超高超大型空冷塔结构施工工法

超高超大型空冷塔结构施工工法

刘仁斌

中国电建集团核电工程有限公司 250000

1.前 言

内蒙古长城发电有限公司上海庙煤电项目#1空冷塔工程，是目前国内在建亚洲最大空冷塔（三塔合一）之一，也是蒙能集团的重点工程。本工程规模、工程量均创亚洲之最。本期建设规模为2×1000MW高效超超临界燃煤空冷发电机组，计划于2020年4月15日开工，两台机组分别于2022年6月15日、2022年8月15日完成168h试运移交生产（脱硫、脱硝同步）。本工程采用三塔合一方案，整塔装置具有冷却、脱硫、排烟三种功能，吸收塔、浆液循环泵房分别布置于#1、#2空冷塔塔内。4个容量为2000m³的非经常废水池布置于#1空冷塔内，在节约用地的同时，雨水收集池及泵房布置于#1空冷塔东北角，处运行期间可以将收集的雨水中转至非经常性废水池作为回用水。

“三塔合一”技术是现代电力工业发展的一种新兴技术，具有节约用地、节约投资、节约用水、节能降耗、减少污染的综合功能。该空冷塔高198m，由环形基础、X形柱、下环梁及塔筒构成。1#空冷塔X柱中心半径R=68.000m，中心标高31.0m，环梁、壳体分两次浇筑混凝土（具体浇筑高度图纸到后确定）。塔体为双曲线钢筋混凝土薄壳结构，筒壁支撑结构为48对X支柱，X柱为现浇钢筋混凝土结构，柱结构尺寸为1.10m×1.70m。交点段截面2.2m×1.7mm，长度8m，X柱顶中心标高31.0m，底标高±0.00m，交叉点中心标高19.255m交叉点半径71.219m，单柱斜长32.169m，1对X柱整体向心倾斜角度为75.201°，单支柱环向倾斜角度为74.504°，单支柱投影角度为73.882°。为保质保量完成任务中国电建集团核电工程有限公司研究论证对X柱采用新型材料PVC塑料定型模板,环梁单支封闭箍筋改成上下“U”形筋，两支“U”形筋侧面搭接部位进行焊接，塔筒竖向条肋采用钢模板，40m 以上混凝土利用平桥加混凝土拖式泵将混凝土输送至平桥处的灰斗上，用“小火车工艺”入模。

施工平面布置图

2.特 点

2.0.1 “三塔合一”技术研究中X柱的清水混凝土作为空冷塔的亮点部位，为了保证清水混凝土工艺美观，确定采用定型模板进行施工。

X柱施工剖面图

2.0.2 环梁箍筋图纸中设计为Φ16封闭钢筋，由于钢筋型号较大，设计较为复杂，该类型箍筋安装非常困难，同时造成工期延误。根据现场实际情况，施工中提出改变原箍筋设计，把单支封闭箍筋改成上下“U”形筋，两支“U”形筋侧面搭接部位进行焊接。

2.0.3塔筒竖向条肋共计96条，均匀分布在塔筒一圈，增加了塔筒施工难度，根据现场实际情况提出条肋模板现场加工定型钢模板共288套。

2.0.4空冷塔筒壁砼浇筑常用的方法是以人力小推车形式进行运输，对于一个大型冷却塔，一般需要投入小推车20辆左右，费工费力，效率低下。电动“小火车”的应用从根本上解决了这一问题，它省工、省力、安全可靠，值得推广。

3.适用范围

本工法可广泛应用于具有间冷塔、冷却塔等构筑物较近的现浇混凝土结构施工。

4.工艺原理

X柱采用新型材料PVC塑料定型模板施工，保证了清水混凝土工艺美观。

环梁箍筋单支封闭箍筋改成上下“U”形筋，两支“U”形筋侧面搭接部位进行焊

接，方便施工，解决箍筋安装困难。

条肋现场加工定型钢模板可以循环利用，且不变形，保证了条肋施工质量。

40m至塔顶拖式泵将混凝土输送至平桥处的灰斗上，用“电动小火车工艺”入模，混凝土浇筑布料采取一点向两反向进行最后合拢的施工方法。

5.施工工艺流程及操作要点

5.1 施工工艺流程

施工准备→X柱施工(模板施工)→环梁施工（U型钢筋施工）→塔筒施工（竖向条肋模板施工、混凝土运输“电动小火车）

5.2 操作要点：1.施工准备 2.X柱施工(模板施工) 3.环梁施工（U型钢筋施工）4.塔筒施工（竖向条肋模板施工、混凝土运输“电动小火车）

6.材料与设备

6.1材料：PVC塑料定型模板、20槽钢、3mm钢板、角钢50*5

6.2 工器具（设备）：全站仪、水准仪、垂准仪、塔吊、拖泵、“电动小火车”、电焊机等等

7.质量控制

7.1 质量控制标准

-----《双曲线冷却塔工程施工及验收规范》（GB50573-2010)

