汽轮发电机基座施工工法.docx
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汽轮发电机基座施工工法
汽轮发电机基座施工工法
1前言
汽轮发电机组堪称火力发电厂的心脏。
汽轮发电机基座体积庞大，结构复杂，预埋件数量多且安装精度要求高，是火力发电厂中施工难度大、工艺严格的关键土建工程。
河南省第二建筑工程有限责任公司在历时30年的火力发电厂汽轮发电机基座施工中，不断发展完善，总结出一整套成熟的施工方法，形成了汽轮发电机基座施工工法。
本工法中采用的现浇清水混凝土结构模板施工技术，获得国家专利，专利证书号：
ZL01212525.3；清水混凝土PVC角模技术获国家专利，专利证书号ZL200320113353X。
本工法于2007年5月进行了关键技术科技查新，国内未发现相同文献报道。
该工法采用的关键技术通过了河南省建设厅科技鉴定，达到国内领先水平。
本工法在火力发电厂汽轮发电机基座工程中普遍采用，取得了良好的效果，其中河南省禹州电厂一期（2×350MW燃煤机组）工程、华能沁北电厂一期（2×600MW燃煤机组）工程获得了国家建筑工程质量最高奖――鲁班奖，大唐三门峡电厂（2×600MW燃煤机组）工程、华润首阳山电厂（2×600MW燃煤机组）工程等获得“河南省结构中州杯”奖。
2工法特点
本工法涵盖了火力发电厂汽轮发电机基座主要工序的施工方法，内容系统完整；采用清水混凝土施工工艺，混凝土外观平整光洁，取消了汽轮发电机基座的二次抹灰，提高了工程质量，加快了工程进度；柱（梁）阳角采用PVC角模倒圆技术，既增加了清水混凝土装饰效果，又对成品保护起到一定的作用；外露预埋铁件采用螺栓固定，控制了预埋铁件偏移，实现了预埋铁件与混凝土表面齐平；预埋螺栓套管（直埋螺栓）、锚固板等采用固定架安装及微调螺丝调节定位，提高了埋设精度，确保了高精确度移交安装，为提高设备的安装、运行质量，提供了条件。
3适用范围
本工法适用于火力发电厂工程汽轮发电机基座等大型设备基础施工，可推广应用于其他工业建筑大型设备基础施工。
4工艺原理
本工法采用清水混凝土工艺，严格按清水混凝土要求选择混凝土原材料，科学地进行配合比设计；模板排版进行专项设计，严格制作和安装工艺，有效控制模板拼缝；混凝土浇筑采用臂架式砼泵车，合理布料，连续施工，避免冷缝产生；严格混凝土浇筑工艺，规范并改进养生技术。
实现汽轮发电机基座混凝土内实外光，结构尺寸准确，表面平整，颜色一致，无明显气泡，模板拼缝有规律，达到清水混凝土工艺标准。
混凝土结构柱（梁）阳角采用PVC角模倒圆技术，使构件阳角线条流畅美观。
预埋铁件采用螺栓在模板上固定，避免了预埋铁件位移，确保了预埋铁件与混凝土表面平齐。
通过采用固定架及螺栓微调技术，预埋螺栓套管（直埋螺栓）、锚固板定位准确，提高设备安装精度。
5施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
汽轮发电机基座体形大，由基础底板、中间层和运转层几部分组成。
砼浇灌严禁留设竖向施工缝。
水平施工缝可分别留设于基础底板上表面、中间层板顶。
汽轮发电机基座基础底板、中间层施工工艺流程是：
测量放线→脚手架搭设→钢筋绑扎→模板安装（预埋铁件安装）→混凝土浇灌→养护
汽轮发电机基座运转层施工的工艺流程是：
测量放线→脚手架搭设→柱钢筋绑扎→柱模板安装（预埋铁件安装）→梁底模板安装→预埋螺栓套管（直埋螺栓）测量放线→固定架安装→预埋螺栓套管（直埋螺栓）安装→锚固板的安装→钢筋绑扎→螺丝微调定位→梁侧模板安装（预埋铁件安装）→联合验收后混凝土浇灌→养护→交付安装
