第六节 10000㎡冷却塔施工
河源电厂一期工程按二炉二机燃煤机组设计，装机容量为2×600MW。机组为循环水冷却配置高度160m、淋水面积10000m2的自然通风逆流式双曲线冷却塔各一座，布置在主厂房东北方向。
本冷却塔工程是由环基、人字柱、环梁、筒身和刚性环组成的塔体工程和由竖井、压力水槽、淋配水构件及装置组成的淋配水系统工程以及由池底板、池壁等组成的贮水池工程等三部分组成。
本工程±0.00m 标高相当于黄海高程+38.1m，自然地坪约为-0.2m，基底环基部分挖至-4.4m，底板部分挖至-3.0m。
本工程地基处理设计为钢筋混凝土灌注桩。
环基为环型钢筋混凝土结构，混凝土标号C25，断面为:宽B=7.0m,高H=2.0m，中心半径R=62.046m，底标高-4.3m。
人字柱为圆形断面，直径0.9m，每根人字柱长12.021m，人字柱顶标高+10.6m，底标高-0.6m, 单塔48对，共96根人字柱，每对人字柱夹角 ε=22.50，人字柱通过支墩与环基相连。
筒壁主要由环梁、塔筒、刚性环三部分组成。环梁处最大中面半径57.531m，标高为10.6m；喉部中面半径33.4m，标高为128.545m ；塔顶标高为160.0m，中面半径35.617m。筒壁最厚处1000mm，最薄处200mm。筒壁外观呈双曲线型。冷却塔筒壁内侧刷专用J型涂料，底漆面漆各一遍。
淋水架构主要由预制钢筋混凝土单支柱、淋水梁、配水梁和现浇双榀柱组成。 配水系统采用单水沟、单竖井进水方式与内、外围配水系统。全塔四条双层压力水槽呈\"十\"字形布置、以压力管、槽联合配水；全塔配水系统分4个象限布置，第2、3、4象限由第1象限旋转90°、180°、270°布置，竖井断面尺寸6000×6000mm，竖井顶标高17m。
内围配水面积占全塔总面积的36%，由四个压力水槽的内围水槽供水，断面800×2000mm；外围配水面积占全塔面积的%，由四个压力水槽的外围水槽供水，断面1400×2000mm。
托架采用“I58”型玻璃钢托架。 填料采用“S”波PVC填料。
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配水管采用UPVC轻型塑料管。 喷头为XPH型悬流式喷头。 除水器为BO-45/160波形除水器。 一、主要工程量 主要工程量见表3-1-9。
表3-1-9 主要工程量统计表 地基 垫层 环基 池壁 支墩 人字柱 淋水柱基础 双榀柱梁 地梁 竖井 压力水槽 筒壁 底板 淋水构件 合计 二、进度计划及劳力机械使用情况 1.实际工期进度
实际工期进度见表3-1-10。
表3-1-10 主要工程形象进度表 项目名称
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#钢筋(t) 590 34 51 213 55 63 87 80 136 1825 503 441 4078 混凝土(m3) 1500 5518 287 426 739 2165 328 486 460 420 12100 3060 2800 302 防腐涂料(m2) 防水(m2) 42000 42000 10185 10185 挖土(m3) 38000 38000 1塔 挖方、碎石回填 环基施工 人字柱施工 筒壁施工 淋水构件吊装 淋水装置安装 水塔具备通水条件 实际工期
2.劳动力的组织
劳动力的组织见表3-1-11。
2007.04.05-2007.04.20 2007.05.10-2007.07.15 2007.08.15-2007.09.16 2007.09.01-2008.03.26 2008.04.27-2008.05.28 2008.05.21-2008.06.28 2008.06.30 15个月 表3-1-11 劳动力组织 工 种 部 位 土方 环基 人字柱 筒壁施工 淋水构件预制 淋水构件吊装 成品安装
