大型設(shè)備底座安裝新工藝:“水平襯板流動灌漿施工法”在寶鋼工程上的首次應(yīng)用

施劍棟

該文以寶鋼高爐TRT發(fā)電機(jī)安裝工程為例，對“水平襯板流動灌漿施工法”這一現(xiàn)代大型設(shè)備底座安裝新工藝進(jìn)行了解析，介紹了該新工藝的特點(diǎn)、步驟和操作要點(diǎn)，并與傳統(tǒng)的“座漿法”和“無墊板流動灌漿施工法”進(jìn)行了對比，對今后大中型設(shè)備底座安裝工程具有重要的推廣價值和指導(dǎo)意義。

大型設(shè)備；底座；安裝；新工藝；水平襯板；流動灌漿

1.工程概況

“水平襯板流動灌漿施工法”在寶鋼三號高爐TRT發(fā)電機(jī)安裝工程上的應(yīng)用在國內(nèi)屬于首次。TRT是指高爐爐頂余熱煤氣回收透平發(fā)電設(shè)備，屬于綠色節(jié)能環(huán)保裝置。該TRT發(fā)電機(jī)由日本進(jìn)口，額定功率30556KVA，安裝在露天高臺上，作業(yè)環(huán)境差、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高、工期要求緊，整個安裝工程難度很大。而發(fā)電機(jī)的底座安裝，作為最重要的基礎(chǔ)工作，是影響工程質(zhì)量和進(jìn)度的主要因素。

2.傳統(tǒng)安裝工藝分析

“座漿法”：目前國內(nèi)的設(shè)備底座安裝，大多采用傳統(tǒng)的“座漿法”墊板安裝工藝。即在墊板安裝位置的下部基礎(chǔ)上鑿一鍋形坑，再將澆筑水泥、黃沙、瓜米石等砼材料按規(guī)定配比混合攪拌，并分層灌入坑內(nèi)搗實，然后將墊板放在上面，慢慢往下打、壓，即進(jìn)行“座漿”，直至達(dá)到規(guī)定的水平、標(biāo)高要求。

“座漿法”工藝效率較高、質(zhì)量尚好、材料普通，但應(yīng)用到大型設(shè)備底座安裝工程中時，也存在許多不足：材料消耗大，安裝成本高。一般底座需用鋼墊板150~250kg/m2。質(zhì)量控制難，精度不夠高。一般墊板水平精度0.10mm/m，標(biāo)高誤差0.5mm。

“無墊板流動灌漿施工法”：該方法在寶鋼一期工程中從國外引進(jìn)，并得到有效推廣。一般在用底腳螺栓壓緊底座的前提下，先用若干組頂絲螺栓對底座的水平標(biāo)高進(jìn)行初設(shè)定，然后在底座下面沿寬度方向，在底腳螺栓兩側(cè)，使用早強(qiáng)、無收縮、大流動度水泥進(jìn)行流動灌漿，制成高強(qiáng)度水泥墩，使之與底座及基礎(chǔ)緊密結(jié)合，并作為底座的主要支撐面。待養(yǎng)生期滿后，再用0.05~ 0.20mm的薄墊片在底座與墩面之間做必要的調(diào)整，實現(xiàn)底座的大面積找正。該工藝安裝成本低、設(shè)定精度高、承載能力強(qiáng)。

但由于材料、工藝、操作等因素，流動灌漿水泥墩的墩面標(biāo)高和水平度可能出現(xiàn)較大偏差，惡化了底座與墩面的接觸情況，并影響底座水平度的完好。雖然利用調(diào)整墊片可以對底座進(jìn)行再設(shè)定，但其難度和工作量都很大。

3.“水平襯板流動灌漿施工法”

工藝特點(diǎn)：在完成底座水平標(biāo)高初設(shè)定后，在底座下面每根底腳螺栓兩側(cè)沿寬度方向設(shè)置規(guī)定數(shù)量的鋼制水平襯板，并利用頂絲螺栓和調(diào)整墊塊使其與底座的下表面均勻地緊貼。然后，在水平襯板的四周支模，同樣用流動灌漿施工法灌制高強(qiáng)度的水泥墩以固定水平襯板，水泥墩面略低于水平襯板上表面約5mm（參見圖1）。

圖1水平襯板安裝示意圖

“水平襯板流動灌漿施工法”是通過預(yù)先設(shè)置的水平襯板和底座接觸，可以確保底座與水平襯板的有效接觸面積接近于100%；同時，流動灌漿水泥墩又為水平襯板的強(qiáng)度和穩(wěn)定性提供了保證；此外，流動灌漿水泥的某些性能（如流動度、泌水性等）也可適當(dāng)降低要求，這十分有利于水泥國產(chǎn)化的需要。與“無墊板流動灌漿施工法”相比，該新工藝不僅同樣具有安裝成本低的優(yōu)點(diǎn)，而且承重能力更強(qiáng)，設(shè)定精度更高，穩(wěn)定性能更好。特別是水泥墩難以避免的制作偏差對底座的初設(shè)定精度影響不大，因為它是通過水平襯板微量作用于底座，所以，底座的水平標(biāo)高基本上可以保持完好，從根本上解決了“無墊板流動灌漿施工法”所遇到的底座再設(shè)定難這一技術(shù)障礙。

工藝步驟：基礎(chǔ)調(diào)查及驗收；標(biāo)高和中心線基準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)及測量；基礎(chǔ)麻面鏟鑿、清理及掛中心線；底座劃中及落位；底座初設(shè)定；水平襯板設(shè)置；支模；流動灌漿及養(yǎng)生；脫模及墩座修整；底座再設(shè)定。

工藝操作要點(diǎn)：以寶鋼三號高爐TRT發(fā)電機(jī)安裝工程為例，設(shè)備底座、水平襯板、螺栓千斤頂配置圖如圖2所示：

圖2 底座、水平襯板、螺栓千斤頂配置圖

考慮到長達(dá)61.25mm的轉(zhuǎn)軸的撓度影響，為了保證機(jī)、電聯(lián)軸器處的定心精度，日方設(shè)計要求將底座的軸向水平按0.15mm/m的斜率從發(fā)電機(jī)的直接側(cè)向上延伸至非直接測，軸橫向水平為0，容許誤差0.02mm/m。

需要特別注意的是，在底座初設(shè)定的過程中，由于所有的底腳螺栓都要按規(guī)定力矩進(jìn)行緊固，而此時長長的、厚度有限的底座僅靠若干組螺栓千斤頂作臨時支撐，因此，在撓度與彎曲力矩的雙重作用下，底座必然發(fā)生變形并影響到底座的設(shè)定精度。為了最大限度地減少變形，并方便水平標(biāo)高的調(diào)整，實際施工時分別在地腳螺栓的兩側(cè)、底座寬度方向的兩頭設(shè)置了三十只自制的簡易螺栓千斤頂，以此增加支撐點(diǎn)，均勻受力分布，同時在底座長度和寬度兩個方向增加檢測點(diǎn)，使其一一滿足水平標(biāo)高要求，從而確保整塊底座的安裝精度。

在應(yīng)用“水平襯板流動灌漿施工法”時，由于特別加強(qiáng)了底座初設(shè)定、水平襯墊設(shè)置及流動灌漿等關(guān)鍵工序的質(zhì)量控制，因此在底座設(shè)定時，全部約30個水平標(biāo)高檢測點(diǎn)均一次性達(dá)到了嚴(yán)格的質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)良率100%，完全滿足了工期與質(zhì)量的要求，這也充分表明“水平襯板流動灌漿施工法”在大中型設(shè)備安裝工程中具有重要的推廣價值和應(yīng)用前景。