烟囱工程混凝土筒壁施工技术
[摘要]文章针对大唐信阳发电有限责任公司工程质量目标为确保鲁班奖,在前期策划中要求在保证混凝土内在质量和外部观感的同时,必须要有创新和不断提高施工工艺。因此,在烟囱工程施工中大胆采用了电动提升系统、烟囱大模板工艺等新技术和新工艺,经精心组织施工,努力做好细部处理,基本上达到了预期的效果。
1 工程概况
大唐信阳发电有限责任公司二期(2×660 MW)烟囱工程采用钢排烟管套筒式烟囱,由钢筋混凝土外筒壁和钢排烟管2部分组成。烟囱混凝土外筒高237 m,0 m处直径为21.5 m,出口直径为13.7 m,外筒壁厚度从下往上依次为600 mm、550 mm、500mm、450 mm、400 mm、350 mm、300 mm。钢内筒高度为240 m,直径9.2 m。内筒与外筒壁之间共设置7层检修平台,钢爬梯位于外筒壁内侧。
2 精心组织、强化管理,确保精品工程
为确保大唐信阳发电有限责任公司质量目标的实现,公司成立了大唐信阳发电有限责任公司创优工作领导小组,由公司总工程师任组长,进行了责任分工,明确了各成员的职责。此外,公司领导多次到信阳项目指导创优策划工作,并督促创优工作的落实。在施工中,我们采取了以下保证措施:
(1)建立健全质量保证体系和各项质量管理制度;
(2)编制完善的《创优策划书》,将质量目标分解到单项工程,并配以图片;
(3)通过各种形式切实提高全体施工人员的质量意识;
(4)项目成立QC攻关小组,针对新技术、新工艺展开小组活动;
(5)施工中做到样板先行,样板经各方确认后再大面积施工;
(6)加强过程质量控制,出现问题及时解决。
3 方案策划
在前期策划中,我们根据以往的施工经验和大唐信阳发电有限责任公司对烟囱施工的要求,列出了工程施工的难点和重点:
(1)如何保证烟囱混凝土筒壁外部颜色的一致,减少混凝土表面的气泡和裂缝;
(2)筒壁外模板水平拼缝装饰线的施工、竖向拼缝的收分及骑马缝的处理;
(3)电动提升系统的制作、安装及提升;
(4)做好细部节点的处理:对拉螺栓孔的修补、埋件的安装、窗洞口施工等;
(5)烟囱筒壁垂直度的控制。
针对以上难点和重点,我们在信阳项目组建了QC攻关小组,经过讨论确定了施工方案。为了保证烟囱筒壁混凝土的外观,100 m以下大模板仅周转1次,这样需多投入55万元,电动提升系统制作及安装,需投入65万元。施工中严格实行“样板制”,每次样板施工后,项目组织QC小组成员进行检查、整改、完善方案,然后再施工样板。经过4次PDCA循环,我们终于成功地解决了施工中存在的问题,使样板的施工达到了预期的效果。
根据现场实际情况及施工工艺的要求,烟囱外筒壁施工工艺分2种情况进行:第22板(即26.84m)以下混凝土外筒壁采用常规模板翻模施工,烟囱筒壁外侧搭设双排架、内侧搭设满堂脚手架,外模板为1.22 m×2.44 m的胶合大模板,内模板为定型小钢模,每次支模高度1.22 m,内外模之间用φ12 mm螺栓对拉固定。标高+26.84 m以上筒壁施工采用电动提升系统翻模施工,垂直运输采用双笼电梯。
4 采用先进技术确保工程一次成优
4.1 提高混凝土外观质量
混凝土用砂、石、水泥及外加剂选用合格的材料,一经确定品种和厂家,严禁更换,以保证混凝土外观颜色的一致。所采用的品种及含量必须通过混凝土配合比试验确定,搅拌站严格按施工配合比搅拌混凝土,严禁随意更改混凝土配合比,以保证混凝土搅拌的和易性。在施工过程中,混凝土供应站每次搅拌混凝土均应测定砂、石含水率,尤其是雨天后,并根据砂、石含水率对施工配合比进行调整。设专职试验员对混凝土供应站运到现场的混凝土进行坍落度检验,并做到每车必检。
混凝土浇筑采用环向分层,每层厚度400 mm,混凝土必须全面振捣,严格控制振捣时间、移动间距和插入深度,以确保混凝土的密实。针对混凝土表面的气泡,采用50 mm宽的竹片沿模板内侧上下插捣,以将模板表面的气泡引出。
浇筑混凝土前将每板的标高控制点投测至筒壁竖向钢筋上,控制点间距不大于2 m,在浇筑时严格控制标高。使浇筑面位于模板水平拼缝设置的木线条的中上部,以保证水平拼缝的效果。混凝土浇筑时有专人负责下部已施工混凝土的保护工作,当有混凝土浆液流到表面时,立即用抹布擦试干净。
浇筑混凝土前,必须对施工缝进行认真处理,清除钢筋上的油污、水泥砂浆及浮锈、混凝土表面松动的砂石,同时还应加以凿毛,用水冲洗干净并充分湿润。
4.2 模板安装及加固体系的选择
筒壁外模板采用12 mm厚1.22 m×2.44 m的胶合木模板拼装,以减少外筒壁模板的竖向拼缝,竖向背木方间距为300 mm。背檩沿模板高度采用3道φ22 mm的钢筋箍,加固采用φ48 mm×3.5 mm钢管,φ12 mm对拉螺杆加固,对拉螺杆穿φ15 mm-PVC套管。内模板为钢模板,通过收分板来完成每板模板的收分。
