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1、 关闭窗口文章名称：邯峰发电厂9000m2冷却塔施工技术2003.7.22论文著者：张华文 梁树忠河北省电力建设第一工程公司 邯峰发电厂9000m2冷却塔施工技术返回摘要：河北邯峰发电厂2660MW工程每台机组配备一座淋水面积为9000m2自然通风逆流式双曲线型冷却塔、150m高、钢筋混凝土结构。本文从冷却塔的结构特点出发重点对在工程中所采用的截、围、疏、降相结合的降水方法、环基大体积混凝土留后浇带的施工方法、人字柱及环梁的现浇施工工艺以及筒壁施工中的折臂吊及曲线电梯的使用、1.31.0m大模板的应用、筒壁子午向钢筋排布的新思路等施工技术进行了详细的阐述和总结。 关键词：冷却塔、施工技术 1.
2、 工程概况 河北省邯峰发电厂2660MW工程为中外合资项目，每台机组配备一座淋水面积9000m2自然通风逆流式双曲线型冷却塔，钢筋混凝土结构，塔高150m，是目前国内乃至亚洲最大的冷却塔之一。整个冷却塔工程是由环基、人字柱、环梁、筒身和刚性环组成的塔体工程和由压力水沟、中央竖井、主水槽、淋配水构件及装置组成的淋水系统工程以及由池底板、池壁等组成的贮水池工程等三部分组成。2. 主要结构情况和参数塔总高度150.135m塔顶内半径R=35580mm喉部标高112.500m喉部内半径R=33500mm环梁中心标高10.244m环梁中心半径R=55560mm环梁厚1050mm为筒壁最大厚度，喉部厚20
3、0mm为筒壁最小厚度。人字柱为圆形，共44对，直径900mm,长度为11332mm。环基为环形板式基础，截面尺寸27m，中心半径R=60071mm。塔内设普通淋水柱208根，主水槽下双榀柱共36榀，淋水层标高为11.110m，配水层标高为14.110m，除主水槽及双榀柱外淋配水构件共2532件。该塔采用一条混凝土方沟、一座中央竖井进水，设四条封闭双层主水槽呈十字形布置，双层主水槽上层负责水塔内围配水，占全塔总面积的31%，下层负责水塔外围配水，占全塔面积的69%。为解决冷却塔贮水池冬季结冻问题设计了2条旁路管，为提高冷却效果，降低大风对冷却的影响，在塔内主水槽下，呈十字形布置玻璃钢隔风板。3.
4、 主要工程量表1：主要工程量统计表工程项目#1塔#2塔土石方32478m319540m3混凝土33446m3（其中筒壁为13300m3）钢筋2651.1t2816.2t铸铁托架380t（共10978块）淋水填料9040m2两层聚氯乙稀配水管2305m喷溅装置8720套4. 主要工程形象进度表2：主要工程形象进度表项目名称#1塔#2塔土石方开挖1997.09.10-1997.10.061997.10.15-1997.11.21地基处理1997.10.02-1997.10.181997.11.24-1997.12.03环基施工1997.10.21-1997.12.291997.12.12-1998
5、.04.17人字柱施工1998.03.18-1998.05.131998.09.10-1998.10.15筒壁施工1998.05.13-1998.11.191998.10.25-1998.12.151999.07.16-1999.11.251999.03.13-1999.05.202000.03.14-2000.05.12淋水构件吊装1999.07.01-1999.10.262000.06.03-2000.08.26淋水装置安装1999.09.26-1999.11.302000.07.02-2000.09.20建造工期2年零2个月2年零4个月注：施工时按先#1塔后#2塔的顺序。#1塔筒壁施工完
