其上，下部配置一座砼輸送泵，平臂處于三角架操作平臺(tái)之間配置軟管，這樣可極大加快砼澆灌速度減輕施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
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