5.2操作要点
汽轮发电机基座基础底板为大体积混凝土，中间层为常规施工，均执行运转层相关操作要点，因此不再赘述。
运转层施工操作要点阐述如下：
5.2.1测量放线
依据主厂房的轴线控制网，在汽机间设置汽轮发电机基座加密控制网，设置“汽轮发电机中心线”、“凝汽器中心线”及各轴线控制桩，并对控制桩进行保护，严禁碰撞和扰动。
在汽机底板顶面上弹柱子、梁（墙）中心线及边线控制线。
梁、板底模支好后在其上放各种预埋件定位线。
每次放线必须以“汽轮机中心线”及“凝汽器中心线”为基准，并与轴线控制桩进行复核。
5.2.2脚手架搭设
汽轮发电机基座施工脚手架搭设分为支撑脚手架和施工操作脚手架搭设，均采用扣件式或碗扣式钢管脚手架。
架子搭设前应进行设计和计算，特别是承重支架，必须进行承载的稳定性验算。
5.2.3钢筋绑扎
钢筋绑扎应在设计基础上进行二次排布设计，力争避开锚固板、预埋螺栓套管、预埋螺栓等预埋构件位置。
锚固板体型大，正常情况采用对穿措施，特殊情况无法避开时，要对断开钢筋进行过渡连接，连接措施必须征得设计单位同意。
5.2.4模板工程
1模板设计与制作
1）模板宜采用中、大型模板，材质可选用木胶合板、钢模板、塑料模板。
2）模板设计时应按照设缝合理、均匀对称、长宽比例协调的原则，确定模板分割。
梁模板分块以轴线为对称中心线，面板宜横向布置；柱子单面一般不设竖向拼缝，梁柱拼缝水平交圈，竖缝贯通；模板拼缝粘贴双面胶。
3）采用木胶合模板时，方木背楞应通过压刨处理，严格控制厚度一致。
面板与背楞连接采用整装整拆的方法。
2模板安装
1）模板安装准备
对模板加工尺寸及外观质量、铁件安装及钢筋保护层等逐项进行验收。
清除水平施工缝杂物、污渍等，并按要求进行凿毛处理。
2）墙、柱模板安装
墙、柱模板安装应在墙、柱钢筋验收合格后进行。
柱子模板底部用50mm×50mm方木钉成固定框，用于模板精确定位。
根据模板装配图，从低到高依次将模板就位后，按弹好的模板线进行检查、校正、加固。
柱子模板采用槽钢作为柱箍进行加固，当柱子截面较大时，沿柱中部增设对拉螺栓。
槽钢和对拉螺栓的规格、型号、间距经计算确定。
对拉螺栓应纵横成线，间距均匀，对称布置，宜能周转使用。
在混凝土截面内螺栓外套塑料套管，两端为锥形堵头和胶粘海绵垫。
拆模后，孔眼采用专用砂浆、专用工具封堵修饰，使封堵的孔眼直径和深度一致。
3）框架梁模板安装
底模采用横向整块制作，纵向装配。
梁底模安装应进行中线检查，校核各梁模中心位置，并校核梁底标高。
梁侧模对拉螺栓安装前要对其位置进行设计和弹线，确保螺栓孔均匀的布置在一条直线上。
安装及处理要求同墙、柱模板相关内容，梁模支设示意见图5.2.4-2。
5.2.4-2汽机基座运转层模板安装图
4）梁、柱阳角倒圆PVC角模的安装
用木螺丝将PVC角模固定在梁角底模上，柱子PVC角模固定在小面模板阳角位置处，安装前应将角模两侧与模板接触面粘贴胶带纸，使PVC角模与模板之间缝隙严密。
PVC角模大样见照片5.2.4-3。
5.2.4-3PVC角模大样
5.2.5预埋件、预埋螺栓的安装和固定
在模板施工前应根据设计图纸编制预埋构件一览表，并注明编号、规格、数量以及埋设位置（尺寸和标高），核对无误后再进行安装。
1预埋铁件的安装
将预埋铁件在模板上安装就位：
在埋件和模板对应位置钻ф6孔，安装时用M4螺栓穿过埋件及模板进行紧固。
