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电厂冷却塔施工工艺改进及探索


电厂冷却塔施工工艺改进及探索
王富昌 (河北电建一公司,河北省邯郸市,056200) [摘 要] 机组的增大,冷却水塔不断加高,对施工提出更高要求。河北电建 一公司在邯峰电厂一期工程冷却水塔施工中, 一改过去传统的井架吊桥式施工运 输方法,采用曲线电梯、折臂吊施工工艺,取得较理想的效果。此方法有占用施 工场地少、工期短、节省费用、降低劳动强度等优点。此外,对模板工艺进行

合 理改进,增大了模板面积,由承插式连接改为卡子连接。 [关键词] 冷却水塔 施工工艺 井架吊桥式 曲线电梯 折臂吊 模板

随着电力工业的不断发展,高参数、大容量的机组逐渐取代了中小型机组。 因此在新建电厂中,双曲线冷却塔的塔体也越来越大。在邯峰电厂一期工程 2×660MW 进口机组所配套的循环冷却水塔为 2× 9000m2,其底部直径 120m,塔 高 150 m 。传统的井架吊桥式施工方案在施工大塔时遇到了很多难以克服的新 问题。同时,为了提高清水混凝土的施工工艺质量,对模板也提出了更新、更高 的技术性能要求。为此,笔者结合邯峰电厂 9000 m2 冷却水塔施工的实践,谈谈 冷却塔施工工艺改进的一些体会。 1 运输系统的改进 传统施工方法存在的不足

1.1

随着冷却塔塔体的增高和加大, 传统的井架吊桥式施工运输方法存在着很多 不足,已不能适应新建电厂大塔的施工,问题如下: 1.1.1 井架越来越高,使得组装工作进入了超高空作业,施工人员的安全性 大大降低。 1.1.2 井架随着高度的增加,体积不断增大。一个 5000m2 的水塔井架需 12 孔(4m x 3m)150m 高,主立管的管径达十 89mm x 4mm 。一个 9000m2 的水塔井架 高近 200 m,至少需 16 孔(4m x 4m)或 20 孔(4m x 5m),才能满足其整体稳定的 要求;主立管的管径不低于 φ 108mm x 4mm 才能满足局部稳定的要求。组装的工 作量大,劳动强度高,工期长。 1.1.3 井架的整体稳定是靠缆风绳采保证的,井架由 150m 增至 200m 高时、 缆风绳的层数将由 6 层增至 8 层,需增加大量的钢丝绳。 1.1.4 卷扬机至少将达 13 台,可随着塔高的增加和混凝土量的增多,上料速 度反而减缓,施工工期相应延长。

1.1.5 由于井架体积的增大,悬挂吊桥的宽度和体积也相应增大,重量增加。 另外,前桥的悬挑长度进一步加长,可达近 40m,使井架的偏心受压更加突出, 对其安全运行非常不利。 1.1.6 1 号塔施工结束后,井架向 2 号塔平移,(详见《电力建设》1995 年第 1 期),由于受场地等诸多因素的影响,已很难实现。若拆除后再组装,则工作 量很大,工期更长。 1.2 运输方法的改进

鉴于传统的井架吊桥式冷却塔施工运输方法存在上述问题, 我们经过技术论 证后,决定改变其施工运输方法:采用折臂吊垂直和水平运输材料、机具,配以 曲线电梯承担施工人员的上下运输。目前已施工完 1 个 9000m2 水塔,在实践应 用中该工艺不仅是可行的。 而且具有井架吊桥式施工运输方法所无法比拟的很多 优点。 1.2.1 曲线电梯 曲线电梯是沿着冷却塔筒壁的子午向曲线布置电梯齿条轨道和滑道, 随筒壁 的施工埋设暗榫, 固定并接高轨道和滑道。 电梯箱两侧各 3 个滚轮在滑道上滚动, 中部的齿轮沿固定在筒壁上的齿条顺着筒壁的子午向上下运行 3 在其顶部装有 一电动调节丝杠, 来调整电梯箱始终处于竖直状态。曲线电梯仅供施工人员上下 和爬梯安装时使用(曲线电梯设置在爬梯附近), 避免了与材料、 机具运输的穿插。 1.2.2 中央折臂吊

我们在施工邯峰电厂 9000m2 水塔时, 选用的是 ZTQ240Ⅱ型自升塔式起重机, 其塔身自立的最大高度为 55.2m。根据 150m 高的筒壁要求,选择的是 3 层附着 式,共 29 个标准节和 3 个锚固节。每节塔身高 3.75m,正方形框架,中心尺寸 为 2.5m × 2.5m,塔身总高达 131.4mo 塔身底部设有 4 根斜撑杆,分别与基 础相连;塔身顶部设有顶升套架,空套在塔身外围(有 4 层小平台),供塔身增高 引进标准节起顶升、承重的作用。 起重臂由大臂和小臂绞接而成,其中大臂长 29m,小臂长 30m。大小臂可曲 折 90。,因此既可水平臂工作,也可折臂(15。~75。)工作,特别适用于冷却塔这 样的特殊型高耸薄壳筒形建筑物的施工。大臂分 3 节,小臂 4 节(节间均采用销 轴连接)。小臂可装配成 30,25,20m 3 种长度,分别适用于 9000,7000,5000m2 的冷却塔施工。在曲臂状态时,起重小车只能在小臂轨道上运行。 塔身配有 1 部电梯及 1 个直爬梯,供塔身自升时操作人员和司机上下使用。 混凝土的浇注采用吊斗下灰的方式。为加快施工速度,我们同设计制造商共 同研究,将折臂吊的起吊重量增加到 3.5t。 折臂吊、曲线电梯在施工时的布置方式如图 1 所示。

