尿素造粒塔噴淋層勁性骨架施工技術(shù)

摘要：造粒塔勁性骨架的施工是噴淋層施工的重點，也是整個造粒塔施工的核心與關(guān)鍵。為使勁性骨架高效安全施工，通過塔體埋件、施工措施平臺、塔內(nèi)環(huán)梁、勁性骨架四個重要環(huán)節(jié)進行研究，結(jié)合安陽中盈化肥有限公司60萬噸/年尿素項目的具體施工，成效顯著，研究證明此方法高效、安全、經(jīng)濟。

關(guān)鍵詞：高效安全；塔體埋件；措施平臺；塔內(nèi)環(huán)梁；勁性骨架

引言

近些年，國內(nèi)尿素項目層出疊現(xiàn)，造粒塔的施工技術(shù)也不斷改進，項目的安全、工期與費用控制成為每個企業(yè)的控制重點?，F(xiàn)國內(nèi)造粒塔的基本組成為基礎(chǔ)部分、塔體部分（塔身及樓梯間、電梯間）、刮料層、噴淋層四部分組成，基礎(chǔ)部分為大體積混凝土工程，塔體部分為滑模施工，刮料層為塔內(nèi)低跨漏斗結(jié)構(gòu)，此三部分國內(nèi)技術(shù)已相當(dāng)成熟，噴淋層成為造粒塔的關(guān)鍵部分，而勁性骨架的施工是噴淋層施工的核心，關(guān)系到整個裝置的成敗。通過對施工中塔體埋件的布置、塔內(nèi)臨時措施平臺的搭設(shè)、塔體環(huán)梁的局部處理和勁性骨架的預(yù)制吊裝施工技術(shù)的應(yīng)用，使工期與費用與同期減少10%，安全達標(biāo)100%。

一、造粒塔勁性骨架施工簡介

此分析、研究主要針對安陽中盈化肥有限公司60萬噸/年尿素項目的具體施工為主線進行，塔體內(nèi)徑為26m，塔身壁厚為600/500/350變徑；塔內(nèi)有刮料平結(jié)構(gòu)、噴淋層結(jié)構(gòu)，噴淋層主要依托24根550mm×1100mm勁性骨架支撐整個噴淋層，勁性骨架為混凝土內(nèi)包鋼桁架與鋼筋結(jié)構(gòu)。

二、施工技術(shù)要求

本工程采用滑模施工，勁性骨架的施工很難同步完成，平臺的設(shè)計減少了腳手架的搭拆，及腳手架安全性，穩(wěn)定性的論證，也省了人工及材料。新技術(shù)采用主要采用四個主要控制點（1）塔內(nèi)埋件的埋設(shè)；（2）塔內(nèi)環(huán)梁泡沫板的埋設(shè)；（3）噴淋層施工平臺的搭設(shè)、木板的鋪設(shè)及平臺上腳手架的搭設(shè)；（4）勁性骨架的預(yù)制、鋼筋綁扎與模板安裝與混凝土的澆筑。

（一）塔內(nèi)埋件的埋設(shè)

勁性骨架的施工主要依靠下部施工平臺的支撐與上部拉桿的拉力，新技術(shù)采用二次結(jié)構(gòu)施工的方法，待塔體施工完畢后進行勁性骨架的施工，而塔體采用滑模施工，施工平臺的搭設(shè)必須在塔體滑升的過程中埋設(shè)預(yù)埋件。

1.預(yù)埋件根據(jù)施工平臺的受力情況進行力學(xué)分析并進行相關(guān)試驗后根據(jù)施工平臺高程進行分類、加工制作，在滑模施工至該部位之前，進行預(yù)埋加固。

2.預(yù)埋件需有專業(yè)人員制作安裝，待安裝準(zhǔn)確后施工技術(shù)人員進行復(fù)合檢查。主要包括預(yù)埋件規(guī)范、鋼板厚度、錨筋長度直徑、安裝位置標(biāo)高的準(zhǔn)確性。

3.預(yù)埋時掌握好與滑升模板的距離，以便滑模系統(tǒng)拆除后快速的找見預(yù)埋件。

（二）塔內(nèi)環(huán)梁泡沫板的埋設(shè)

勁性骨架與塔體是一個整體結(jié)構(gòu)，新技術(shù)應(yīng)用時必須保證與塔體混凝土有可靠的連接并進行力學(xué)計算，并爭得設(shè)計單位結(jié)構(gòu)師的同意，嚴格掌控塔體環(huán)梁的施工。