待砼成型拆模后卸去螺帽重复使用，用手提砂轮机将螺栓切除并磨平。
安装示意见图5.2.5－1。
5.2.5-1埋件安装示意图
2预埋螺栓套管（直埋螺栓）安装
根据设计图纸提供的预埋螺栓套管（直埋螺栓）安装布置图，将全部预埋螺栓套管（直埋螺栓）按系统分解成若干组。
各组预埋螺栓套管（直埋螺栓）应根据主轴线进行安装，避免误差积累，提高安装精度。
预埋螺栓套管（直埋螺栓）施工时应根据所绘制的安装图按顺序编号安装，预埋螺栓套管（直埋螺栓）安装完毕后，应检查预埋螺栓套管（直埋螺栓）相互之间的位置尺寸，确保安装位置正确。
安装预埋螺栓套管（直埋螺栓）型钢固定架
根据图纸放线后，在底模上固定钢板，在钢板上根据螺栓套管的高度，安装型钢固定架，固定架上口水平槽钢高于框架梁砼上平面100mm，在每组预埋螺栓套管固定架的上口增加一组角钢斜撑，使其具备一定的刚度。
3锚固板的安装
在梁底模支设完毕后，安装锚固板钢支架。
由于锚固板的体积大，重量重，需用吊车进行就位、校正。
当锚固板的标高及平面位置符合设计要求后，进行钢筋绑扎。
在绑扎钢筋的过程中，注意保护锚固板及其支架，待钢筋绑扎完毕后，须对锚固板的平面位置、标高重新进行检查、校正。
5.2.6混凝土工程
混凝土浇筑前，应由建设单位、监理单位、设计单位、施工单位、安装单位、设备厂家联合进行验收，验收合格签发混凝土浇灌许可证。
1混凝土原材料在符合规范要求的同时，应满足清水混凝土需色泽一致的特殊要求：
1）水泥应为同一厂家生产、同一品种，在有可能的情况下同批号，且采用同一熟料磨制，颜色均匀的水泥。
2）骨料应为同一生产厂家产品，应连续级配良好，颜色均匀、洁净，粗骨料含泥量小于1％，细骨料含泥量小于1.5％。
3）同一部位施工的混凝土不得随意更换外加剂、掺合料的品种、掺量。
4）混凝土原材料应有足够的存储量。
2混凝土浇筑
1）采用臂架式混凝土泵车进行布料浇筑，泵车型号根据现场条件及基座外形尺寸综合确定。
2）混凝土浇筑采用一端起始、平行推进、斜面分层的方式进行浇筑，每一部位应按先柱子、后梁板的浇注顺序施工。
混凝土布料应专人指挥，合理布料，严禁混凝土出现施工冷缝。
3混凝土的测温
汽轮发电机基座基础底板、汽机运转层混凝土浇筑时，每组测温点沿混凝土浇筑方向布置，采用电子测温仪测量混凝土不同部位的温度。
上、下、侧表面的测温点距离混凝土表面50mm，沿混凝土厚度方向按800mm左右间距布置内部测温点。
升温阶段每2h测温一次；降温阶段至混凝土内外温差大于15℃期间每4h测温一次；混凝土内外温差小于15℃每8h测温一次。
当混凝土内外温差小于15℃、混凝土表面与大气温差连续2天小于5℃时，停止测温工作，同时总测温时间不少于14天。
降温速度及温度梯度：
1）混凝土的降温速率宜控制在1～2℃/d，不得大于3℃/d。
2）温度梯度宜控制在15℃/m以下。
根据测温具体情况及时采取相应措施。
4混凝土养护
混凝土终凝后，设专人负责混凝土养生工作。
具体养护措施必须通过计算确定，在高温季节宜采用蓄水养护，有必要时，采用循环水系统降低混凝土内部温度，在气温较低时应采取可靠的保温措施。
混凝土的养护时间自混凝土浇筑完毕开始算起不宜少于14天，同时满足专项技术方案的要求（包括温控要求）。
6材料与设备
本工法使用的PVC角模为河南省第二建筑工程有限责任公司专利技术，使用时需专项设计提供厂家加工制作，预埋螺栓套管（直埋螺栓）安装时使用的型钢固定架材料约12吨（以600MW机组为例）。
采用的机具设备多与主厂房施工设备共同使用，此处仅对本工法有特殊要求的机具设备进行表述。