3.施工机械配置
施工机械配置见表3-1-12。
表3-1-12 主要机械及工器具配置
名称
木工 钢筋工 砼瓦油漆工 壮工 安装 工 电工 操作工 6 电火焊工 架工 测量技术施工质检安全工 工 员 员 员 员 员 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 90 20 40 4 1 1 1 1 60 80 40 30 50 60 40 20 2 12 1 2 50 1 2 1 1 80 80 60 60 16 35 8 12 8 4 6 10 6 8 20 8 30 20 2 4 12 8 2 1 1 1 1 1 1 2 1 型号 3
数量 备注 拖拉机 砼搅拌车 砼泵车 逆变电焊机 氧气乙炔割具 套丝机 插入式振动棒 挖掘机 自卸车 搅拌站 翻斗车 双轮小推车 钢筋机械 木工机械 电火焊 单筒卷扬机 空压机 电梯 平桥 水准仪 经纬仪 天地仪 钢卷尺 钢卷尺 汽车吊 汽车吊 汽车吊 履带吊 低架车 托盘车
50 7m3 37m/44m 220 斯太尔 HZ50 3t 6方 SC200/200C YDQ26×25-7 S1 J6 激光对中 50m 100m 50t 65t 25t 50t 40t 10t 4
2辆 8辆 2辆 8台 4套 2台 30根 3台 12辆 1台 2辆 20辆 4台 4台 6套 1台 1部 1台 1套 1台 2台 1台 10把 6把 1辆 1辆 1辆 1辆 2辆 2辆 (吊装6台) 挖土 运土 混凝土搅拌 小型运输 筒壁混凝土浇筑 装爬梯 清理 标高测量 吊装 筒壁施工中心点 经检定合格 经检定合格 淋水构件吊装 淋水构件吊装 淋水构件吊装 淋水构件预制、吊装 淋水构件吊装运输 淋水构件吊装运输 三、主要施工方案及技术措施 1.降水工程
本电厂地处广东省东北部，东江中上游，属亚热带季风气候，年平均气温20℃21℃，年平均降雨量1881.8mm，降雨较多且量大，而且环基开挖较深，施工周期较长，所以采取可靠的降水措施是保证基础顺利施工的关键。由于地下水源相对平稳，采取明沟降水。
在基坑底部周围设置500mm×500mm的排水沟，每隔30m设置集水坑一个，采用JQB-1.5-6型潜水泵抽水。
水塔一圈排水管采用Ф325×10mm钢管，埋入地下400mm，用800mm见方的砖砌沉淀池连结。
地下水由水泵抽至沉淀池，顺排水管排至水塔北侧排洪沟内，排出厂区。 2.土石方开挖
本工程地基为钢筋混凝土灌注桩与天然风化岩地基相结合，灌注桩由桩基公司先行施工完毕，我方进行土石方开挖及砂垫层施工。
由于桩布置较密且现在使用的220挖掘机挖斗宽1m，给开挖造成很大难度，无法大面积展开，为了保持桩的完整性，我们定下施工方案：根据桩的成排布置方式，采用边开挖边破桩的方式，逐排开挖，3台挖掘机分段同时进行。
3.环基
该塔环基设计断面为2.0m×7m（高×宽）,周长3.511m，属大体积超长结构，采用分段跳仓法施工，根据《电力建设及验收技术规范》（建筑工程篇）SDJ69—87要求，每段以30m左右为宜，并且进行最大伸缩缝长度计算，确定分仓浇筑长度不超过39m，为此我们把环基按人字柱的位置共分成12段，每段包含4个人字柱支墩,施工缝留在每跨人字柱1/4处。
（1）钢筋工程。
