火力发电厂建筑施工中土建结构的施工组织与技术

摘 要：设备安装和土建结构是火力发电厂建设中较为复杂的部分,也是施工难度相对较大的工业建设,在施工技术和施工组织方面,有着自身的特点.电力建设事业伴随着改革开放已有了较大的发展,高参数大型机组建成并已投产运行,施工技术和施工机械装备,安装材料及建材的选用、土建结构和平面布置,系统设计及设备选型等方面也都在很大程度上有了提高和发展,经过很多年的建设施工,已经积累了丰富的实践经验.本文论述了建筑施工中土建结构的施工组织与技术.

关 键 词：火力发电厂　土建结构　施工组织　技术

中图分类号：TU7　文献标识码：A　文章编号：1672-3791(2012)02(a)-0053-02

1　发电厂结构基础施工

主厂房的基础主要包括箱形基础、筏形基础、条形基础、单独基础等类型.

(1)箱形基础是一种在上部荷载较大、分布不均匀、地基条件较差的情况下使用的整体基础.可以用于对辅助设备及地下室进行布置.

(2)筏形基础分为助形基础和板式基础两种.它是一种在地基较差、上部荷载较大的情况下,为了对主厂房的不均匀沉降和沉降量进行控制而使用的整体筏形基础.

(3)条形基础：主厂房的上部结构为钢筋混凝土结构时,受地基等条件的影响,需要使用条形基础；另外,上部使用砖结构时(通常是小型机组的厂房),其墙基也大多是使用钢筋混凝土条形基础.

(4)单独基础的形式包括阶梯形、锥形等.主厂房的柱距和跨度均相对较大,当基础地基的条件相对较好时,大多使用单独基础.若上部的结构是预制装配式,也能够使用杯形基础.

(5)前两种基础主要是在地基较差的大型机组厂房中使用,施工技术要求高,工程量大,结构较为复杂,特别是需要和地下室用的箱形基础相结合,具有限高的防水要求；后两种基础通常是在地基条件较好的工程或中小型机组的主厂房中使用,便于施工,结构简单.

(6)基础工程量：在综合进度计划中,结构基础施工是主导工序,和地下设施有着密切的关系,在整个主厂房的工程量中也占有较大的比例.因此,必须因地制宜,选择先进、合理的基础施工方案,这对确保主厂房的工程质量,加快综合进度,综合提高经济效益非常重要.

(7)主厂房的基础施工：必须与工程的实际条件相结合,对工期控制、施工顺序安排.和地下设施的关系,大体积混凝土的温控防裂,混凝土施工方式、基坑排水、施工季节、地基处理、土石方开挖、土方平衡等问题进行综合考虑.土建施工单位必须把分项施工方案编制好,认真的进行组织和协调.

2　主厂房与设备基础施工

(1)火力发电厂的主厂房包括锅炉前封头、锅炉基础或锅炉间、煤仓间、除氧间、汽机间、炉后设备基础和烟囱.需由监理组织、设备安装、土建施工、设计、业主等单位一起参加会审施工图,然后由施工单位结合施工图的会审意见按照施工图对施工方案进行编制或修改,报给相关单位进行审批.通常主厂房都使用机械大开挖的土建施工方案对厂房内的沟道、主要辅助设备基础、主设备基础、主厂房基础进行施工.首先对主设备基础和主厂房进行施工,其次对辅助设备基础和厂房内的沟道进行施工.

原则是：炉后的设备施工不会受到烟囱工期安排的影响,可以安排两台大型锅炉基础同时施工,煤仓间、除氧间和汽机间可以按机组分段同时组织施工.煤仓间和除氧间有电梯井、炉前封、金属煤斗、粱、预制板,通常是由电建安装单位配合吊装就位,由土建施工单位塔吊完成其余的工作量,以提升运输和吊装水平.

地下水位比基础底板高时,可以使用降低水位的技术措施,设一个井点在基础外侧,抽水将水位降低.在基槽内配设雨水排水井沟,以便将基槽内的积水排除,确保施工可以在干状态下进行.

(2)火电厂工程中的主厂房：质量工艺的要求高,要求工期要快,工程量最集中,这是全厂的主体建筑,能够对设计及施工水平进行集中的反映.汽轮发电机组和锅炉基础的混凝土工程量大,施工技术复杂,尺寸精密度要求高,是发电厂三大主机的基础,应对施工的进度和质量进行严格的控制.

