双曲线冷却塔翻模施工工法.docx
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双曲线冷却塔翻模施工工法
双曲线冷却塔翻模施工工法
广东省电力第一工程局
陈清曾传荣王伟明
1.前言
双曲线冷却塔因其良好的适用性和经济性而被广泛应用于发电厂等类似厂矿企业。
它由现浇钢筋砼蓄水池、筒身（包括人字柱、环梁、筒壁、刚性环）、塔芯、淋水装置以及附属、配套设备组成。
其中,冷却塔现浇钢筋砼筒壁垂直运输量大、形状复杂、塔高壁薄,筒壁施工中面临以下几个方面的关键技术问题：
混凝土、材料的水平、垂直运输,人力的垂直运输问题和如何确保筒体施工质量等等。
我局承建的2000㎡～10000㎡冷却塔有30多座，经开展科技创新，筒壁选用60～300t.m折臂塔吊，60型或120型曲线电梯配合悬挂三角架的施工方法，能够很好地解决以上冷却塔施工的关键技术问题，确保筒体施工质量，按期顺利冷却塔的施工任务。
2.工法特点
在施工中筒壁选用折臂塔吊、曲线电梯配合悬挂三角架的方法,筒壁施工选用折臂塔吊解决材料的水平、垂直运输,曲线电梯配合悬挂三角架代替传统的竖井架，主要解决了人力的垂直运输问题。
筒体采用三角架翻模施工，利用附着于筒壁上的工具式三角架作为操作平台走道，完成钢筋绑扎、模板支设及混凝土浇筑等工序，本法简单，轻便，三角架系统不依靠电动设备，无需担心电器损坏、维修引起的施工中断。
3.适用范围
本工法适用于冷却塔、烟囱、圆煤仓、水泥造粒塔筒壁、料库、高墩、高耸建筑物等的翻模施工。
本工法以双曲线冷却塔翻模施工为例进行编制。
4.工艺原理
其原理是将附着式三脚架（角钢制作）和模板用φ16～φ20对拉螺栓固定在已浇筑砼的筒壁上,借以作为操作平台进行上一层的模板脚手架安装、钢筋绑扎、模具检查校正和混凝土浇筑等。
一般设三层三角脚手架和模板,完成下一层施工后,拆除该层脚手架和模板,运至顶层脚手架平台上再搭设上一层,依此周而复始,直至完成整个筒壁施工。
5.施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
5.2操作要点
5.2.1三角架设计制作
模板系统——内外模由钢板制作的定型模板组成，也可由18mm厚夹板钉上角钢边条作定型模板。
模板高度有1306mm或15000mm两种，宽度900mm或1025mm或1220mm，可随筒壁半径的变化而逐渐变小，整个系统配制三层模板。
立撑——用于传递上层荷载
斜撑——斜撑上端与立杆或内模板连接，下端支承在环向连杆上，作为内模板支撑构件（筒壁反坡后移至外模作为外模支撑构件）。
斜撑上装有花篮螺栓，在安装模板时用于调整内模板的半径。
环向连杆——环向连杆是三角形基本结构的侧向联系杆件，保持系统的整体稳定。
环向连杆又是直接承受上层荷载、传递荷载的横梁，安装模板时，它又是保证模板相对位置并对其进行调整的支点。
吊架——吊篮用Ⅰ级钢焊成，使用时挂在第二层三角架的水平杆上，吊篮上铺设50mm厚的木脚手板，作为拆除三角架、模板以及堵塞对拉螺栓孔的操作平台。
脚手板——脚手板用优质木料加工，板厚50mm，为方便装拆，每相邻两三角架之间组成一个脚手板单元。
安全防护装置——安全护栏用钢筋加工，高度1300mm，有效高度1200mm（即走道面到栏杆顶的垂直距离）。
安装时将立杆插入三角架水平杆上设置的插座内。
护栏的横杆不少于三道，加工成装拆式，安装时与立杆连接。
