大型冷卻塔施工方案的改進與探討
前言：近期已施工完的冷卻塔中，針對冷卻塔環基大體積砼易出現裂縫等質量問題，采用相應的措施預防裂縫等質量問題的發生。在人字柱、通風筒、淋水件預制等項目施工中，對原有的施工方案及工藝進行了大膽的創新和改進取得了預期效果，得到同行們的認可，其中部分施工方案已被兄弟單位采納。
隨著國民經濟的發展及科學技術的不斷進步，我國火電機組已由80年代的以300MW機組為主發展到目前的以600MW為主機組。與之配套的冷卻系統即冷卻塔淋水面積也隨之增至7000～9000m2。如何采用最佳的施工方案，施工出質量好、工期短、成本低、安全好的冷卻塔是每個施工企業追求的目標。結合本人連續幾個大塔的施工實際，總結一下自己對施工方案的改進和幾點新的思考供同行們參考。
一.預防環基砼(包括池壁)裂縫的有效措施
眾所周知冷卻塔環基為大體積砼，因其體積厚大、圓周較長，砼一次澆灌成型容易產生溫度裂縫等質量問題。為了有效的預防，根據《電力建設施工及驗收技術規范》(建筑工程篇)SDJ 69-87要求，環基按設計采取分段跳倉施工，并采取了常規的從配制砼原材選用上、從配合比的設計上下功夫。但相當數量的工程實例證明，依上述方法施工并未全部圓滿地解決問題，仍然還存在裂縫時有產生，且施工周期長相鄰段鋼筋在外暴露時間長不易防護等各種弊病。為此，在德電三期9200m2冷卻塔施工中，以我們多年經驗的總結探討，經與設計單位認真研究協商在原有設計的基礎上進行改進，進一步采取了如下措施：
1. 對砼配合比再次試驗調整
在砼配合比試配過程中，加入了足夠量的粉煤灰，其目的減少水泥用量，降低水化熱和砼的絕熱溫升。加入適宜澆灌時環境溫度的外加劑，其目的是減少用水量，增加砼和易性。
2. 在原跳倉施工段的基礎上重新劃分澆灌段的長度，并設后澆帶
采用在相鄰段之間留設后澆帶的施工方法，分段施工長度控制在30m以內。后澆帶長度為2m，并保證在相鄰段砼澆灌后21天以上實施后澆，其目的：一是盡量保證砼的連續澆灌，加快環基總體施工進度;二是確保先澆段在三周的養護期間盡量自由釋放內應力;其三，保證后澆帶即可釋放應力，又有利于施工縫的嚴密。
3. 強化施工縫處理
在相鄰段上部留設橡膠止水帶，后澆帶兩側模板采用磚模，在后澆帶砼中參微量膨脹劑以補償砼內部的收縮防止出現裂縫，使其與相鄰段砼得以很好的結合。經過改進，相鄰段砼澆灌得以連續進行，澆灌后集中進行養護，有效的縮短了施工日期，拆模后下道工序可連續進行。
4. 強化上表面的抹壓
砼澆灌后，上表面灰漿較厚，宜采取在砼初凝前鋪撒干凈的碎石，用木抹子將石子拍入砼內搓平、壓實，最后一遍用鐵抹子收光，以防止砼表面產生裂縫。
5. 強化測溫和養護工作
砼澆灌后應及時進行測溫，宜選用便攜式建筑電子測溫儀，砼澆灌前埋設測溫導線，測溫工作自砼澆灌后立即跟蹤進行連續測量，24h內每2h測一次，以后每4h測上次，10d～28d每6h測一次，隨時掌握砼各部位的溫度變化，及時采取相應措施，保證砼內外溫差不超過25℃。砼澆灌后及時覆蓋薄塑料布、巖棉被，保溫保濕加以養護。
二.人字柱施工方案的選擇
目前，國內施工企業在施工人字柱時普遍采用兩種施工方案：一種為現澆;另一種為預制吊裝。人字柱采用現澆：柱模板一般根據其外形幾何尺寸加工制作專用定型組合鋼模板。優點：相對總成本較低。缺點：排架搭設工作量大，高空作業量大;控制砼澆灌質量的工序較復雜并容易出現質量問題;外觀工藝質量不美觀，工期較長。
人字柱采用預制吊裝的施工方案：柱模板采用大型專用鋼模板，底模一般制作22件，上模為5-10件(人字柱按44對考慮)。單支柱預制可按排在淋水構件預制場內，利用場地內的大型龍門吊(20t以上)進行模板組裝、柱鋼筋安裝(將其綁扎成型)、砼澆灌、構件倒運等。單支柱吊裝可采用雙機抬吊，由主吊機械單機吊裝就位，主吊機械選用60t履帶吊或90t車吊可滿足要求，輔助吊車選用25t汽車吊即可。人字柱采用預制吊裝與現澆相比具有以下優點：