环基钢筋的支撑采用\"脚手架支撑绑扎法\"，未采用传统的\"马凳支撑绑扎\"的方法，大大节约了马凳钢筋的投入。脚手架经过计算确定：骨架内立杆径向间距为1545mm，立杆环向间距2m（以环基外环向边线为依据）。径向连接采用1根6m管，环向连接采用4根4m管，每根管连两跨。环向水平杆在径向水平杆上侧，径向水平杆的顶标高应为-2.31m。骨架外立杆距骨架100mm,并用4m管做斜支撑，斜支撑另一端与距外立杆2.5m处的1.5m长钢管扣接，1.5m长钢管用大锤打入地面下1m 做锚固支撑点。环向外立杆
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设两道4m拉杆，上面一道在径向水平杆下300mm处设置，下面一道在垫层上100mm处设置，并用十字扣件连接扣紧，每根拉杆连接两跨，交错布置。作支撑点用1.5m长钢管在地表面上150mm处在环向也连接一道4m拉杆，这样增加支撑架的整体稳定性。
环基的环向钢筋的连接方法采用目前公司常用的闪光对焊与直螺纹套筒连接施工工艺，进料时选择单根12m长的钢筋，将3根碰焊为1根36m长的钢筋，绑扎完毕再进行直螺纹套筒连接，这样节省套丝66%，经济效益较好，并且缩短了工期，施工中焊工均经过培训，持证上岗，并且接头按要求抽取试件进行试验，均试验合格，质量控制良好。
（2）混凝土工程。
为有效防治大体积混凝土施工中出现温度及干缩裂缝，我们采取了如下措施： 1）水泥采用早期强度及水化热均较低的矿渣425水泥。 2）混凝土中加入抗裂防渗剂。
3）混凝土分段跳仓法施工，浇筑时间间隔控制在5天以上。
4）混凝土采用蓄热法养护，经热工计算上表面覆盖一层塑料布。测温点根据段的长度不同每段共布置5或6个测温点，内部温度测孔每段内布置2或3个，在易散热的内侧壁和两端共设3个测温孔，这样控制的内外温差为两处：一是混凝土表面温度（即保温层与混凝土之间的温度）和混凝土内部温度的差值，二是侧壁温度（侧壁布置的测孔的温度）和混凝土内部温度的差值。派由检测中心派专人进行混凝土的测温工作，用液体温度计测量，经实测混凝土的内部温度在浇筑后第3天达到，最高为52℃~54℃范围之间，环基内外最大温差都在25℃以内。 通过采用以上方法施工后至今未见裂缝出现。
4.人字柱及环梁
人字柱及环梁部位是冷却塔的最关键部位，也是外表观感质量控制的重点。此部位我们采用全现浇方式组织施工，环梁及人字柱采用排架支撑。
为缩短工期，提高效率，鉴于支墩、人字柱可施工的特点，我们一改将排架搭设完毕再施工人字柱的方法，而是采用排架搭设、人字柱、支墩及环梁流水施工作业的方法，即排架搭设一部分即进行后续工作，这样在模板数量不是很充足的情况下，仅用了2个月的时间将环梁以下工作全部完成。
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人字柱模板为加工专用半圆弧钢模板，分底模和上模两种，为便于模板循环利用，底模分3750mm、3750mm、3900mm三种型号，上模分5900mm、5600mm两种型号，使用前要精心除锈、刷隔离剂，施工时先搭设施工排架，定好人字柱上下口位置后，搭设人字柱支撑，固定人字柱底模，人字柱模板找正固定后，将已提前在地面绑扎完毕的人字柱钢筋骨架用50t吊车吊起串入人字柱模板，然后绑施工柱墩，支墩施工完后，支设人字柱上模，加固完毕，验收合格后浇筑混凝土。由于人字柱直径为900mm，混凝土泵车泵管插到人字柱底部，同时施工人员可以钻到人字柱模板内进行振捣作业，浇筑也按照60cm一层，泵车打料前，计算好60cm人字柱需要打几下，并且在人字柱顶安排指挥1人，作为振捣手和泵车司机的中间联系人，为了保证人字柱的外观工艺我们采用了塑料马登垫块。
人字柱由于模板较少且循环使用，混凝土强度上的慢就会影响到模板的周转利用，为此我们提前对混凝土进行了试配，使混凝土3天就达到拆除底模强度，从而缩短了施工周期。
