河南华润电厂一期工程2号冷却塔为钢筋混凝土双曲线塔,淋水面积9000m2、塔高151m、筒壁混凝土11088m3、筒壁钢筋1050t。该塔筒壁原采用施工升降机进行混凝土浇筑。施工至60节(标高85m)时,由于随着高度的增加,升降机垂直输送混凝土的速度大为降低,不能满足工期需求,为此决定实施在平桥标准节上加装泵管,由拖泵进行混凝土浇筑的方案。
1、调查及分析
方案实施前对部分冷却塔施工进行了调查,认为影响冷却塔筒壁施工工期的关键性因素是施工机械。筒壁施工传统使用外井架吊桥式工艺、曲线电梯折臂吊工艺或者排架升降机工艺,但在性能及施工效率上有以下缺点:
(1)外井架吊桥式工艺:拆装难度、劳动强度、危险性都较大。井架缆风绳覆盖面大,一般不小于500m×500m,施工难度大且不易管理、维护。卷扬机上料速度随高度增加而降低并受气候影响较大。
(2)曲线电梯折臂吊工艺:曲线电梯输送人员危险性较大。垂直上料速度随施工高度增加而降低并易受气候限制。由于折臂吊在塔中心位置,影响塔筒中心器的安置,筒壁半径不易找正。
(3)排架升降机工艺:排架脚手管用量较大(一般2部电梯对称设置),排架脚手管租赁费用较高。施工难度高、工期长。排架塔内覆盖面积大,影响塔内其他施工。升降机上料速度随高度增加而降低。据施工现场调查,2号冷却塔筒壁施工前期(60节以下)施工速度较慢主要是受机械的影响,而混凝土的垂直上料是影响筒壁施工速度的决定性因素。相对而言,泵送混凝土克服了传统施工上料慢的缺点,它具有上料连续、快速的优点,彻底解决混凝土垂直上料问题。此外,平桥在塔内布置,缆风绳拉在筒壁上,性能比较稳定,受气候因素影响很小。
2、机械性能参数
2.1拖泵
本工程选用的60.16.110S型拖泵其性能和部分技术参数如表1。
2.2平桥
本工程选用的YDQ26×25-7型液压顶升平桥是一种在冷却塔施工中与多功能施工升降机配合使用的新型施工设备。它既为多功能升降机提供附着,又为施工中钢筋和混凝土的贮存和水平运输提供平台,最大使用高度150m,其标准节尺寸为1.65m×1.65m×2.5m,可为加装泵管提供条件。
3、方案实施及效果对比
3.1方案实施
以平桥塔身标准节水平支撑为平台,用U型卡加橡胶垫固定竖直泵管。鉴于以往拖泵施工时由于泵管加固不牢,引起晃动的原因,在进入平桥塔身处和距拖泵3～5m处设置1.5m×1m×1m的混凝土支墩。平桥上方设2个混凝土料斗,供存放混凝土。在平桥上方测量施工时泵管对平桥的影响数据为:平桥小吊车运行时塔身晃动5mm;泵送混凝土时塔身晃动0mm。加设混凝土支墩后消除了泵送时的冲击力,泵管对平桥稳定性没有影响。
为预防泵管堵塞,方案实施时采取以下措施:
(1)严格控制混凝土塌落度在160～180。
(2)在水平管处设一短管,短管下方设一砖砌水池。在混凝土浇筑即将完成时用水顶升剩余混凝土至施工位置,然后拆除短水平管将泵管内水放出。这样,既节约了混凝土又达到了清理泵管的目的。
(3)保持弯管的可拆卸性,保证堵管后可拆除弯管进行清理。
(4)根据冷却塔施工高度的不同,调整拖泵的混凝土输送压力,高度较高时采用高压泵送,防止混凝土堵管。
3.2效果对比
使用升降机工艺浇筑筒壁的施工记录如表2。
升降机工艺平均每h浇筑7.64m3混凝土。使用拖泵工艺浇筑筒壁的施工记录如表3。
拖泵工艺平均每h浇筑16.37m3混凝土,其速度为升降机工艺的2倍多。
采用平桥、拖泵组合作业法后,筒壁施工周期缩短,由原来的每天1节达到2天3节,甚至1天2节。2005年,筒壁环梁至第60节采用升降机工艺施工,浇筑混凝土7700m3,绑扎钢筋719t,施工期为3月27日～8月30日;60节以上采用该方案后,浇筑混凝土3389m3、绑扎钢筋310t,施工期为8月31日～10月19日。
4、效益估测
4.1方案实施后筒壁施工速度提高35%,筒壁60节以上部分比原来的冷却塔施工方案提前17天完成,节省人工及材料租赁费用10多万元。
4.2方案实施后,升降机使用率降低70%,延长升降机的使用寿命,减少机械费用的投入。
4.3方案实施后大大缩短了工程建设周期,充分调动了施工人员的积极性,杜绝了窝工现象的发生。
该方案在我国为首次采用,随着平桥在冷却塔施工工程中越来越多的应用,该方案实施前景广阔。9000m2冷却塔筒壁11000m3混凝土,若全部采用拖泵施工则可节省工期55天,节省费用30多万元。
方案实施后效果显著,但施工中混凝土对平桥塔身产生污染,给平桥拆除后的清理工作带来不便,该问题需在今后的冷却塔施工中进一步解决。
