電廠雙曲線冷卻塔筒壁施工技術

【關鍵詞】冷卻塔施工、倒模施工、冷卻塔筒壁施工、電廠冷卻塔、雙曲線冷卻塔、冷卻塔工程、冷卻塔倒模施工

【施工概況】

冷卻塔工程施工實踐證明,采用以下冷卻塔筒壁施工措施,有效地解決了鋼筋混凝土冷卻塔筒壁施工中存在的問題,方法操作簡單,易于掌握,質量易于控制, 鋼筋混凝土冷卻塔筒壁施工速度快。鋼筋混凝土冷卻塔筒壁施工中使用定型模板,無需制作非標準模板,節約了資金。整個通風筒的施工僅用了75天,冷卻塔工程質量優良,無安全事故,共節約材料、設備投入費用55萬元,達到同類施工先進水平。

【工程概況】

雙曲線冷卻塔因其良好的適用性和經濟性而被廣泛應用于發電廠等類似廠礦企業。它由現澆鋼筋砼蓄水池、筒身(包括人字柱、環梁、筒壁、鋼性環)、塔芯、淋水裝置以及附屬、配套設備組成。其中,冷卻塔現澆鋼筋砼筒壁工程量大、形狀復雜、塔高壁厚,是冷卻塔施工中難度最大、最關鍵的部分。因此,做好筒壁的施工,確保其施工質量非常重要。

1、工程概況

內蒙古包頭市東方希望鋁工程3000m2雙曲線鋼筋砼冷卻塔,塔高85m,砼總量7350m3,鋼筋總量668t,出口半徑19.5m,喉部半徑8m,底口半徑31.5m,整個風筒曲線為截維與雙曲線組合。

2、筒壁施工中面臨的關鍵技術問題

(1)垂直運輸與水平運輸的解決。

(2)保證筒壁幾何尺寸的大體量模板支設。

(3)保證筒身斜率的有效措施。

(4)施工中如何控制鋼筋與砼的質量。

3筒壁倒模施工

3.1倒模原理

其原理是將附著式三腳架(角鋼制作)和模板用Φ20對拉螺栓固定在已澆筑砼的筒壁上,借以作為操作平臺進行上一層的模板腳手架安裝、鋼筋綁扎、模具檢查校正和混凝土澆筑等。一般設三層三角腳手架和模板,完成下一層施工后,拆除該層腳手架和模板,運至頂層腳手架平臺上再搭設上一層,依此周而復始,直至完成整個筒壁施工。

3.2倒模結構

倒模應采用能滿足塔身曲面錐殼混凝土成型需要的鋼模板,定做的鋼模板每側出50mm寬的翼緣,在靠近模板兩端留有固定模板和三角腳手架的對拉螺栓孔。選用具有一定剛度的模板,以滿足混凝土成型需要;又要求具有一定柔性,能適應每節模板錐殼半徑變化?？蛇x用Φ22鋼筋能作圍圈,每段長6～7m,每段之間在三角腳手架豎桿處要保持一定的搭接長度,以不少于20cm為宜。

當筒壁厚度大于250mm時,每節模板要保持三道圍圈,厚度小于250mm時,每節模板可設二道圍圈。三角腳手架檔距為1m,每檔內單面模板選用兩塊定做的鋼模板,鋼模板高0.6m,冷卻塔全高需用倒模約140節。

3.3繪制筒身施工技術圖表在冷卻塔施工圖中,設計按每米分節給出了相應的標高、半徑和壁厚的幾何尺寸,不能適應翻模等節距澆筑的要求,故先根據筒壁總長度依照模板高度從剛性環下皮開始,倒序分節,把非整節布置在環梁位置,計算每節內模頂標高及相應的半徑值、周長、每節模頂處的筒壁厚度、每節模板對銷螺栓桿處的套管長度等,用以指導施工。

3.4倒模施工

3.4.1施工順序

安裝內模及內三角架→初步找下地內模上沿半徑→綁扎鋼筋及固定預埋件→安裝外模及外三角架→模板找正→澆筑混凝土→拆除最下層內外模及三角架往上翻(循環至頂)。

3.4.2模板分檔

根據該層內模板上沿施工截面周長和每檔模板寬度,劃分模板安裝位置。在兼顧外模板能夠搭接或至少保證對接不出現縫隙的前提下,每檔模板可在121.04cm范圍內調節。

如果在檔距調節范圍內仍不能使模板檔數為整數,可配一檔檔距為0.7～0.9m的非標準模板。

3.4.3混凝土澆筑

選擇兩處由一點向兩相背方向采用推浪式分三層連續澆筑,即第一層澆筑長4～5m,再澆筑第二層長3～4m,然后澆筑第三層并使三層混凝土之間保持一個斜面,接著重復以上過程連續向前推進,直到完成整個施工段的混凝土澆筑工作量。避免層與層之間因間隔時間超過混凝土的終凝時間而出現冷接縫。