人字柱施工完一部分后即开始铺设环梁底模。环梁底模的圆弧部分我们设计加工专用弧型模板，圆弧以下部分采用普通钢模板，钢模铺设完毕后，按照通常做法在环梁底模上粘贴2mm厚PVC板以保持环梁底美观，可由于在南方天气较热，PVC板容易起鼓，我们选用了0.5mm厚白铁皮，浇注完毕效果良好。
施工后两塔人字柱与环梁接口成品曲线优美流畅、浑然一体，受到各级人员的一致好评。
5.筒壁工程
在筒壁施工中我们也采取了新的施工方案，第一：使用YDQ26×25-7液压顶升平桥配合SC200/200多功能垂直升降机，作为筒壁施工主要辅助设备，在以往多功能垂直升降机负责人员和混凝土的垂直运输，而在本次施工中，我们采用16MPa地泵进行混凝土的垂直运输，电梯只用来载人，减小了电梯的磨损，增加了安全系数，同时泵送混凝土速度快，效率高。（图3-1-66照片为使用中的平桥电梯）。
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图3-1-66 使用中的平桥电梯
第二：在以往水塔筒壁施工中，我们发现传统的三脚架系统稳定性较差，特别是推小车时晃动较大，我们进行了认真分析，发现顶撑杆由于筒壁的倾斜而变的倾斜，受力时宜变形，本筒壁施工时，将环向连杆及顶撑杆改为Φ48mm的钢管，采用扣件进行连接，实践证明，改进后的三脚架系统的整体稳定性良好。
除以上改进外，筒壁施工仍采用翻模施工方法，不过由于筒壁施工基本处于夏季，我们经过混凝土试配，使用三节模板、三层三脚架进行施工，同样可以达到2MPa拆模强度，并且可以减少一层模板，减小了翻模难度。
筒壁包括环梁和刚性环共分117节，施工前按照设计计算出每节的标高、半径、壁厚等控制尺寸，绘制出筒壁分节施工图，以指导筒壁施工。 筒壁施工共历时183天平均1.66天一节。
（1）钢筋工程。
根据规范规定及考虑模板高度、搭接长度，合理计算出每节竖向筋长度。环向筋绑扎时，满足接头搭接长度、钢筋规格、间距、保护层符合图纸设计及规范要求。如设计要求对焊或搭接焊，焊接人员必须有上岗合格证，并进行试焊合格，方可进行施焊，并按规范取样检验(具体见焊接施工方案)。绑扎时，先绑扎内竖筋、内环筋，再绑扎外竖筋、外环筋。用水泥砂浆垫块控制钢筋保护层，每块模板至少放3块。为了防止大风情况下竖向钢筋的晃动影响钢筋位置的准确性及新浇注混凝土与钢筋间的握裹力，应在模板上方1.5m处左右个绑扎1~2道环向筋,同时用“∽”型钢筋拉钩配合控制保护层和内外层钢筋间距。沿筒壁竖向均匀设置的避雷线的接头均为双面搭接焊，搭接长度为5d(d为避雷导线的直径)。
（2）模板工程。
筒壁施工采用附着式三角架系统，三层模板进行循环施工，模板采用专用定型钢模板，内模650×1015mm，外模新加工1300×1025mm的大模板，组装前将里外模板清理干净、刷好脱模剂，采用M16对穿螺栓紧固(环梁部分由于钢筋较密，采用下设有止水片的对穿螺栓形式)。支模前应将平桥揽风绳埋件、爬梯暗榫准确埋入。首先安装内模板，支外模板时应在施工缝处理及钢筋绑扎合格后进行，内模板安装就位后，用加减丝调整半径，使内模板上沿口半径符合设计尺寸要求，考虑到混凝土的自然收缩，半径一般外放10～15mm。在测量模板半径时拉尺应用力均匀，避免忽松忽紧，造成人为误差。因此采用弹簧秤，拉力为25kg。外模安装应与内模对齐。模板连接卡应拧紧，所有的模板安
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装前均应进行表面清理和涂刷隔离剂。在安装过程中，不得有灰渣，木屑等杂物落入施工缝。三角架应内外同时安装，就位后的三角架在没有上顶撑及环向连杆前不得作为受力支撑使用。三角架安装时应通过调节斜撑长度来调整三角架的角度，使安装后的顶面保持水平。内外模板间的混凝土套管在安装前，应仔细查对编号，校对长度，分清上、下层，以免放错。对拉螺栓及所有杆件间的螺丝均应拧紧。