三角架内外均挂安全网，安全网要兜底设置，上兜至栏杆顶部，形成全兜式安全网，将三层作业面都围护在内。
图5.2.1-1三角架装置示意图
5.2.2垂直运输与水平运输设备
筒壁选用折臂塔吊解决材料的水平、垂直运输,曲线电梯配合悬挂三角架代替传统的竖井架配合悬挂三角架的新方法,主要解决人力的垂直运输问题。
合理布置运输机械的平面位置是非常有必要的,因为运输设备不易随意搬迁,其平面位置的好坏直接影响到冷却塔筒壁的正常施工,影响到施工安全和工程成本。
经过对多种方案的对比探讨,将曲线电梯布置在背向主导风向且靠近临建的一侧,最大程度地减少风的影响,缩短人员流动的路线。
而折臂塔吊布置在与中央竖井相邻且不影响中央竖井施工,又能满足折臂塔吊自身的安装、拆除的部位,要最大限度地覆盖工作面。
这些施工机械设备的安装选择在人字柱吊装完,环梁砼浇筑完后开始,并随着钢筋砼筒壁的升高而逐节升高。
值得注意的是,布置折臂塔吊会不同程度地出现测量找中盲区部分,应先在冷却塔水池底极上放出辐射线和半径线,然后在辐射线和半径线上定点,以便利用激光经纬仪精确确定各层筒壁半径。
5.3操作要领
5.3.1测量
在水塔底板上，根据单元体数量，定出测量控制基准点，利用光学全站仪测出每次混凝土浇筑后的实际半径数据，通过修正计算后，作为上一节三角架的安装数据，调整好三角架坡度。
5.3.2钢筋施工
1、钢筋的加工和运输：
筒壁钢筋根据图纸要求在钢筋厂内加工成型，环筋一律用9m定尺钢筋，竖向钢筋由12m定尺断成6m，用铲车或加长东风车作水平运输，再用塔吊作垂直运输至操作平台，然后配以人工搬运。
2、钢筋绑扎：
筒壁施工前根据施工图填好筒壁钢筋绑扎明细表，钢筋接头按图纸要求，没具体要求的全部采用绑扎搭接，搭接长度按设计或规范要求，搭接接头要错开，接头数量不得超过该层总数的1／4。
钢筋从安装内模处分组向相反方向绑扎，最后闭合。
钢筋排列要均匀，先绑扎内层钢筋至1/4时，开始绑扎外层钢筋，及时挂上保护层垫块和绑扎好拉筋。
为防止因竖筋的晃动而影响钢筋的位置，应在支撑好的模板上沿以上1.5m处绑扎一道环筋。
竖筋的增减应按每对人字柱顶中心处子午线间的间距为一区段等数增减。
5.3.3模板施工
1、模板是通过螺栓定位在三角架立杆翼缘上的，因而三角架的位置确定了，也就确定了模板的位置，故此模板安装较为方便。
2、为了做到模板的拆线与筒壁的曲线尽量吻合，模板用定制模板，可就筒壁半径减少改变模板的宽度，模板分三层，可根据筒壁混凝土量大小，进行分层混凝土浇筑。
3、筒壁的厚度，是通过塑料套管进行控制，通过对拉螺栓穿过塑料套管拧紧另一侧的三角架来控制壁厚，因此在变截面处，上下套管的长度不同，安装时不要混淆。
4、模板安装前，应进行施工缝处理，模板表面要清理干净，并刷上脱模剂。
5、三角架拆除后，对拉螺栓拨出后，塑料套管孔要逐个进行堵塞和修补，堵塞材料用膨胀水泥砂浆，灌浆时要用小钢筋头捅密实。
5.3.4混凝土施工
1、筒壁混凝土要求较高，一般为C30、W8抗渗混凝土，筒壁厚为变截面，一般由1000mm渐变到180mm。
2、混凝土浇筑是每节施工中的最后一道工序，也是最重要一道工序，其质量的好坏，直接影响到水塔外观及正常使用，故必须方案周全，计划周密。
筒壁首层环梁砼方量最大，一般有好几百立方米。
混凝土浇筑采用斜面分层，一点二面开，塔吊吊砼直接进仓，在塔身下部10模（节），考虑到混凝土方量较大，同时配备一台汽车泵协同浇筑。
