長興電廠四期(技改)工程,擴建兩臺300MW亞臨界燃煤機組;凝汽器冷卻水采用循環供水方案,每臺機組配一座淋水面積為5500m2逆流式自然通風雙曲線型鋼筋混凝土冷卻塔。每座塔筒壁都為現澆混凝土簿殼結構,其進風口中面標高7.626m,中面半徑42471mm,最大壁厚700mm;喉部中面標高91.305m,中面半徑25.925m,最薄壁厚180mm;出風口標高115.0m。水池池底頂標高-2.000m,池底外圈底下為環板基礎即基樁承臺,寬4500mm、高1500mm、中面半徑46.000m。殼體最小厚度180mm,最大厚度700mm。
該工程冷卻塔是浙江全省范圍內迄今為止最大的冷卻水塔。無論筒體直徑、高度還是淋水冷卻面積,都開創了浙江省之最。目前,國內常規的冷卻塔施工方法是三角架翻模施工法,在以往的冷卻塔(如蕭山電廠、錢清熱電廠)施工中均采用該施工技術。但三角架翻模冷卻塔施工法存在著質量控制難、勞動強度高、施工安全隱患多、機械化程度化、施工進度慢等不足之處,很難滿足大型冷卻塔的施工安全、質量、進度、文明施工等方面的要求。為此綜合考慮安全、技術、進度、經濟等因素,最終采用了目前國內冷卻塔施工最先進的哈蒙電動爬模施工技術。
1、哈蒙電動爬模施工技術簡介
哈蒙電動爬模冷卻塔施工技術,材料的垂直運輸采用DZQ200T-M中心塔吊,施工人員上下采用曲線電梯,施工過程實現機械化。該施工技術以其質量控制精確、勞動強度低、施工安全、機械化程度高而成為目前世界上冷卻塔施工最先進的技術。該冷卻塔施工工藝主要由電動爬升系統、隨升操作平臺系統、模板系統、電氣控制系統、垂直運輸系統等組成。
(1)電動爬升系統:由沿冷卻塔筒壁內外交錯均勻布置若干個單元爬升系統組成,本工程共布置88個,每個單元系統由導軌、活動支架、固定支架(主架)付架、平臺、調節斜支撐組成。它的組成如下:
1)導軌是使整個爬升系統附著在筒壁上的主要構件。由鋼板和型鋼制成,長1.5m,鋼板上設有兩只螺栓孔,用于安裝剪力環和導軌錨固螺栓,型鋼上設有方形插孔,用于插置承擔活動支架與固定支架的方銷,上下導軌采用榫接,鐵楔夾緊,并設有2只調節螺栓,根據筒壁曲率變化來調整導軌斜率。導軌與筒壁對面補償器通過對拉螺桿緊緊夾在筒壁上,方便模板安裝。導軌還作為活動支架滾輪的滾動軌道并作為固定支架支承體。通過剪力環及錨固螺栓將爬升架上的荷載傳給具有一定強度的鋼筋砼筒壁。
2)爬升架主要由主架、副架、小平臺、可調節斜支撐組合而成的幾何不變體系,活動支架安裝在爬升架內部。
3)爬升架提升主要依靠電機帶動蝸輪減速器,再通過絲桿傳動使活動支架和固定支架交替上升。通過副架把小平臺同主架連接成操作平臺,每榀爬升架共布置上、中、下三層小平臺,兩榀爬升架之間勾通連成隨升操作平臺。隨著筒壁曲率變化,爬升架操作平臺將發生傾斜,這時通過調節斜支撐調平。
(2)隨升操作平臺系統:通過每榀爬升架P1、P2、P3三層小平臺附著相鄰兩榀爬升架之間的三層隨升操作平臺,每層操作平臺均由上平臺、下平臺有抽屜框組成可抽拔式伸縮結構。
(3)模板系統:冷卻塔是電廠標志性建筑,不僅要求結構優良,對表面工藝要求也越來越高,而表面工藝的好壞,模板系統起關鍵性決定作用,在本工程冷卻塔施工中,電動爬模系統特點,根據88個單元爬升架的布置,采用了內外各88塊特制大模板的施工工藝,即每一爬升架與補償器之間布置一塊大模板,每節高度1.5m,大模板采用25mm厚白松板,內襯12mm厚高強度耐磨膠合板,為加強模板的強度和剛度,背檔采用5×100×100方木,并在上部方木上設置了隨升吊環,下部膠合板底設置了橡膠止漏條,有效地克服了砼漏漿現象,確保了砼表面平整光潔,杜絕了蜂窩、麻面等質量通病。
(4)電氣控制系統:主要是中心塔吊、曲線電梯、爬升架三部分。爬升架部分每只爬升架設一只馬達為分別單獨控制,不會因某一爬升架故障而影響其它爬升架提升,活動支架行程由上、下兩只限位開關保護。