表1各主要机具设备表
序号
机械设备名称
型号
规格
精度
等级
数量
备注
1
臂架式混凝土泵车
2台
根据工程具体情况选择合适型号
2
电子测温仪
JDC-2
1台
3
水准仪
DS2
±2mm
1台
经校验
4
经纬仪
J1
±1”
1台
经校验
7质量控制
7.1质量标准
7.1.1工程质量应符合《建筑工程质量验收统一标准》（GB50300-2001）等系列标准的规定，同时应符合《电力建设施工质量验收及评定规定》（DL/52101-2005）第一部分：
土建工程中“汽轮发电机基础工程”质量标准规定。
7.1.2清水砼外观质量标准
1.轴线位置、几何尺寸准确；
2.表面平整、接缝严密，色泽一致；
3.模板拼缝有规律；
4.对拉螺栓孔排列整齐，孔洞封堵密实，颜色同原砼面基本一致；
5.无蜂窝、麻面、露筋、孔洞、夹渣等质量缺陷，无明显气泡；
6.无缺棱掉角、起砂、污染等现象，砼表面基本无修补痕迹；
7.梁柱阳角倒圆，线条顺直；
8.预埋铁件位置准确，与砼表面平齐。
7.1.3允许偏差项目：
序号
检查项目
允许偏差（mm）
检查方法
电力标准
本工法标准
1
表面平整
≤8
≤4
2m靠尺和楔
形塞尺检查
2
基础中心线准确
≤10
≤5
经纬仪、
钢尺检查
3
表面标高偏差
0～-10
0～-6
水准仪检查
4
柱梁截面尺寸偏差
+8～-5
±5
钢尺检查
5
全高垂直度
≤10
≤8
吊线及钢尺检查
6
预埋件
预留孔
中心线位移
≤10
≤5
钢尺检查
水平高差
≤5
≤3
钢尺检查
7
预埋螺栓
允许偏差
预
埋
管
中心
不大于0.1d，且≤10
不大于0.05d，且≤4
钢尺检查
孔壁
垂直度
不大于L/200，且≤10
不大于L/300，且≤4
吊线检查
直
埋
式
中心
±2
±1
在根部、顶
部钢尺检查
垂直度
≤L/450
≤L/600
吊线检查
顶标高
+10～0
+6～0
水准仪检查
注：
d为螺栓直径，L为螺栓长度。
7.2质量控制措施
7.2.1严格技术管理制度，施工前编制详细的施工方案，明确具体质量保证措施和质量标准。
7.2.2严格按照本工法清水砼外观质量和允许偏差项目进行质量控制管理，认真落实“三检制”，上道工序不合格不准进入下到工序施工。
7.2.3工程所用建筑原材料、预埋铁件、预埋管、直埋式螺栓、建筑模板等进场必须验收，验收合格后方可使用。
7.2.4螺栓固定钢架的安装应具备足够的刚度和稳定性，位置、标高准确；微调螺栓与固定架连接牢固，满足螺栓精确定位后的固定需要。
7.2.5认真做好砼的配比和计量管理工作，确保砼外观颜色一致；砼浇筑前，充分进行砼浇筑方案和供应能力的优化，保证砼浇筑的连续性。
7.2.6测量仪器精度必须满足本工法要求，并校准使用。
7.2.7组织建设、设计、监理、安装、设备厂家、施工单位联合对运转层隐蔽工程检查验收，确保工程施工质量和交安质量。
8安全措施
8.1本工法执行国家、行业的相关安全法律、法规及安全技术标准、规程，专业部分以《电力建设安全工作规程》第一部分：
火力发电厂为准。
8.2针对性安全措施
8.2.1结合汽轮发电机基座的特点，基础底板钢筋安装时，应有可靠的支撑措施，防止钢筋倾倒。
8.2.2汽轮发电机基座上部结构的模板支架宜直接支在基础底板上，当支在回填土上时，回填土质量必须满足规范及设计要求，钢管立杆应设置金属底座或垫木。
模板支架应经过严格设计，并编制安全专项施工方案，经专项验收合格方可受荷，严防支架坍塌。