（3）混凝土工程。
筒壁混凝土采用16MPa地泵输送，泵管用Φ125×10mm的加厚管，沿着平桥井架接到到平桥集料斗，混凝土采用人工推小车，从一点开始背向浇筑，最后在平桥处交圈。节间施工缝采用留置止水槽的方法，根据混凝土截面的不同而采用2道100×100mm或2道50×100mm或1道50×100mm三种形式（100mm为深度）。
本工程采用的YDQ26×25-7液压顶升平桥由中国建筑科学研究院建筑机械化研究分院与廊坊凯博新技术开发公司共同开发研制，其最大使用高度150m（超过150m底部的标准节需加工加强型标准节并按照设计增加揽风绳道数），前桥长度变化范围4.9~26.5m，宽2m；后桥长11m，宽3.4m；前桥局部允许均布外荷载200kg/㎡，前桥允许最大荷载7t且重心位置不超过R=13.5m。混凝土贮料斗容量2×1m3，顶部回转自升式多用途塔机最大起重量为1t，起重力矩100kN·m，工作幅度2~20m，可吊运钢筋、模板、垫块等物品。
本工程使用送混凝土,浇注速度可以达到12m3/h，在吼部位置可以达到1天2节的施工速度。
砼的养护：拆模后将混凝土表面清理干净，涂刷养护液。
对销螺丝孔堵塞：中间塞入50mm长BW型遇水膨胀止水条，堵孔材料为石棉绒水泥按3：7比例调匀，并用专门制作的铁勺和铁钎捣固，施工时要两面对堵，同时打紧封死，外面抹1cm水泥砂浆，砂浆加入白水泥，颜色调成与砼颜色一致，并保持圆形。
通过以上措施的实施，冷却塔筒壁颜色一致，曲线优美，受到质监中心站等各级领导好评。（图3-1-67照片为施工完的#1塔）
图3-1-67 施工完的#1塔
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6.淋水构件吊装
淋水构件吊装由于支柱基础设置在底板以上，不利于吊车行走给吊装工作造成很大困难。
我们进行了提前策划，制订方案：一：杯口基础浇筑一部分，留出行车路线，未浇注的杯口底部及预制柱底部埋置铁件，柱吊装就位焊接牢固后在浇注杯口基础；二：双榀柱、水槽等现浇提前进行，水塔到顶后1个月全部完成，具备吊装条件；三：吊装分两个班组分别进行。
通过以上吊装方案的实施，吊装仅用31天就顺利完成，刷新了大型水塔吊装的记录，并为水塔按期通水创造了条件。
四、施工中的经验和不足
（1）采用 YDQ26×25-7液压顶升平桥配合SC200/200多功能垂直升降机，作为筒壁施工主要辅助设备，采用地泵进行混凝土的垂直运输，安全、可靠、效率较高，是以后水塔施工较为理想的机械配置。但是保证机械的完好并正常运行非常重要，在#1塔施工中由于机械原因耽误了近20天的时间。
（2）现浇人字柱环梁施工所搭设支撑架共使用脚手管及扣件量为750t，一次性投入的周转材料量巨大，工人的劳动强度大，在以后施工中可以考虑人字柱预制，使用无排架施工。
（3）人字柱施工配置的模板较少，底模20套，上模16套，周转速度较慢，加长了整体工期。
（4）人字柱施工完毕后，包裹塑料布加以保护，取得了良好的效果。但是筒壁还有局部污染现象，影响了筒壁美观，以后施工中应当及时清理，加强成品保护。
（5）塔内现浇双榀柱及压力水槽应与人字柱及环梁同时展开，在筒壁不是很高的情况下，将现浇部分施工完，筒壁到顶后，便于大面积展开吊装工作，可以大大缩短整体工期，但安全防护工作一定要做好。
五、结束语
河源电厂#1冷却塔已经竣工，并且通过了广东电力建设质监中心站的监检，被评为优质工程，但是我们认为仍有许多需要改进的地方，有些施工工艺还比较传统和落后，还有待进一步提高和完善。
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