3、混凝土搅拌要均匀，严格控制水灰比0.5，人工进仓混凝土坍落度一般要求在80～100㎜，泵送混凝土坍落度要求140～160㎜，并根据天气温度实际情况进行坍落度调整。
强度要求：
1天≥4MP；3天≥12MP。
每模混凝土浇筑前约10分钟，应向浇筑面洒水湿润，先浇筑一层50100㎜厚同混凝土标号的水泥砂浆，以利新旧混凝土的粘接。
混凝土浇筑时要慢慢入模，不能整车倾倒；混凝土要分层均匀浇筑，分层振捣，每层浇筑厚度宜控制在400㎜左右；每个点振捣时间不少于15—30秒。
4、施工缝处理：
混凝土终凝前采取拉毛处理，以拉毛露出石子为宜。
5、混凝土养护：
养护液养护或混凝土初凝后用高压水泵抽上来的水进行自然养护，昼夜不间断养护（养护时间不少于14天）。
5.3.5筒首施工
（1）筒首的施工主要指挑檐板（刚性环）及檐板边墙和内外栏杆的施工。
模板支设刚性环施工的模板及支撑系统尽量采用施工筒壁时的专用模板及三角架，底模板用木模板，侧模采用钢模板或定型组合钢模板。
（2）刚性环模板支设顺序：
在三角架上铺设底檩→铺底模、找正坡度→支外模，用全站仪或中心悬盘的钢卷尺校正上口半径并支斜撑固定→绑扎钢筋→支内模。
（3）绑扎钢筋、浇筑混凝土的注意事项：
避雷针埋设位置要准确，焊接必须符合设计要求。
检修孔的芯模位置要准确。
芯模宜做成楔形，外表面涂刷隔离剂，以方便拆模。
混凝土入模要轻倒慢放。
（4）刚性环拆模方法与顺序：
拆除刚性环侧模板。
操作人员站在二层三角架平台上拆除底模。
操作人员站在吊篮上拆除下层三角架及模板，堵塞螺栓孔。
拆除的模板及三角架运至顶层，由塔吊送回地面。
将外吊篮悬挂在刚性环检修孔内，里吊篮挂在刚性环护栏底部，并挂好内外安全网。
操作人员站在吊篮上拆除第二层三角架及模板。
（5）最后拆除吊篮脚手板、吊篮、安全网。
5.4劳动力组织（见表5.4）
表5.4施工劳动力计划表（以10000㎡冷却塔为例）
序号
工种
人数
备注
1
管理员
15
2
木工
100
含木工厂
3
钢筋工
48
场内外、预制钢筋
4
混凝土工
28
5
测量工
8
6
检修工
15
钢结构、预埋件、焊接、车床、装爬梯、机械检修
7
运转工
7
塔吊、电梯
8
电工
5
9
杂工
15
养护、打毛、冲洗、开水、卫生、厨房
10
操作手
10
汽车、泵车、铲车、汽车吊
13
预制场人员
30
14
试验
4
15
仓库
5
合计
6.材料与设备
本工法无需特别说明的材料，采用的机具设备见表6。
表6机械设备及仪器
序号
机械装备
型号
规格
数量
国别
产地
制造
年份
额定
功率
备注
1
电焊机
BX3-500型
6
广州
2001.6
30KW
单台
2
钢筋弯曲机
GJB7—40B
2
合肥
2003.2
3KW
单台
3
钢筋切断机
CQ40—F
2
绍兴
2003.2
5.5KW
单台
4
经纬仪
T2
1
瑞士
99.5
5
全站仪
SETZ100
1
日本
98.5
6
水平仪
NA820
1
新加坡
2000.5
7
铅直仪
DZG6
1
江苏
99.7
8
插入式振动器
HZ6X-50型
10
佛山
2003.5
1.1KW
单台
9
平板式振动器
PZ-50型
2
佛山
2003.5
2.2KW
单台
10
手提砂轮机
6
广州
2003.5
450W
单台
11
搅拌机
750A
2
广州
2002.2
16KW
单台
12
汽车
8t
2
湖南