砼浇筑过程中，派专人观察架体的稳定性，发现问题必须立即停止砼的浇筑，隐患消除后恢复施工。
8.2.3施工现场按符合防火、防雷、防洪水、防触电等安全规定及安全施工要求布置，完善安全标识。
8.2.4施工现场的临时用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》的有关规定执行。
8.2.5汽机基座四周搭设双排脚手架，在纵向搭设上下马道，并用密目网封闭。
8.2.6现场施焊必须应采取隔离措施，配置消防器材，严防焊渣落入模板中引起火灾发生。
8.2.7锚固板等大型构件在吊装过程中应绑扎牢固，起落平稳，防止冲击、碰撞、倾斜滑移发生事故。
固定钢支架应验收后方可承载。
9环保措施
9.1本工法严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规，将环境管理融于企业全面管理之中，加强对施工燃油、设备噪音、材料、废水、生产和生活垃圾的控制和治理。
9.2成立环境卫生管理机构，现场设立专职环境监测及管理人员，全过程指导、布置和监控。
9.3施工现场按平面布置图合理布置，各种标牌齐全，内容清晰，标识醒目，现场文明整洁。
9.4模板的组合拼装设计时，考虑与其他工程的通用性，做到模板能够循环使用，节约木材、钢材。
9.5施工现场执行用火申请制度，严禁燃烧有害物质，禁止产生有害气体。
9.6对施工过程中产生的废胶带、焊条头、螺纹连接的保护帽分类收集、处置。
9.7对现场主要施工道路进行硬化，并在晴天及有风天气经常对道路洒水，防止尘土飞扬。
10效益分析
采用本工法施工，汽轮发电机基座各部位混凝土尺寸准确，表面光洁，线角顺直，无蜂窝、孔洞等现象。
汽轮发电机基座混凝土质量达到清水混凝土标准，不需要粉刷施工，可将工程造价降低1-2个百分点。
套管及预留螺栓孔位置准确，无堵塞、移位现象，避免二次处理造成的损失，由此提高设备安装工效，单个机组可降低安装成本约12万元。
汽轮发电机基座施工质量好，提高了发电机组运行的稳定性、可靠性，使机组年发电量明显增加，经济及社会效益显著。
11应用实例
11.0.1华润电力首阳山电厂（2×600MW燃煤机组）工程：
华润电力首阳山电厂工程，位于河南省洛阳偃师首阳山镇，工程于2004年开工，2006年竣工，汽轮发电机单基座混凝土量为5700m3，汽轮发电机基座移交安装一次成功，工程于2005年荣获“河南省结构中州杯工程”。
11.0.2大唐三门峡电厂（2×600MW燃煤机组）工程：
大唐三门峡电厂工程，位于三门峡市西，工程于2003年开工，2005年竣工，汽轮发电机单基座混凝土量为4766m3，汽轮发电机基座移交安装一次成功，该工程被评为“河南省建筑业新技术推广应用金奖示范工程”、“河南省结构中州杯工程”。
11.0.3华能沁北电厂一期（2×600MW超临界燃煤机组）工程：
该工程是我国“十五”计划新建的国产超临界大型火电机组依托项目，位于河南省济源市五龙口境内
，整个工程于2002年9月开工，2005年1月竣工，汽轮发电机单基座混凝土量为4178m3，汽轮发电机基座移交安装一次成功，赢得了业主、监理和同行专家的一致好评。
该工程2005年获河南省建筑业新技术应用示范工程和建设科技示范工程，2006年获河南省建设科学技术进步一等奖，并荣获2006年全国建筑工程质量最高奖――“鲁班奖”。
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