1.根據(jù)勁性梁與塔體環(huán)梁接觸的部位預(yù)留孔洞埋設(shè)泡沫板，待滑模結(jié)束后進行拆除，使勁性骨架進入預(yù)留孔洞。

2.在環(huán)梁朝塔內(nèi)的外側(cè)鋼筋內(nèi)埋設(shè)一圈泡沫板，待滑模結(jié)束后進行拆除，在勁性梁進入孔洞后，將埋設(shè)的泡沫板拆除，外側(cè)鋼筋穿入勁性骨架，并與勁性骨架焊死，鋼筋接頭按規(guī)范留置。

3.在外側(cè)鋼筋與勁性骨架有可靠的連接后，將泡沫板拆除后勁性骨架孔洞和外側(cè)一圈孔洞用高強度無收縮灌漿料對環(huán)梁進行補強；

（三）噴淋層施工平臺的搭設(shè)

施工平臺作為勁性梁以及后續(xù)造粒小室施工的基礎(chǔ)，待施工塔體、樓（電）梯間滑模施工完成后，且混凝土強度達到設(shè)計強度的100%以上時拆除滑模裝置，利用塔體施工中預(yù)埋的埋件采用焊接的方式安施工平臺。同時在砼強度上升過程中預(yù)制桁架，桁架焊縫采用超聲波100%檢查，確保焊縫質(zhì)量。

1.牛腿的焊接。

根據(jù)原先在塔內(nèi)預(yù)留的埋件進行牛腿的焊接，牛腿鋼材為Q235，焊條為E43型，手工焊.牛腿的承受荷載根據(jù)施工平臺下桁架跨度最大的進行集中荷載和均布荷載的計算。

2.桁架的搭設(shè)。

根據(jù)塔內(nèi)徑的大小進行桁架的搭設(shè)，桁架僅承擔(dān)勁性骨架、中心環(huán)梁安裝過程中的施工操作平臺（腳手架）、模板、鋼筋的荷載，以及施工操作人員和小型機械的荷載。待勁性骨架、中心環(huán)梁、井字梁安裝完成后，由勁性骨架和環(huán)梁組成的的支（自成）撐體系承擔(dān)噴淋層施工荷載。

3.桁架就位后，與牛腿進行焊接，然后鋪設(shè)分布梁如槽鋼、木板和安全網(wǎng)。

4.腳手架的搭設(shè)。根據(jù)勁性骨架的位置進行腳手架的搭設(shè)，使勁性骨架的受力點落于腳手架上。

（四）勁性骨架的施工

勁性骨架是噴淋層施工的重點，為上部造粒小室的主要承重構(gòu)件，由于勁性骨架為型鋼鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)本身自重大，加上施工中的模板及其他動荷載，正常施工情況勁性骨架的拉桿為12根，為了確保安全，保證安裝質(zhì)量和工期要求，在施工中增加12根拉桿，即每根輻射梁有一根拉桿，共計24根拉桿，并按以下施工程序進行施工

1.勁性骨架的鋼桁架的制作與安裝。

（1）放樣：為確保工程質(zhì)量，鋼結(jié)構(gòu)加工確定在現(xiàn)場加工場地制作。 放樣前應(yīng)校對圖紙各部分尺寸，特別注意安裝尺寸，按施工圖上的圖紙和尺寸按l：1比例放出所有構(gòu)件及連接板的大樣，放好大樣后，必須經(jīng)有關(guān)部門和專業(yè)檢查人員進行復(fù)驗，確定無誤后方可進入下道工序，根據(jù)大樣制作必要的樣板、樣桿，并正確編號，妥善保管。

（2）下料：在下料前應(yīng)首先校對要求下料的規(guī)格、尺寸、數(shù)量及材質(zhì)是否符合要求。

（3）制作：根據(jù)施工圖要求，所有構(gòu)件在現(xiàn)場內(nèi)制作、安裝。鋼桁架制作流程：放樣—下料—原材校正—邊緣加工—部件制作—組裝、焊接—鉆孔—校正—編號—驗收—根據(jù)部位領(lǐng)料—安裝—結(jié)構(gòu)驗收 。

（4）鋼構(gòu)件安裝：勁性骨架的安裝主要依靠塔吊進行吊裝按以下程序：進行檢查鐵件預(yù)留孔的標(biāo)高并放線—在施工平臺腳手架上預(yù)設(shè)好勁性骨架的位置—先將勁性骨架靠筒壁的一端放置于預(yù)留孔中—再將勁性骨架的另一端放置于施工平臺的預(yù)設(shè)的位置（用手搖千斤頂調(diào)整其高度）—位置滿足設(shè)計要求后，先將預(yù)留洞一端的勁性骨架與預(yù)留洞鐵件焊好，塔吊可以脫鉤—將拉桿安裝就位—拆去千斤。