6、成后机械移至#2塔开始其筒壁的施工，1998年12月15日至1999年7月16日为#2塔停工时间；两塔筒壁冬期停工时间进行塔内双榀柱及主水槽的现浇施工。5. 主要工程施工技术方案5.1 降水工程邯峰发电厂厂区地下水属潜层地表水，赋存于松散层孔隙及基岩风化裂隙中，地下水的补给为侧向径流、大气降水、外界排污水、农灌回渗四个来源，总体流向为自东北向西南，而两座冷却塔正好位于整个厂区的东北角，处于地下水流向的上游，水位埋深仅1m，所以该区域是整个厂区降水的关键，最后确定降水方案为：一是在#1塔北面布置降水井17眼作为截流井，使其能最大限度截断上游补充水，减少下游厂区降水的难度（15m-30m不等距布置
7、，井径219mm，井深20m，因地基全部为岩石，不下管）；二是在#1塔东面布置降水井6眼作为围降井；三是在水塔区的西侧有一条自东北向西南的自然冲沟是地表地下径流的汇集通道，出水量大，因此按8-10m布置疏导降水井至厂区内。这样截、围、疏、降相结合起到降水的目的。水塔区降水从97年9月1日开始进行，至97年9月10日已满足开挖要求，通过实施该方案，在整个工程施工中，除少数部位开挖过程中出现地下水外，总体降水效果很好。水塔区降水井布置见附图一。5.2 土石方开挖及地基处理本工程环基、淋水柱基、旁路管支墩等设计均要求挖至强风化岩层，底板挖至设计标高即可，事实情况是冷却塔区域原地貌为自北向南倾斜，#1
8、塔区域全部为岩石，而#2塔北侧岩石裸露，其它区域则大部分为粉质粘土，因此#1塔环基及底板全部采用爆破开挖，而#2塔环基部分将岩石以上土方全部挖除，底板为先开挖设计标高以上表面覆土，然后将设计标高以上岩石全部爆破开挖，开挖过程中，地基岩石表层的松动石块、石渣、浮土全部清运走。由于该地区岩石结构的特点，松动石块、石渣、浮土全部清走以后，地基表面起伏不平，尤其是爆破开挖部分，呈不规则锯齿状，都存在不同程度的超挖现象，#1塔最深处达1.5m深，环基平均超挖深度为60cm，池底平均超挖深度为74cm，共开挖土石方32478m3；#2塔岩石少但按设计要求环基挖至基岩则超挖量很大，池底板则挖至设计标高无超挖
9、现象，共开挖土石方16650m3。水塔开挖配备机械为1.6m3反铲挖掘机3台，10辆自卸汽车，爆破施工队伍约25人。开挖结束后经地基验槽，设计院确认环基地基处理方式为C10毛石混凝土填平至垫层底，两侧各出基础宽500mm。由于地基表面极不规则，无法支设模板，经我们研究决定采用两侧砌240mm厚砖墙侧模替代模板（单塔砌筑量为143m3），这样虽然造价高些，但施工方便，速度快，质量好，部分比较高的砖侧模后加方木顶撑以防止混凝土浇筑时侧压力过大导致砖侧模倒塌。为了节约施工费用，刚开始采用溜槽下灰的方法，虽然节约泵车的机械费用，但人工消耗较大（70人/日）且施工速度很慢，虽经改进但效果不好，后改为泵车
10、浇筑的方法，劳力降为40人/日，施工速度明显加快。采用毛石混凝土处理地理按设计要求毛石的含量不超过30%，实际浇筑过程中，#1塔共浇筑混凝土1565m3毛石含量仅为15.1%,#2塔共浇筑混凝土2107m3毛石含量仅为18%,都存在毛石投入量小的问题。5.3 环基该塔环基设计断面为2m7m（高宽）,周长377.437m，属大体积超长结构，基础顶标高与池底板标高相同，为-2.0m。5.3.1 钢筋工程环基钢筋的绑扎采用脚手架支撑绑扎法，未采用传统的马凳支撑绑扎的方法，大大节约了马凳钢筋的投入。环基的环向钢筋的连接方法我们进行了新的尝试和探索，根据当时刚刚出版的JGJ18-96钢筋焊接及验收技术规