(3)主厂房零米以下的基础施工：涉及到了电气接地网、沟道和埋设管道等许多设备基础,必须合理、全面、细致、认真的进行组织.在回填土之前,必须保证将接地网、电缆管、管道、电缆遂道、地下沟道、主辅设备基础等施工完毕,以尽快交付锅炉炉架吊装或进入到上部结构的施工,创造良好的施工条件.

(4)基础施工：汽轮发电机基础通常是主厂房最深的基础,通常应该先深后浅,但习惯上要求锅炉基础是应该先交付安装的.特别是锅炉使用钢结构炉架,用大吨位无轨移动式起重机吊装时,往往要求先对锅炉基础进行开工,这样能够保证先交付安装,有利于整个工期的提前.在工序间采取交叉作业施工,使安装和土建得到紧密的协作和配合,以缩短工期,取得良好的经济效益.所以,工程施工管理应该具备较高的集中管理组织水平,必须采取可靠有效的施工技术措施,避免发生事故,否则上下立体多层交叉施工会产生施工问题,导致安全事故的发生.

3　结构施工的材料分析

(1)轻型混凝土.

提高混凝土的强度等级可以使结构自重得到大幅度的减轻,此外,使用细灰多孔烧结料混凝土、陶粒混凝土等轻型混凝土也可以减轻承重结构的自重,目前的试验配制强度已经达到了40MPa,而将重度控制在1800kg／m2以下就能使结构自重减轻约20％～30％.使用轻型混凝土使结构轻型化及使用HPC提高混凝土的结构延展性和抗拉强度,对抗展有着特殊的意义.

(2)高性能混凝土HPC.

随着电力供需市场的变化,各方面对施工工艺的要求和期望也在逐渐高涨.近些年由于对混凝土工作性要求的不断提高,混凝土浇捣困难,现浇混凝土结构具有粱柱节点钢筋越来越密、钢筋越用越粗的趋势以及抗震设防的需要,HPC应用的加速推进势在必行.

HPC认为混凝土的三要素是强度、耐久性和工作性,更为重视混凝土的工作性,改变了传统的片面以强度为主的做法,代表了混凝土技术今后的发展方向.在电建工程中,混凝土布料和泵送技术已经普遍得到了应用,高层输送中的爆管堵管也成为了一大技术课题,可泵性成为了衡量混凝土工作性的一个重要指标.在混凝土压力输送过程中,可泵性能够使混凝土和管壁的摩擦阻力降到最低,同时也能使混凝土保持良好的稳定性(不泌水不离析).

此外,HPC中免振性也是一个重要的特征要求,HPC无需振动就能够填充钢筋间隙和模板角落,即使是在操作者责任心不强或疏忽、操作困难等不利的情况下也可以确保结构的耐久性和可靠性,更为重要的是能够在硬化阶段防止原始缺陷的产生.通常HPC的抗拉强度和一般高强混凝土相比有了显著的提高,强度等级也在C50及以上.混凝土技术的较大进步给HPC的推行奠定了基础,只要充分利用外加剂和优质525水泥的复合作用,渗用活性细掺料,重视集料,改造目前的搅拌工艺和设备,HPC的生产就是完全可行的.

4　基础施工的质量控制措施

(1)存在的问题.

由于火电厂的汽机基座都是大体积混凝土,如果施工中的降温措施和浇注工艺不到位,就会使混凝土的表面出现收缩裂缝或温度裂缝,有些裂缝的深度可达40mm～50mm,在成型后期混凝土表面会产生露筋、麻面以及蜂窝等现象,对混凝土的耐久性和强度造成影响；由于基础的上层和下层之间的钢筋间距较大,如果上层绑扎的钢筋不牢固,在浇注混凝土过程中混凝土泵管的冲击、施工人员的踩踏等就会造成上层钢筋垫块被压碎、塌陷、偏位或位移等问题,最后造成上层的钢筋塌陷而对混凝土的浇注质量造成影响等；通常使用泵送连续浇注方法浇注混凝土,会使侧模受到很大的冲击侧压力,所以一旦出现跑模或胀模现象就会导致混凝土流出,对混凝土的外观质量甚至是使用要求造成严重的影响.

(2)质量保证措施.

火电厂的主要辅助设备包括循环水泵、给水泵、风机、钢球磨煤机等设备基础；主设备包括主变压器、汽轮发电机组及锅炉设备基础；大多具有转数高、重量大等特点,所以这些基础设备对基础的质量要求较高.通常按照以下五步对主要辅助设备基础及主设备基础的施工质量进行组织和实施.

第一,基础：在对基础进行施工前,应在会审施工图的基础上,由业主工程部和设备制造厂家进行联系,并确定厂家的供货设备是否有修改,同时把书面意见通知给施工单位、监理和设计院,保证实际设备和施工图相符.

