电厂汽机基座施工技术

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摘要：文中说明了汽机地脚螺栓施工特点，并对电厂汽机基座施工技术进行了说明。

关键词：火电厂 汽机基座 套管直埋式地脚螺栓

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

前言

目前, 汽机机组地脚螺栓的施工分“无套管直埋式”、“预埋管式”及“套管直埋式”三种。“无套管直埋式”是将地脚螺栓通过专用螺栓锚固样板架定位直接埋置于钢筋砼结构中;“预埋管式”是在土建结构施工中仅埋设穿透型螺栓钢套管, 地脚螺栓则在设备安装时穿入钢套管后紧固, 再进行二次灌浆;“套管直埋式”则对上述两种工艺方法进行综合应用, 即先将钢套管及地脚螺栓通过简易支撑架定位装配成埋设单元, 再埋置于汽机基座结构中, 地脚螺栓随设备安装紧固, 最后实施二次灌浆。由于“套管直埋式”地脚螺栓具有的优越性, 目前正在日趋广泛应用于火电建设等工程中。

一、汽机套管直埋式地脚螺栓施工工艺

套管直埋式地脚螺栓施工工艺的关键在于采取可靠有效措施在结构砼浇注前将套管式螺栓埋设单元体按设计要求精确定位, 且确保其在砼浇注过程中不移位、不偏位。

1 构造形式( 图1)

套管直埋式地脚螺栓由螺栓、上下螺母( 下端螺母锚固在砼内) 、钢套管、套盖、锚固板、钢垫板、定位小螺帽组成。

2 施工工艺

（1） 工艺流程

施工准备汽机基座部分模板、钢筋施工螺栓埋设单元体支撑架设置螺栓埋设单元体装配汽机基座模板、钢筋施工完成检查验收浇注砼。

（2） 施工准备

测定汽轮发电机组纵、横中心线及基准标高, 做好精确标记。编制好施工方案,进行图纸会审及技术交底。

（3） 钢筋绑扎

汽机基座钢筋较为复杂, 加之螺栓埋设单元体及其支撑架、埋件、预埋管多, 须按下述程序进行绑扎: 螺栓支撑架、相关埋件及埋管安装后, 绑扎梁底钢筋; 螺栓埋设单元体装配初步定位后, 绑扎部份腹筋; 螺栓埋设单元体安装调整好后, 绑扎完腹筋, 并绑扎部份面部筋; 螺栓埋设单元体检查无误、埋件及管道全部安装完毕, 绑扎完全部钢筋。

（4） 汽机基座模板施工

基座结构模板应具有足够的强度、刚度、稳定性。因此, 模板支撑体系必须经受力计算确定。梁底模可一次安装完毕, 然后再在底模上按需要进行定位弹线及预埋、预留工作。侧模的安装应结合钢筋的穿放、侧面埋件、埋管的施工需要分先后次序进行。

（5） 螺栓埋设单元体支撑架设置

采用槽钢支撑架系统将螺栓埋设单元体组装定位。支撑架在施工操作层上就地焊接拼装。支撑柱及横梁用[ 16a 槽钢, 柱间支撑用L63×5角钢。根据支撑架布置图, 在结构水平施工缝的砼面上设置预埋钢板, 将支撑柱就位校正后施焊固定, 然后据螺栓就位标高需要将上下横梁固定在支撑柱上( 如图2 所示) 。

（6） 螺栓埋设单元体组装与定位将地脚螺栓落在设置的支撑架上, 按次序逐一组装螺母、锚固板、调节垫板等元件。螺栓埋设单元体组装完毕后对就位的螺栓进行平面位置及标高精确调校, 再将下部的螺母与螺栓、螺母与锚固板点焊牢固, 最后将调整垫片与上横梁、螺栓套管与周围钢筋焊接固定。螺栓埋设单元体安装如图2 所示。

（7） 检查验收

螺栓埋设单元体组装定位完成后进行自检, 然后会同设计、监理、业主、安装、产家对已安装定位的螺栓进行全面检查验收, 包括检查螺栓的平面位置、就位标高、垂直度及支撑架稳定性、刚度是否符合要求。

（8） 浇灌砼

采用大体积泵送砼施工工艺组织施工。避免在螺栓埋设单元体、支撑架周围剧烈振捣, 振动棒不得直接碰撞上述设施。

二、汽机套管直埋式地脚螺栓施工质量缺陷特例及整改措施

1 质量缺陷特例

某火电厂汽机地脚螺栓采用上述“套管直埋式”施工工艺进行施工, 结构成型后移交给安装单位。安装单位在螺栓紧固过程中发现其中一组( 4 根) 螺栓松动, 然后将其反拧全部取出, 经对比测量, 确认螺栓的底部进入下螺母的深度不足, 仅3 个丝扣左右( 如图3所示) , 因此判定该组螺栓锚固不符合要求,属施工质量缺陷, 需进行处置。