① 提前預制,不占用總工期、吊裝工期短，為風筒施工贏得時機;
② 模具節約、成本降低;
③ 有效地解決了現澆弊病，確保了內外工藝質量;
④ 減少腳手架數量和占用周期。
三.提高通風筒施工的安全、速度與外觀工藝
1. 附著式三角架部件的改進
附著式三角架的工作原理：三角架和模板通過對銷螺栓附著在已成型的砼筒壁上，以此做為操作平臺的承力點，進行其上一層的模板、三角架安裝和砼澆灌等。三角架和模板一般選用三層，每層高度為1.3米，在施工過程中，三層三角架、模板循環交替，周而復始，直至完成整個筒壁施工。優點：設備簡單、操作方便、安全可靠;外觀工藝質量好，較易地保證筒壁的幾何尺寸，易防止裂縫和局部缺陷的產生。
在以往的施工過程中發現，每組三角架之間的環向連桿、每層之間的上下連桿采用螺栓連接后仍有微量的晃動，不利于各層三角架的整體穩定和力的傳遞。在德電三期冷卻塔施工前，我們對三角架進行了重新改進，即在原有三角架水平桿上焊接Φ48×3.5mm短腳手管，搭接長度為50mm，外露200mm;環向連桿改用腳手管、扣件連接;每層之間的上下連桿也改為腳手管、扣件連接。改進后解決了上述微量晃動的現象，提高了三角架的整體穩定，使力矩傳遞更趨于合理，同時也節省了制作專用部件的費用，達到了預期效果。
2. 多種機械結合互補
在我國60～80年代末期，各施工單位普遍采用自己設計的金屬豎井架作為筒壁施工的垂直運輸機械，它通過專用水平吊橋與附著式三角架上層操作平臺相連接，其制作和安裝工藝均很復雜、施工速度比較慢，并且在使用過程中施工人員的勞動強度較大。90年代，隨著國產大型塔式起重機的問世和大容量機組大塔的出出，金屬豎井架在逐步轉變為輔助運輸機械，各施工企業普遍采用大型自升塔式起重機(折臂吊)作為垂直運輸機械，它具有組裝速度快、起重量大(3.5t包括吊鉤)、覆蓋面積大，加快了垂直運輸速度并極大減輕了施工人員的勞動強度，施工人員上下使用在筒壁外側配置曲線電梯。
在德電三期9200m2 大型冷卻塔施工中，考慮到筒壁每板砼量較大，采用一臺自升塔式起重機進行砼澆灌時間較長，無法滿足工期要求。為此引入直線人貨兩用電梯布置在塔內，即可載人又可載運砼加快了工序交接和砼澆灌速度，確保了施工總工期。通過自升式塔式起重機和直線人貨兩用電梯相結合的實踐，取得了成功的嘗試。本人認為此種施工方案定將成為今后大塔施工機械配備的主流之一。
四.淋水件模板的改進
在以往施工中，梁、柱模板普遍采用普通組合鋼模板，模板組裝、加固、拆除所需工時較長，構件的工藝質量不易保證。為此，在德電三期冷卻塔預制件施工中，根據構件的幾何尺寸設計出新穎的專用大型鋼模板，由專業模板制造廠家進行加工制作，施工中充分利用龍門吊進行模板組裝、拆除，簡化了模板組裝工序，加快施工速度，極大地改善了構件整體外觀工藝質量，真正地實現了利用龍門吊車配合組裝模板，工業化生產在施工現場預制鋼筋砼構件。
五.探討
1. 筒壁施工采用電動提模系統的施工方案與附著式三角架相比，它具有操作平臺和安全防護設施隨滑道同時提升，更加穩定、安全，施工人員的勞動強度大幅度降低。但目前電動提模系統還存在很多缺陷，本人認為隨著科技的不斷進步和施工技術水平的不斷提高，應對電動提模系統進一步改進與完善，借鑒煙筒電動提模系統的成功經驗，對以下內容進行改進：
① 由現在的一層模板改為2-3層，以充分利用砼的強度;
② 電氣控制系統改為整體同時提升;
③ 應對現有模板體系做改進以進一步提高風筒砼外觀工藝質量。
通過對它的改進必將替代傳統的附著式三角架成為今后施工的主流。
2. 對現有的自升塔式起重機進行技術改造，將砼輸送泵管安裝在其上，下部配置一座砼輸送泵，平臂處于三角架操作平臺之間配置軟管，這樣可極大加快砼澆灌速度減輕施工人員的勞動強度。
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