2.拉桿的連接。

增加拉桿使每榀桁架的受力集中在拉桿上，避免在混凝土澆筑過程中自重大，使全部受力集中在施工平臺上造成平臺的塌方。

3.鋼筋的制作與安裝。

（1）鋼筋進場進，應(yīng)按爐罐（批）號及直徑分批驗收，其中包括查對標(biāo)牌、外觀檢查，各種規(guī)格級別的鋼筋必須有出廠合格證、并按有關(guān)規(guī)定抽取試樣作機械性能試驗，合格后方可使用。

（2）鋼筋加工。

①鋼筋表面應(yīng)清凈、無損傷、油漬、漆污和鐵銹應(yīng)在使用前清理干凈，可結(jié)合拉接工藝除銹。

②鋼筋調(diào)直采用機械調(diào)直，調(diào)直后，表面?zhèn)鄄粦?yīng)使鋼筋截面減少5%。

③鋼筋切斷應(yīng)保持鋼筋型號、直徑、長度和數(shù)量，長短搭配，先斷長料，后斷短料，盡量減少和縮短鋼筋接頭。

④因根據(jù)勁性梁的尺寸嚴格下料，以避免在與勁性桁架的安裝過程中的誤差，鋼筋與桁架的連接方式采用焊接不得采用搭接連接。

4.模板和混凝土澆筑注意事項。

（1）做好混凝土澆筑前的準(zhǔn)備工作，如檢查鋼筋、模板拼縫、模板支撐、預(yù)埋件安裝、預(yù)留孔洞位置、雜物清理、混凝土上面標(biāo)高的控制線等是否合格，混凝土澆筑人、料、機等的準(zhǔn)備工作是否完善、齊備。符合要求后，方能開始澆混凝土。

（2）由于勁性鋼骨架為高空施工，并且施工難度大，勁性鋼骨架梁采用吊模施工，進行混凝土澆筑時，在模板底板掛上一條線繩，由專人進行看護，看護人員待混凝土澆筑一次后，拿卷尺進行測量，無沉降，繼續(xù)澆筑混凝土；若發(fā)現(xiàn)有沉降情況，就立即停止混凝土澆筑，加固吊模板后，方可施工。勁性梁、模板支設(shè)，采用架管吊于勁性骨架和環(huán)梁骨架之上（見下圖）。模板采用木模板和方木加固，中部加兩道對拉螺栓。

5.混凝土運輸與澆筑。

混凝土運輸采用自升式塔式起重機，在澆筑時必須提前計算混凝土的澆筑量，塔吊運送量，砼澆注的順序為，先澆每根輻射梁靠筒壁的梁頭，砼澆注時間要求：砼澆注時要注意砼澆注的節(jié)奏，即前一次砼初凝前要進行第二次澆注，保證不留施工縫。砼澆時嚴格控制施工平臺的沉降，避免塌方；

6.模板的拆除。

輻射梁模板架子的拆除：模板架子拆除前應(yīng)先將試塊進行試壓。試壓合格后，再拆除部分梁的模板，做回彈確認。確認合格，即可進行模板的拆除。模板的拆除應(yīng)分段進行拆除，每1—1.5m為一段。

三、結(jié)論

針對造粒塔塔體埋件、施工平臺、塔內(nèi)環(huán)梁和勁性骨架施工的有效控制，安陽中盈化肥有限公司年60萬噸/年尿素項目比同期類似項目工期、費用減少10%，人員傷亡0，通過此研究解決了塔體與塔內(nèi)結(jié)構(gòu)的整體性問題與施工的安全高效性，為公司后續(xù)同類工程施工積累了寶貴的經(jīng)驗。

參考文獻：

[1]楊波主編.《建筑工程施工手冊》[M].化學(xué)工業(yè)出版社.

[2]《尿素造粒塔工程施工及質(zhì)量驗收規(guī)范》；GB51138-2015.

[3]《型鋼混凝土結(jié)構(gòu)施工鋼筋排布規(guī)則與構(gòu)造詳圖》；12SG904-1.

致謝：

在此致謝中鹽紅四方股份有限公司30萬噸/年尿素裝置、內(nèi)蒙古博大實地化學(xué)有限公司5080化肥項目的有關(guān)技術(shù)人員以及公司領(lǐng)導(dǎo)等的大力幫助、指導(dǎo)。

作者簡介：

姓名：冀筱鵬，男，參加工作時間：2011年7月。所屬單位：中化二建集團有限公司河南分公司；職稱：助理工程師；參與建設(shè)項目：1.安陽中盈化肥有限公司60萬噸/年尿素項目；2.河南晉煤天慶18305項目；3.洛陽年產(chǎn)20萬噸乙二醇項目；4.洛陽宏興新能化工芳烴項目。