2001.5
单台
13
铲车
Z40
1
江西
2000.2
14
塔吊
QTZ290
1
广州
1999.12
168kw
15
曲线电梯
QWT120型
1
廊坊
2002.12
22KW
7.质量控制
7.1工程质量控制标准
执行中华人民共和国电力行业标准
筒壁施工允许偏差
序号
项目名称
允许偏差（mm）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
11
12
13
14
15
椭圆门高和宽偏差
椭圆门标高偏差
椭圆门中心线偏差
筒壁中心线垂直偏差
半径偏差
壁厚偏差
外表面平整度
内表面平整度
混凝土表面露筋、蜂窝、孔洞
混凝土表面（抗渗、防水、防腐）
混凝土表面麻面
钢筋的接头和搭接长度
主筋间距偏差
主筋保护层偏差
预埋暗榫偏差
筒首标高偏差
±20
±10
≤20
15
±20
±5
≤25
≤25
不应有
必须符合设计要求
不宜超过0.4m2且不得超过该面积（一节）的0.5%
应符合设计要求和规范规定
±20（有套管处±50）
+15～-5
20
筒身全高±0.1%
7.2质量保证措施
7.2.1坚决贯彻我国“百年大计，质量第一”的质量方针，严格执行局《工程质量管理办法》，把工程质量工作抓紧、抓实、抓好，认真遵循局质量管理体系标准进行操作，保证工程质量，以实现我局对顾客的承诺。
7.2.2做好质量保证工作，严格遵循局质量体系标准进行操作，并对质量体系运行的实施性和有效性进行内部审核。
认真组织做好施工图技术交底和图纸会审工作，使施工人员领会设计意图和施工技术要求，组织现场施工人员进行施工措施、方案的交底。
7.2.3实行三级检查验收制度，重要部位还要经过建设单位、监理单位以及设计部门的签证，“三检”合格后，由专职施工员、质检员签发混凝土准备工序合格证后才能进行混凝土的浇筑施工。
7.2.4搞好测量控制，重视定位放线、检查的二级测检制度，即在自检的基础上，由项目部测量班进行复核，校核无误后方能继续施工。
7.2.5严格执行进场钢材、水泥的两证制度（合格证、复试报告）。
做好原材料的跟踪管理。
7.2.6混凝土生产须有质检员签发合格证，试验工出具配合比，由搅拌站配料拌和。
7.2.7混凝土浇筑前应仔细检查：
模板是否干净；施工缝混凝土面是否已打毛（拉毛）和冲洗干净；钢筋品种、间距、绑扎、焊接是否合格；顶撑、对拉螺栓是否拧紧、牢固；混凝土浇筑、养护情况；内防腐涂料的施工质量；避雷设施是遗漏等。
7.2.8混凝土施工时做好施工记录，混凝土按照设计配合比进行配制，各种材料称量要准确，保证混凝土搅拌时间，做好混凝土试块取样工作。
混凝土浇筑时严禁分层离析，避免蜂窝麻面的出现。
7.2.9如遇雨天施工，对混凝土的运输及入仓都要有防雨措施。
7.2.10工序质量不合格的不验收，质量不符合设计和验收标准的坚决返工，验收合格后方准进入下道工序施工。
7.2.11及时做好竣工资料的编制、收集、整理工作。
8.安全措施
8.1施工项目编制相应的安全技术措施（如平台的安装、拆卸等）并必须经工程管理部门、安监（质）部审核，报总工批准后实施。
8.2现场危险作业实行由施工主管人员进行安全技术交底，并做好交底记录及办理双方签字手续。
8.3机械安装进行严格的检验制度，合格后由物资部门、安监（质）部门办理验收手续后才能投用。
8.4进场施工的机械设备、车辆保证良好的安全技术状态投入使用。
8.5现场设置医疗卫生急救站。