3.4.4施工縫處理

水平施工縫是筒壁施工的重要一環,冷卻塔投入運行后,往往易在該處出現滲漏。處理方法是在水平施工縫處留出“凹”槽,在其上一節倒模施工前用高壓水槍沖刷施工縫處,去除表面垃圾及浮漿,使新澆筑混凝土與該水平施工縫混凝土能牢固密切配合,形成凹凸水平縫接口,以避免滲漏。

3.4.5剛性環施工

冷卻塔在運行過程中,剛性環承受筒壁殼體內外溫差邊緣干擾和風壓引起的徑向拉力,所以配筋量較大,又因其處于冷卻塔筒體頂部,故幾何尺寸要求嚴格,其底模、側模均用木模。鋼筋綁扎應在底模、外模支設后內模未支之前進行,所有環向鋼筋均為受力鋼筋,其搭接長度要按受拉鋼筋規定要求?；炷翝仓淮瓮瓿?/span>,不留施工縫。

3.4.6線錘對中

該系統由中心吊盤、緊線器、線錘、導向滑輪和坐標盤等組成。線錘懸掛在中心吊盤上,通過緊線器在地面控制對中,為減少中心吊盤提升的次數,半徑拉尺多為斜長讀數,需進行斜半徑換算。提升一次中心吊盤,可進行2～3層模板半徑的測量,以減少工作量,保證測量精度。對中易受風力、振動等因素的影響,在拉尺檢驗模板半徑時,線錘處需有專人監控是否對中,使與坐標盤中心的偏差控制在5mm以內。為了避免差錯,拉尺檢驗后可用目測復驗,以避免讀尺錯誤或線錘偏離中心超出允許偏差。

4施工所采取的針對性技術措施

4.1采用筒壁選用折臂塔吊、曲線電梯配合懸掛三角架的新方法在施工中,采用了筒壁選用折臂塔吊解決材料的水平、垂直運輸,曲線電梯配合懸掛三角架代替傳統的豎井架配合懸掛三角架的新方法,主要解決了人力的垂直運輸問題。合理布置運輸機械的平面位置是非常有必要的,因為運輸設備不易隨意搬遷,其平面位置的好壞直接影響到冷卻塔筒壁的正常施工,影響到施工安全和工程成本。經過對多種方案的對比探討,將曲線電梯布置在背向主導風向且靠近臨建的一側,最大程度地減少風的影響,縮短人員流動的路線。而折臂塔吊布置在與中央豎井相鄰且不影響中央豎井施工,又能滿足折臂塔吊自身的安裝、拆除的部位,最大限度地覆蓋了工作面。

這些施工機械設備的安裝選擇在人字柱吊裝完,環梁砼澆筑完后開始,并隨著鋼

筋砼筒壁的升高而逐節升高。值得注意的是,布置折臂塔吊會不同程度地出現測量找中盲區部分,應先在冷卻塔池底極上放出輻射線和半徑線,然后在輻射線和半徑線上定點,以便利用激光經緯儀精確確定筒壁半徑。

4.2采用多功能的懸掛式三角架施工法筒壁施工采用多功能的懸掛式三角架施工法,附掛在砼筒壁上隨筒壁升高而升高,三角腳手架上鋪板做操作平臺解決支模、綁鋼筋、澆筑砼、堵孔、刷防腐涂料等不在同一層次的操作問題,用組合模板與收分模板,專用砼套管保證筒身壁厚度與幾何尺寸。

三角架的安裝順序為:豎桿→可調斜撐→水平桿→斜桿→可調豎桿→環向連桿→鋪平臺板→欄桿。

三角架內外側要同時安裝,就位后的三角架在沒有裝上頂桿與環向水平連桿與擰緊對拉螺栓之前不得作為受力架使用。

三角架安裝時通過調整斜撐及頂桿長度使腳手架保持水平。三角架拆除時,利用懸掛的吊籃進行。

冷卻塔筒壁緯向為圓形,經向為雙曲線,施工中內外模板均采用1350定型鋼模板。支模前,注意先將曲線電梯、爬梯埋件準確下入。筒壁模板支模時,首先安裝內模板,筒壁支模分三層,外模與三角架的安裝以內模為準,內外模間距以砼套管為準,并用<18mm對拉螺栓固定。