2 质量缺陷的危害

螺栓锚固不足将使其固定设备及消化机组运行产生的振动能量的作用和功能大部分散失, 若不进行处置, 必将影响到日后机组的正常运行, 潜伏极大隐患。可见, 螺栓锚固质量缺陷的危害是可怕的。

3 质量缺陷成因分析

本工程汽机基座在砼浇注前首先由施工方对地脚螺栓的埋设平面位置、标高和垂直度实施自检, 认定合格后再进行各方联合检查验收, 均未发现问题, 且砼浇注施工过程正常, 但结构成型后却出现上述质量缺陷, 令人颇感意外。无疑, 所采用的施工工艺和方案是正确的, 可以肯定问题出在砼浇注之前的工序中。根据螺栓埋设单元体安装图及汽机螺栓布置图分析, 该4 根螺栓为一组安装单元, 共同定位于某支撑架的上下二根横梁中, 由于螺栓的顶标高合格, 螺栓长度是正确的, 那么, 导致螺栓进入下部螺母深度不够只能是下部螺栓的锚固板及螺母位置降低造成, 而锚固板与下横梁、下横梁与螺母间均是相互紧贴安装的, 因此, 最终造成这一质量问题的原因就是支撑架下横梁安装标高降低( 如图3 所示) 。此现象因下横梁遮挡及结构内密集钢筋骨架造成视角障碍而极易让施工和检查验收人员忽视。

4 整改处理措施

（1） 方案选择

根据以上质量缺陷的情况, 如仅从螺栓锚固的角度考虑, 可采取在螺栓与套管之间实施二次高强灌浆的措施方案, 但这样则不能对螺栓进行预紧, 无法向其施加预应力,与机组运行的设计理念不符。如采用对结构实施局部破坏重新埋设螺栓单元体、再恢复结构的方案, 在经济上及时间上都不可取。综合现场实际情况, 经设计、业主、监理、施工、安装、厂家多方共同反复商讨与论证,决定选择采用“套管保护螺母丝扣机械成孔清孔螺母丝槽清理”确保螺栓进入螺母长度的处理措施方案。采用该方案的正确性在于既不改变螺栓的设计工作状态, 且在技术上、施工工艺上都是可行的。

（2） 处理措施的实施

a螺母丝扣保护( 图4)

先将高于结构粗浇面以上的上横梁拆除。为确保成孔施工不损坏已埋入砼中的螺母丝扣, 采用较厚壁厚的钢管车制成与螺母配套的丝杆, 钢管的外径与螺栓直径相同, 注意钢管车削时不得穿透管壁, 然后将此钢管丝杆拧入螺母内, 直至进入极限位置为止。

b机械成孔( 图5)

采用炮眼成孔机实施钻孔作业, 钻杆直径要求比钢管丝杆内径略小。钻杆从钢管丝杆内伸入, 钻孔作业过程中必须使钻杆垂直、平稳、均匀逐渐深入, 控制钻杆底部不要触碰丝扣保护套管, 随成孔过程应及时清孔, 将灰渣排出, 同时注意测量钻孔深度, 掌握成孔质量, 满足要求即可终孔。

c螺母丝槽清理( 图6)

受炮眼钻机成孔质量的局限, 粘结在螺母丝槽内的砼浆不可能彻底清除, 必须作进一步的处理。采用直径与螺母规格匹配的45号园钢车制成螺母丝槽清理丝杆, 清理丝杆使用前先进行热处理, 以提高其耐磨性能及坚硬度。丝扣清理时将清理杆垂直拧入螺母内,借助扳手施力, 采用来回、进退的方法循环渐进直至螺母丝槽清理干净符合要求。丝槽清理工艺如图6 所示。

d清孔

清孔工作采用较大功率的吸尘器进行, 以确保孔内灰渣全部通过吸尘器套管吸入, 然后排出至场外。清孔工作应随钻孔过程交替进行, 避免孔内灰渣堆积过厚造成清孔困难。

e螺栓恢复

清孔完成后, 即可按设计要求重新恢复汽机螺栓。为了进一步保证螺栓的锚固和结合效果, 可事先根据需要在孔中注入适量的机械高强粘结胶, 再安装螺栓。保养几天待粘胶固化后方可进行下一步设备安装工作。

f注意事项

既要确保螺母丝扣完好, 又要达到成孔质量要求, 就必须在具体实施过程中遵循反复、循环、渐进的施工原则, 灵活应用螺母丝扣保护、成孔、清孔、丝槽清理几项措施, 切忌急于求成, 搞较大幅度的施工动作, 造成措施失败。

结束语

当今社会无论工业建筑还是民用建筑都对结构设计尤其是结构施工提出了更高的要求。工业建筑主要体现在随着科技的发展、设备需要和功能造型结构越来越复杂, 人们对民用建筑外观造型的复杂变化要求越来越高。无论工业建筑还是民用建筑结构都在走向复杂化。

参考文献

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[2] 龚学斌. 火电厂汽机基座地脚螺栓施工技术综述[J]. 中外建筑. 2007(07)

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[4] 喻义军. 火电厂汽轮机基础大体积混凝土施工[J]. 中外建筑. 2008(08)