8.6严禁酒后进行高空作业及任意往下抛扔工具、材料和杂物。
8.7施工用电严防触电、漏电，各用电设备必须配备漏电保护装置，曲线电梯的安全防坠器、上下限位器等应经常检查，以防失灵。
8.8施工区的提升设备，操作电钮专人负责，持证上岗，非有关人员不准乱动用。
8.9平台上要配备足够的灭火器材，包括一般灭火器和电气灭火器，平台上的氧气和乙炔要分开放置。
8.10高空作业应有良好的夜间照明。
8.11如遇打雷、暴雨或六级以上的大风，应停止施工，曲线电梯降到地面，并关闭电源，锁好开关箱。
9.环保措施
9.1将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置、规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明。
9.2施工场地做到工完料尽场地清，班组施工做到操作落手清，随作随清。
9.3定期清运水池里的沉淀泥砂，做好泥砂、弃渣及其它工程材料运输过程中的防散落与沿途污染措施，废水清除按环境卫生指标进行处理达标外，并按当地环保要求的指定地点排放。
弃渣及其它工程废弃物按工程建设指定的地点和方案进行合理堆放和处治。
9.4施工区和生活区明确划分，划分责任区，设标志牌，分片包干到人，建筑和生活垃圾集中堆放，及时处理，做到生产、生活双文明。
9.5对施工场地道路进行硬地化，并在晴天经常对施工通行道路进行洒水，防止尘土飞扬，污染周围环境。
9.6尽量使用低噪声或备有消声降噪的施工机械，施工现场的强噪声机械（如搅拌机，电锯、空压机、砂轮机等）要设置封闭的机械棚，以减少强噪声的扩散，建立管理制度控制人为的大声喧哗。
9.7尽量使用散装水泥，减少袋装水泥拆包造成的污染。
9.8施工区域尽可能实施硬地化施工。
10.效益分析
10.1本工法经冷却塔工程施工实践证明,有效地解决了钢筋混凝土冷却塔筒壁施工中存在的问题,方法操作简单,易于掌握,质量易于控制,三脚架自身重量轻便，基本上不受砼强度影响，施工速度快。
10.2不用搭脚手架，节约人工费、材料、设备投入费,效益可观，另外三脚架构件小，运输方便，节省了大量运输费用。
11.应用实例
11.1河源电厂冷却塔工程
河源电厂冷却塔10000m2自然通风冷却塔，筒体高160.0m，壁厚由1000mm渐变到220mm。
筒壁选用折臂塔吊、曲线电梯配合悬挂三角架的方法,整个通风筒的施工仅用了125天,冷却塔工程质量优良,无安全事故,节约了大量的人工、材料、设备投入费用,达到同类施工先进水平。
11.2云浮电厂#5、#6机6000m2冷却塔工程
云浮电厂6000m2自然通风冷却塔，筒体高120.3m，壁厚由800mm渐变到180mm。
筒壁选用200t.m折臂塔吊、60型曲线电梯配合悬挂三角架翻模的施工方法,风筒仅用95天翻模完成，与采用综合搭脚手架相比，节省了约钢管排架约600t，工期缩短了约50天。
取得了较好的经济效益。
11.3梅县电厂5号机3500m2冷却塔工程
梅县电厂5号机3500m2自然通风冷却塔，筒体高90m，筒壁选用80t.m折臂塔吊、60型曲线电梯配合悬挂三角架翻模的施工方法,风筒仅用78天翻模完成，与采用综合搭脚手架相比，节省了约钢管排架约300t，工期缩短了约25天。
取得了较好的经济效益。
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