三角架豎桿是筒壁模板的組成部分,內模就位后,根據測量的斜半徑值用加減絲調整支撐的長度與傾斜度,使內模板上沿口半徑符合設計尺寸要求?？紤]到砼的自然收縮,半徑一般外放25～40mm。外模板安裝在鋼筋綁扎完并安好砼套管后進行,并應與內模板對應。

加固內外模板圍圈用25mmê級鋼筋分段煒制,配合對拉螺栓與特制固定板加固模板。外模安裝前,要做好施工縫的處理與鋼筋保護層,所有組裝的螺栓與螺母要擰緊。塔頂剛性環底模采用非標準模板,鋪在外掛三角架上,內外環全部用定型組合鋼模。支模時,在剛性環的平臺上頂留孔,每2個三角架留1個,以備拆除模板及三角架時掛吊籃用,里吊籃掛在剛性環的里欄桿上。

混凝土套管是為適應筒壁變化而設計的,用它來保持內外模板間距,并通過其傳遞由對拉螺栓傳遞來的上部荷載,使其增加對初凝混凝土筒壁受壓面積,將荷載傳遞到下部筒壁上,其長度隨筒壁厚度做相應變化,加工好的套管按節編號,按大小順序堆放整齊,編號與技術指導圖表相對應。

4.3采用斜半徑控制法,保證筒身斜率為在整個施工過程中保證筒壁的外形流線及幾何尺寸,主要需要解決對中、模板半徑及模板傾斜度問題。在本工程施工中,采用斜半徑控制方法取得了較好的效果。

其方法是:吊盤通過4根位于正交兩直徑位置的細鋼絲繩與手動線裝置固定在三角架上,每3次只需提升1次緊線器,就能進行三節模板的控制測量每次對中時,首先使線錘投影落在水池底板預埋鐵件的中心控制點上,通過固定在懸盤上的鋼尺圍繞筒壁以斜半徑控制截面圖的半徑及模板傾斜度,使之符合指示圖表的尺寸。

在測量模板半徑時拉尺應用力均勻,避免忽緊忽松,造成人為的誤差,為此采用彈簧稱,拉力統一為25kg,以統一每個區段的測量誤差。

4.4用趕漿法進行混凝土澆筑,做好養護工作鋼筋工程及模板工程安裝完畢并檢查校核尺寸、標高無誤后,方可澆筑混凝土。

砼的配制嚴格控制材料質量,控制水灰比,準確計量。砼澆筑用趕漿法進行,由一點開始向兩側澆筑,最后在一點匯集。為降低模板承受的沖擊力與側壓力,并減少模板的位移變形,砼模板的高度分層分三次交叉進行,澆筑至模板頂面下8cm左右。砼澆筑入倉要慢,手推車運至澆筑點后,倒在0.17～2mm鐵皮上,用鐵鍬入倉,插入式振搗器振搗。振搗質量很大程度上影響砼質量,由專人使用50振搗棒,振搗時間應大于10s。

振搗的原則應為“快插慢拔”,布點基本均勻,振搗時不得碰撞頂塊鋼筋鐵件和模板,振搗到泛漿無氣泡產生,不再有明顯沉陷為宜。施工縫是經常引起滲漏的薄弱環節,一定要引起注意。筒壁砼只準在上下節模板接茬處留水平縫,采用凹凸槽止水處理。

每節砼澆筑后,應將表面析出的水分清除。在砼初凝4～6h后,用鋼絲刷將砼頂面的水泥漿刷去,在澆筑上節砼時先鋪一層與砼配比的水泥沙漿。砼澆筑完畢后,養護工作又顯得十分重要,一定要及時連續。外模拆后,及時在砼表面涂刷砼薄膜養生液。

鋼筋綁扎前應嚴格檢查鋼筋的種類、型號、直徑、數量等是否符合設計要求,綁扎順序是先放置內立筋,再綁扎內環筋,然后是外立筋、外環筋。鋼筋的對焊和搭接焊必須復試合格方可使用,保護層厚度用水泥沙漿墊塊控制,每塊模板至少3塊。

為了保護雙層鋼筋網間距的準確,在綁扎筒壁鋼筋時,雙層鋼筋網之間設臨時支撐。為防止大風晃動豎向鋼筋而使鋼筋位移影響鋼筋位置,破壞新澆砼與鋼筋間的握裹力,采取從已支撐好的模板面向上115m處綁扎1～2mm道環向鋼筋,用鋼筋叉子支撐在內操作平臺上經向鋼筋長度大于410m的鋼筋,施工時甩出長度較長,加之筒身傾斜,形狀易發生變化,為加快施工進度,將鋼筋長度縮短為310m。