1.3

2 种方法的技术及经济指标

以 9000m2 冷却塔为例,对井架吊桥式施工方法和折臂吊、曲线电梯施工方 法进行技术和经济指标对比, 明显地体现出折臂吊、曲线电梯施工方法的优越性 (如表 1),有很高的应用和推广价值。

2

模板工艺的改进

双曲线冷却水塔是长期暴露的清水混凝土高耸建筑物, 其外观施工工艺的优 劣将永久地展示在人们面前。诚然影响其观感质量的因素很多:诸如模板工艺、 混凝土配合比、外加剂的选用、混凝土塌落度等。但在诸多因素中影响比较大而 且比较突出的主要还是模板工艺。我们在清水混凝土的长期施工实践中体会到,

要从模板工艺方面提高混凝土外观工艺质量,关键是要从 2 方面人手:一方面是 减少模板的拼缝,采用大模板技术;另一方面是确保拼缝的严密性,防止漏浆。 我们在邯峰电厂工程 9000m2 冷却水塔的施工中,从这 2 方面进行了研究探讨, 并进行了改进, 在实践应用中取得了较好的效果,比之以往施工的塔筒工艺质量 有了明显的提高。 2.1 原模板工艺存在的问题

西柏坡电厂 5500m2 冷却塔施工中,我们采用的小模板规格尺寸,主要存在 以下 3 方面不足。 2.1.1 模板几何尺寸为 500mm ×1300mm。其板面面积较小,至使模板拼缝较 多,施工中影响了外观工艺的质量。 2.1.2 模板的水平连接为承插式,在找半径的施工过程中由于丝杠的顶进、 顶出, 以及承插口处的施工灰浆清理不彻底等原因,往往容易使承插口处的连接 脱开,导致混凝土浇筑时漏浆,表面光滑度欠佳。 2.1.3 由于模板宽度小,而附着式三脚架的间距为 1m,因此每 2 块模板才有 1 个竖围擦和对拉螺栓及套管, 这样则增加了大量的水平小围擦, 浇筑混凝土时, 由于水平围擦的松动或刚度不足, 很容易造成跑模现象, 使得筒壁曲线受到影响。 2.2 模板工艺的改进

针对原小模板存在的不足和问题,我们在邯峰电厂冷却水塔施工中,为提高 外观工艺质量,认真分析、探讨,从模板工艺上进行了相应的改进,并在实践应 用中不断完善。 2.2.1 模板尺寸修改为 1000 mm ×1300mm,比原来面积增大 1 倍,减少了一 半的拼缝,提高了外观质量。 2.2.2 模板的水平连接。将原来承插式改为用卡子连接固定的方式(同于定型 组合钢模板)。但由于筒壁直径不断变化,模板的连接也因此不断错位,导致模 板组装的卡子 L 不能始终吻合。为此我们在模板端部开孔时,顶部开圆孔,底部 开长圆孔, 解决了模板每层收缩时卡子连接问题。该连接方式避免了承插连接方 式中易脱开的问题,严密而不漏浆,效果明显,如图 2 所示。

2.2.3 因模板改为 1m 宽,正好与附着式三角架的间距相等,故只需竖围檩即 可将模板固定好, 取消了水平小围擦,避免了因水平围擦的松动或刚度不足造成 的跑模现象,确保筒壁曲线的准确和美观。 2.2.4 卡子固定式连接虽减少了漏浆,但随着模板收缩错位,以及长期使用 引起的变形,有时拼缝不十分严密也会出现漏浆而影响外观。对此,我们在其接 缝处加垫吹塑纸来防止漏浆,解决了模板接缝处的漏浆问题。 2.3 实际效果对比

目前,邯峰电厂 1 号水塔已经结顶。我们将其与西柏坡电厂的水塔相比较。 从中可以很直观地说明模板工艺改进后的效果,见表 2。

3

存在的不足及今后的探索方向

3.1

工艺改进后存在的问题

虽然折臂吊、 曲线电梯的施工方案在施工大塔时有以上诸多优点,但还存在 一些不足:(1)折臂吊受风荷载的影响较大,会使施工受阻;(2)折臂吊立于水塔 中央,影响模板半径的找正;(3)曲线电梯的 2 个滑道间距太近,运行不稳,另 外运行速度需提高。这些不足需在今后的实践中加以改进和完善。 3.2 今后的探索方向

3.2.1 我们已在西柏坡电厂主厂房施工中成功采用了布料杆施工工艺,并已 开始推广。能否在折臂吊上推广附设混凝土布料杆?我们认为是有这种可能的, 但需解决泵送冲击力对吊车塔身稳定性影响, 以及一旦泵送管堵塞后的处理等问 题。 3.2.2 尽管折臂吊解决了材料、机具的垂直和水平运输,极大地降低了施工 人员的劳动强度。 但模板和三角架系统仍需人工提升,需在今后施工中探讨液压 或电动提升方法,以便进一步降低施工人员的劳动强度。


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