-----《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2018)
-----《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）
-----《电力建设施工质量验收及评价规程 第一部分：土建部分》 （DL/T5210.1-2012)

-----《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300-2013
-----《工程测量规范》GB 50026-2007
-----《工程建设强制性条文》电力工程部分（2016版）

-----《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499.2-2007
-----《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-2010

7.2 质量保证措施

7.0.1空冷塔属高耸薄壁类构筑物，施工质量优劣对结构内力的影响十分敏感。因此必须保证筒壁的几何尺寸正确和施工质量稳定，施工前认真做好图纸会检及施工技术交底工作，并认真检查资料。做好钢筋﹑模板﹑中心半径等预检工作，明确岗位责任制。同时作好施工记录及交接班记录，写明安全文明施工注意事项。

7.0.2钢筋数量和位置必须准确并连接牢固，防止在浇筑混凝土时钢筋产生位移，并有专人对钢筋进行维护和清除钢筋上的污染；筒壁钢筋接头必须符合设计要求及规范规定，交错布置，同一截面内竖向钢筋接头总面积不应多于钢筋总面积的33%，水平钢筋接头的总面积不得大于钢筋全部截面积的25%；钢筋保护层的厚度应用带铅丝的水泥垫块垫平保证，一般每米长度不少于一个，保护层偏差值＋10～-5mm；为防止局部少放钢筋，在筒壁半径减小时，应根据每对X支柱范围、有计划地进行调减钢筋，避免不均匀减少钢筋。

7.0.3液压顶升平桥及塔式起重机的缆风埋件处按厂家提供的图纸及要求配筋。拉缆风时严格按照厂家及规范要求施工。

8.安全措施

8.0.1 筒壁悬挂三角架经过设计核算，施工过程中，操作平台的施工荷载不超过设计荷载，力求荷载均匀。

8.0.2三角架严格按照施工措施中规定的程序进行拆除和组装，组装完成后指派专人检查其牢固及稳定情况，发现问题，及时纠正。

8.0.3在三角架及吊篮上的施工人员佩戴安全带。安全带拴在三角架杆件上，不得拴在其它不牢靠的杆件上。

8.0.4拆卸三角架及模板时，施工人员必须站在吊篮内进行操作。螺丝、模板零件装在工具袋内，撬棍、扳手应用绳系牢，所有工具及拆卸的构件，零件不得向下抛，落和乱放，并不得堆积一处。

8.0.5拆卸的三角架杆件和模板随即吊运到上层平台面，均匀地靠放在内外栏杆上或放在栏杆下，保证操作平台道路畅通。

8.0.6三角架未安装环向水平连杆件、竖向支撑及铺脚手板前，不得作为操作平台。

8.0.7在筒壁施工期间，应由实验人员在现场养护试块制作，提供施工所需要的混凝土早期强度报告，保证拆模时的混凝土强度满足规范要求。

8.0.8吊篮悬挂牢固，挂点有设销环固定。吊篮脚手板沿环向单向搭接，端头要长出吊篮的长度不小于20c，脚手板的铺设宽度不小于50cm。

8.0.9悬挂的三角架的兜底安全网，应从顶层操作平台向外挑出70-100cm再从吊篮底部通过，牢固地挂在吊篮内侧的上一节模板上。安全网定期检查和清理，兜底网与模板及吊点同步提升。

8.1.0在筒壁施工与其他安装单位交叉作业时，安装单位需在塔内15-20m标高处应设满堂安全网一层，塔外侧10m标高处设8-10m宽的安全网一层，否则禁止交叉施工。

8.1.1如遇打雷、暴雨或有六级以上大风时，停止悬挂三角架的装拆等作业，施工人员均撤离间冷塔安全警戒区。

9.环保措施

9.0.1 各类建筑材料,分类堆放整齐。

9.0.2 现场做到“工完，料尽，场地清”。

9.0.3 夜间施工时，当下班后要及时关闭所有的灯具，节约用电。

9.0.4 剩余材料应分类处置，能回收的则回收利用，不能回收利用的则作为废弃物处理。

9.0.5 油漆和稀释剂要密封好，防止挥发，并采用环保型油漆。

9.0.6 施工现场定期对路面洒水，避免路面扬尘造成的大气污染。

9.0.7 混凝土运输和浇筑过程中，要防止机械漏油和混凝土散落，避免造成道路污染。

10.效益分析

10.0.1以内蒙古长城发电有限公司上海庙煤电项目#1空冷塔结构施工为例，本工法的成功应用，提高了结构结构施工效率。

10.0.2三塔合一技术主要通过冷却效率高、占地面积小、节约投资、节约资源、降低能耗、减少污染等举措和方案实现推广的可行性。通过空冷塔对环境的影响较小，工程上节约了建造烟囱、GGH的投资及运行费用，在一定程度上弥补了燃煤电厂净化烟气的投资，推进了电厂脱硫等净化烟气的环保工程建设。

11.应用实例

11.0.1间冷塔、冷却塔。

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