由于外模板为木模板,其收分必须通过自身模板的加工来完成,外模板竖向接缝为骑马缝,为保证骑马缝的效果,预先对烟囱的外模板进行排版,根据烟囱每板的上下周长计算出单块模板的具体尺寸,根据计算的结果来加工模板,加工模板要求上压刨,必须保证精度,在模板拼装时须避免产生小于半块的模板,当有小模板时采用2块较大的模板来代替,并将其放于烟囱的背面(即烟囱的东南面)。
拼装前,模板表面涂刷脱模剂,以增加混凝土表面光洁度,脱模剂采用成品食用色拉油,脱模剂需均匀地涂刷薄薄的1层。模板拼缝均加设双面胶,双面胶安装要精细,要求双面胶内侧与模板内表面平齐,防止混凝土浇筑后造成双面胶陷入混凝土或拆模后在混凝土表面形成翼缘。
4.3 电动提升系统工艺
烟囱电动提升系统是我单位具有发明专利的特殊施工工艺,原理是利用已施工的下部筒壁承重,预留螺栓孔安装爬升锚固件,爬升架及操作架通过锚固件固定于筒壁上。提升平台辐射梁放置于操作架上,操作架提升依靠安装于其上的电动提升装置来驱动,将操作架升起带动提升平台整体上升。操作架和提升架内立柱结构是由装在提升架下的滚轮嵌合而成,因而2架相对运行,即减少摩擦,又可互为轨道,使上升方向不偏不斜,可有效提高烟囱施工的安全性能。
此烟囱电动提升系统共由16个外提升架、16根辐射梁、花鼓圈、斜拉钢丝绳组成受力结构,1个主平台和3个吊平台组成烟囱施工的操作平台。垂直运输采用双笼电梯,每只电梯笼下设1个混凝土吊笼作运送混凝土用。
电动提升系统由我公司专家经过详细的科学计算,设计图纸经专家评审后确定,在加工时从原材料进厂、检验、下料、焊接、试验等各个环节严把质量关,从而保证了提升系统制作的质量。电动提升系统安装后由试验室进行了等效荷载试验,并经过了分公司、公司的验收,完善了安全防护、消防、避雷和操作规程等,保证了电动提升系统运行的安全可靠性。
4.4 细部节点的处理
4.4.1 水平拼缝的处理。为提高外筒壁混凝土的外观效果,外模水平拼缝设长15 mm、厚8 mm的弧形装饰木线条,表面要求刷2遍清漆,保证木线条处混凝土表面光洁。木线条内侧与混凝土接触面为圆弧,以便于木线条的拆除。
4.4.2 螺栓孔处理。为防止对拉螺栓孔四周漏浆造成混凝土外观颜色的色差,在对拉螺栓与模板结合处设置橡胶堵头,在施工时保证橡胶堵头与模板面连接的紧密。
烟囱爬升架螺栓孔及对拉螺栓孔应及时修补,修补采用的黑白水泥的比例须经多次试配后确定,试配采用托盘天平,以保证修补的螺栓孔与大面积混凝土表面颜色一致,修补时从内外两侧将其压实。
4.4.3预埋件安装。在模板上钻孔,用螺栓予以固定,在现场安装时,首先按照规格将埋件画在模板上,安装时对号入座,现场用手枪电钻钻孔。保证埋件和模板结合严密,埋件的标高、位置准确无误,与模板面接触严密,无空隙,拆模后埋件表面和混凝土表面平齐。
4.4.4 窗洞口处理。洞口采用大块模板加工,内部设钢支撑保证其整体性,与外模板连接紧固,保证施工混凝土时无位移。
4.5 烟囱垂直度的控制
烟囱中心由线坠与激光铅垂仪相结合校核检测。在基础底板的预埋钢板上定出烟囱的中心点,激光铅垂仪设置保护罩,安放在中心点;顶板上留设带盖板的投点孔,提升平台中心设激光接收靶。测中时,铅直仪激光光斑在接收靶的偏差值即为平台中心偏离的反方向的偏差值。根据此偏差调整平台中心,平台每提升1次要对中1次,出现偏差及时调整。同时为避免激光铅垂仪的误差,辅助悬挂线坠来校核垂直度。筒壁标高用卷尺每提升1次测量1次,并配以测距仪从烟囱外1点观测,每30 m测量1次。
5 方案的实施效果及下一步的改进
目前,烟囱外筒壁已施工至第50板,从已施工的外筒壁混凝土效果看,初步得到了业主和监理的认可,在大唐信阳发电有限责任公司第1次监检过程中,质检站的专家也认为烟囱外筒壁达到了清水混凝土的要求,线条顺畅,色泽一致,在河南省的烟囱施工中,走在了前列。在认真总结基础上,认为有以下几点值得进一步思考和提高:
5.1工程质量和工期的关系。烟囱第27~30板筒壁施工质量还存在不足之处,主要是混凝土设计标号降低,同时气温下降,由于赶工期,混凝土强度不够,拆筒壁外模板时水平装饰条将两侧部分混凝土损坏,虽经修补但还存在一定的色差。如何处理好工程质量和工期的关系是值得思考的问题。
5.2在烟囱外筒壁的施工中,还存在着不尽完善的地方,有待进一步改进,如:减少混凝土表面气泡,消除混凝土色差、增大表面的光洁度、水平装饰线条的处理等。在今后的工作中,我们会继续努力,精益求精,将信阳烟囱施工成为“河南第1精品烟囱”。
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