11、程，手工电弧焊增加了窄间隙焊新工艺，该工艺节省焊条及施焊时间并且减少钢筋搭接量提高钢筋连接的工艺水平，总体经济效益较好，所以环基环向28钢筋全部采用这项新工艺。我们先到邯郸热电厂工地实地调研，又派焊工到北京培训并取证，焊工试焊时一切正常。每个焊工配两人组成一个三人焊接小组，如果钢筋端头锯的平整无变形，焊接一个接头最快焊接时间为5分20秒，需3根焊条；如果端头有轻微变形则需6至7分钟3根多焊条，总的下来一个头平均约需6分钟，焊接速度比其它焊接方法快。在现场取样检验过程中，发现#1塔有一组#2塔有两组试件不合格，达不到JGJ18-96钢筋焊接及验收规程中第5.5.3条三个接头试件均应断于焊缝之外的
12、要求，通过研究我们采用熔槽帮条焊对该三组钢筋接头（#1塔300个接头#2塔600个接头共900个接头）进行了补强，补强后经检验全部合格。#2塔在发现有2组不合格后其余的接头全部采用了熔槽帮条焊，取样检验未发现不合格现象。经过分析从这次环基钢筋焊接施工中得到两个教训：一个是窄间隙焊新工艺受焊工水平及气候条件影响较大，施工中宜慎重选用，尤其在冬季施工中焊接接头保温不好容易发生冷脆现象（两塔环基均在冬季施焊），而熔槽帮条焊作为一项老工艺却比较稳定，可以大胆使用。第二是环向钢筋宜在钢筋加工厂对焊成尽量长，我们建议30m长以内均可，既可方便运输，又可大量减少现场手工电弧焊接头（或绑扎接头量），可大量减少
13、焊条及焊工投入量并提高施工速度。5.3.2 混凝土工程为有效防治大体积混凝土施工中出现温度及干缩裂缝，我们采取了如下措施：5.3.2.1 根据设计在基础与垫层之间设建必特一布两油隔离层，以减少地基对基础的约束，保证混凝土在温升及温降过程中顺利滑移，减少混凝土变形过程中因地基约束形成的温度应力。5.3.2.2 水泥采用早期强度及水化热均较低的矿渣425水泥。5.3.2.3 施工前进行了最大伸缩缝长度计算，确定分仓浇筑长度不超过36.9m，为此我们把环基按人字柱的位置共分成12段，每段包含3或4个人字柱支墩，再通过2m宽后浇带的位置来调整每段的长度,最后确定每段长度为31.312m和25.734m
14、两种。5.3.2.4 混凝土浇筑采用每段之间留2m宽后浇带的方式，这也是冷却塔环基施工新的尝识，后浇带待两侧混凝土内部温度稳定并接近大气温度以后再浇筑。该方法效果等同于传统的分段跳仓施工，但比其大大减少了后期浇筑混凝土量，施工速度明显缩短了近一个月。5.3.2.5混凝土采用蓄热法养护，经热工计算上表面及侧面均采用一层塑料布两层草袋保温。测温点根据段的长度不同每段共布置5或6个测温点，内部温度测孔每段内布置2或3个，在易散热的内侧壁和两端共设3个测温孔，这样控制的内外温差为两处：一是混凝土表面温度（即保温层与混凝土之间的温度）和混凝土内部温度的差值，二是侧壁温度（侧壁布置的测孔的温度）和混凝土内
15、部温度的差值。派专人进行混凝土的测温工作，用液体温度计测量，经实测混凝土的内部温度在浇筑后第3天达到，最高为52。C-54。C范围之间，环基内外最大温差都在25以内。通过采用以上方法施工后至今未见裂缝出现。5.4 人字柱及环梁人字柱及环梁部位是冷却塔的最关键部位，也是外表观感质量控制的重点。此部位我们采用全现浇方式组织施工，环梁承重架及人字柱支承见附图二。在人字柱及环梁的施工中我们采用了与以前完全不同的施工程序。以往均是在先施工完人字柱支墩后，再施工人字柱及环梁，而这次的施工程序是先搭设现浇施工排架，支设环梁模板，将人字柱上口准确定位，然后从上至下支设人字柱模板，人字柱模板找正固定后，将已提前在地面绑扎完毕的人字柱钢筋骨架用吊车吊起串入人字柱模板，最后绑扎柱墩钢筋、支设柱墩模板，然后再从下往上先浇筑支墩混凝土再浇筑人字柱混凝土。为了保证人字柱的外观工艺人字柱浇筑未留门子板而是人钻到人字柱筒内进行振捣作业（人字柱直径为900mm）。利用这种钢筋整体入模的施工方