(5)垂直運輸系統:采用DZQ200型自升塔吊,根據該冷卻塔設計工況,分別在48.7m和78.7m標高處共設置兩道附壁錨固纜風,塔吊選用49m臂桿,大臂29m,小臂20m,確保塔吊拆除時大臂扳起小臂能順利通過喉部,冷卻塔筒壁施工所用材料及整個爬升系統的裝拆均由塔吊來完成。冷卻塔施工人員上下采用WT60型曲線外用電梯,安全可靠。
2、筒壁施工工藝流程
作為爬模的支撐基礎,人字柱上方環梁及第一節到第四節筒壁施工采用搭設腳手架、支撐澆筑,待其到達一定強度后,開始安裝爬模系統,五節以上全部采用電動爬模施工。
(1)筒壁爬模施工順序。在內導軌處測量上一天澆灌砼筒壁半徑→折內、外模板→爬升架爬升75cm→爬升架再爬升75cm→安裝、調節導軌和模板→澆砼→施工縫處理→綁扎下一節鋼筋。
(2)模板安裝順序。安裝導軌→調整導軌斜率→裝補償器→安裝模板→裝插銷→塞進三角木→安裝豎檔→緊對拉螺栓。
(3)鋼筋工程。筒壁內外豎向鋼筋以導軌中心線作為區間發隔線,每個區間鋼筋按三種不同長度在同一斷面上交叉布置,鋼筋下斜長度、搭接長度、間距嚴格按設計及現行有關規范要求執行,并做到鋼筋施工豎向鋼筋不側傾、環向鋼筋綁扎應水平。
(4)混凝土工程。砼到料斗后直接由塔吊提升到工作面,砼從一點開始澆筑,分三層施工,上下層間隔時間以不初凝為原則,并振搗密實,非冬期施工時,砼必須及時澆水養護,保持砼表面潤濕,養護時間不少于14天。
(5)筒壁施工縫處理。水平施工縫待砼初凝后人工打毛,并用帶有壓力水沖洗砼表面浮漿,以露出石子為宜。筒壁上對拉螺栓孔,用膨脹水泥砂漿堵塞密實。
(6)筒壁幾何尺寸控制。為確保筒壁幾何尺寸準確,采用光學垂直儀測定殼體幾何尺寸。首先,根據內爬升架數量在水池底板上定出射線數量,每條射線上定兩個基準尺寸點。砼澆筑完后,用光學儀器測定筒壁半徑,即把垂直儀架在測量點上(該點由基準點定位)投影到帶有刻度直尺上,即可算出實際的水平距離,然后算出筒壁半徑誤差值△R,△R=R設計-R實際,根據△R值算出修正的偏差,修正偏差要使每一節水平半徑相等,防止該節截面呈波浪形。
內導軌安裝時用調節角尺靠在導軌上,然后根據每一導軌修正偏差調節該導軌的斜率,補償器斜率由相鄰兩導軌算出補償器的弓高接線確定(弦長法)。由于模板與導軌相聯接,導軌、補償器斜率就是該節模板斜率。
筒壁厚度是用Φ45/4.25、PVC塑料管套長度來控制。
(7)筒壁防腐施工。筒壁內壁防腐隨筒壁施工同時進行,施工人員站在內層平臺上操作和涂刷,筒壁拆模后首先對內壁表面進行處理,確?；嫫秸軐?/span>,徹底消除表面浮漿、浮灰等,并達到基本干燥后才可涂刷,施工前應進行涂層的附著試驗,先涂一小塊,待試涂質量合格后再進行大面積涂刷。涂料必須按規定的配合比和配料順序進行配制,并攪拌均勻,不得有漏涂、皺皮、流墜、破膜等現象,涂層施工時應在涂膜表干后,方可涂刷其上一層涂料,涂層的總厚度應符合設計要求,施工配料時應有防火、防雨、防砂設施。
3、綜合技術比較
筒壁作為冷卻塔的主要分部工程,是冷卻塔施工中的重點,同時也是冷卻塔施工中的難點,目前,國內常規的施工方案是三角架翻模施工法。本工程采用了目前國內冷卻塔施工最先進的哈蒙電動爬模施工技術,經過2個冷卻塔的施工,同時結合近幾年其他省份采用該技術所施工的幾座大型曲線型冷卻塔所積累的經驗,認為哈蒙電動爬模施工技術比三角回翻模施工技術至少有以下優點:
(1)以光學垂準儀測定殼體半徑,質量控制相當精確。
(2)爬模系統的提升架是由輕型工字鋼和槽鋼組成的格構式結構,施工平臺是由槽鋼與角鋼組成的抽拔式結構,承載強度大剛度好,再加上封閉式的鋼欄桿,為施工人員提供了一個安全的施工環境。
(3)全套施工實現了機械化,大大地勞動生產率。只要按動電鈕就可以完成施工平臺與模板的提升,大大降低了勞動強度,減少了許多不安全因素。
長興電廠1、2冷卻塔相繼采用電動爬模新工藝,于2001年12月4日開始筒壁施工,2002年6月2日結頂。從整個冷卻塔施工過程來看,該套電動爬模技術充分體現了安全、精確、高效等優點,為整體工程的順利進行打下了良好的基礎。