第二,预埋件进场报验：应该认真的检查并验收进场的预埋件,以确保与设计要求相符合.

第三,安装预埋件：由土建施工单位负责安装预埋件,同时给出安装后的测量结果.由监理、安装、土建、监理组织或业主参加,对测量数据进行检查复核看看是否可靠准确,若存在误差应立即调整复测直到合格,各方进行检查确保合格并且会签后开始对混凝土进行浇筑.安装锅炉基础的单位还需拉钢丝单独进行测量,保证炉膛中心线和锅炉基础准确无误.

第四,浇筑混凝土：土建施工单位必须在浇筑混凝土的施工过程中架设测量仪器,进行监测控制,若发现有问题应及时的调整加固,保证成型基础的误差可以满足规范要求.在汽轮发电机组基础大方量浇筑混凝土的过程中,需控制温度差,采取措施,确保浇筑质量.

第五,基础交安：土建施工单位要按照相关的规定把施工基础交安资料整理合格,由土建提出,监理主持,安装参加,一起对主要辅助设备和主设备基础进行测量复核及检查验收,确定合格后正式交安,若有问题应由土建施工单位负责处理.

因为火电厂的基础大多是大体积混凝土,所以为了防止其浇筑后出现表面裂缝,应使用低水化热矿渣水泥做底板,按照设计要求内掺外加剂进行控制.要严格控制石子、砂子的含水率、含泥量,同时必须做级配试验而且试验结果良好,水灰比≤0.5.

一般浇筑大体积混凝土需要较长时间,并且必须连续浇注混凝土,所以应防止在浇注时由于现场混凝土的供应不足而造成混凝土产生冷缝等质量事故；必须分层进行浇注,同时把分层厚度控制在30cm～40cm；应在振捣过程中慢拔快插,对每个振点的振捣时间进行控制以表面产生浮浆为准,避免将表面的混凝土振捣密实后和下层发生离析、分层.为确保混凝土的内部不会产生气泡,必须将振动棒抽出时产生的空洞消除；应及时的覆盖养护浇注完成的混凝土,且要确保养护时间符合设计要求.

施工时将1.5m宽的排架搭设在基础四周作为施工通道,且脱离模板支撑系统,上铺脚手板,混凝土侧擘顶面和脚手板平齐,通道边设1100mm高的安全栏杆.基坑和通道外连通,该通道能用作材料运输通道,并用作混凝土的施工通道,防止浇筑时混凝土施工设备及人员对仓面钢筋造成损坏等.

如果混凝土表面的浮浆层比较厚,就需待表层的混凝土初凝30min左右,撒一层碎石骨料在其表层,采取二次抹面,即初凝后进行表面抹压(不少于三遍),以避免表面产生干缩裂缝.此外,为了避免混凝土侧面产生裂缝,需在拆模后立刻突击进行土方回填或用毛毡覆盖养护,以使基础侧面的裸露时间尽量减少.

除了把基础短柱插筋和基础上层筋的中部绑扎牢固外,还需用铁丝把短柱竖向插筋和表层筋交叉扎牢,且用铁丝把表层筋四周固定在模板上,其间距应为1.0m.基础的面积越大,马凳筋也应该越多.尽量使用强度等级较高的砂浆垫块,以确保混凝土的保护层厚度,针对钢筋较多、体积较大的基础底板,混凝土垫块可以使用短钢筋头代替,以防止因底板钢筋的荷载过大而压碎垫块,导致钢筋保护层厚度不够、底板筋局部塌陷的现象产生.

使用18mm厚的双面覆膜木胶模板作为基侧模,使用AUTOCADI程辅助制图软件进行翻样,为了承担大部分侧压力,使其四周的支撑系统只对模板起到稳固作用,要尽量采用螺栓对拉的形式进行模板支护.如果条件允许,可使用基础底板及表层筋端头与短对拉螺杆进行搭焊连接的方式,且要对现结构配筋进行充分的利用,使拉杆筋的用量减少,如果对混凝土的表面有要求,不可以使用对拉螺栓,就使用架管或槽钢进行加固.

5　结语

应该严格按照安全生产的要求在施工现场组织生产、组织施工,同时应该在施工前对安全技术方案进行编制,把操作细则制定好,将安全生产的教育工作做到位,使全员的安全意识得到充分的提高.制定安全保障体系,责任到人,需要配设专职的安全员对现场进行不间断的巡视.另外还要与地方的门联合建立有效的安全报警应急机制,针对每一个施工的交叉点配设相应的安全措施,保证工程的安全实施.