球罐整體吊裝搬遷施工技術(shù)

楊 茂 張洪偉 尹彭霞 郭啟元 張 瑩

中國(guó)化學(xué)工程第六建設(shè)有限公司 湖北襄陽(yáng) 441100

隨著我國(guó)化工行業(yè)的快速發(fā)展，設(shè)備工廠化預(yù)制、模塊化安裝成為大勢(shì)所趨，單機(jī)設(shè)備變的越來(lái)越重、安裝質(zhì)量和精度要求越來(lái)越高。如何保證這些大型設(shè)備吊裝的順利進(jìn)行，有效地控制設(shè)備吊裝的質(zhì)量，合理地設(shè)計(jì)吊裝保證措施變得越來(lái)越重要。大型球罐一般是在施工完成的基礎(chǔ)上拼裝、焊接完成，因體積大、重量重、吊裝難度高，整體吊裝項(xiàng)目較少。以中國(guó)化學(xué)工程第六建設(shè)有限公司（六化建）承擔(dān)的新疆阿拉山口市3 臺(tái)2000m3球罐整體吊裝搬遷項(xiàng)目為例，詳細(xì)介紹了球罐整體吊裝搬遷施工技術(shù)。

1 球罐整體搬遷移位的難點(diǎn)

新疆省阿拉山口市年平均8 級(jí)大風(fēng)天數(shù)達(dá)到166天，吊裝過(guò)程中可能隨時(shí)出現(xiàn)大風(fēng)天氣，影響吊裝進(jìn)度；每臺(tái)球罐設(shè)備及附件合計(jì)自重均達(dá)到370t，直徑15.7m、高20.2m；單罐路程移位距離長(zhǎng)，其中T- 301 移動(dòng)330m、T- 302 移動(dòng)360m、T- 303 移動(dòng)450m；必須保證設(shè)備不受到任何損傷；球罐吊裝采用的吊耳需要重新設(shè)計(jì)、安裝；移位通道現(xiàn)有路面地耐力不滿足吊裝移位需要。

針對(duì)以上各球罐整體移位的難點(diǎn)和具體現(xiàn)場(chǎng)條件，六化建優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工措施，包括道路選擇、道路換填、地耐力檢測(cè)、吊具設(shè)計(jì)、鋼絲繩選擇、球罐支腿加固等，最終實(shí)現(xiàn)了在整體移位中確保各球罐安全、完好，并避免直接在球罐上焊接、切割等有可能損壞球罐的操作。

2 吊裝工藝設(shè)計(jì)

2.1 施工前技術(shù)準(zhǔn)備

（1）為了保護(hù)球罐，保證罐體必要時(shí)臨時(shí)落地支腿的穩(wěn)定性，對(duì)各支腿之間進(jìn)行輪輻、輪緣狀加固，罐體支腿的加固如圖1 所示。

圖1 罐體支腿加固

（2）附件的拆除：將妨礙球罐吊裝的噴淋管、平臺(tái)、附屬管道拆除，不妨礙吊裝的管道固定；

（3）吊車選型進(jìn)廠：根據(jù)吊裝方案選擇滿足吊裝要求的吊車型號(hào)進(jìn)廠組裝；

（4）業(yè)主對(duì)移動(dòng)球罐罐體進(jìn)行全面檢測(cè)，明確球罐罐體的各項(xiàng)性能；

（5）對(duì)吊車行走路線換填并檢測(cè)合格；

（6）工序交接：新罐區(qū)各球罐各支腿基礎(chǔ)上墊板施工，對(duì)新球罐基礎(chǔ)驗(yàn)收合格；

（7）柱腳與原基礎(chǔ)分離：原基礎(chǔ)柱腳與基礎(chǔ)采用在底板處齊根拆除，新施工基礎(chǔ)預(yù)埋鋼板等候安裝。

2.2 吊耳設(shè)計(jì)

（1）參考規(guī)范《化工設(shè)備吊耳設(shè)計(jì)選用規(guī)范HG/ T 21574- 2018》進(jìn)行吊耳選型。球罐支腿為Ф600×12 鋼管，材質(zhì)為16MnDR，采用J507RH 焊條焊接護(hù)板與支腿，吊耳形式如圖2 所示。

圖2 吊耳設(shè)計(jì)

（2）本次吊裝利用在球罐的10 根立柱上個(gè)焊接一組主吊吊耳的方式，保證各吊裝點(diǎn)的受力保持最小。吊耳焊縫均為滿焊，焊縫尺寸不小于相連構(gòu)件的最薄厚度，接頭處設(shè)置45°坡口。焊接完成后做100%磁粉檢測(cè)，Ⅰ級(jí)合格，并出具檢測(cè)報(bào)告。吊耳裝配順序?yàn)椋旱醵迮c立柱→吊耳板→其他構(gòu)件。

2.3 吊裝重心核算

經(jīng)查原設(shè)計(jì)圖紙，球罐球殼質(zhì)量為318196kg，球罐支座質(zhì)量為27305kg，底部加強(qiáng)措施質(zhì)量為3800kg。未拆除附件質(zhì)量為9600kg。由重心計(jì)算公式（式1）可得到重心距地面高度（Z）。

式中：Z——重心距地面高度；

G——總重量；

Gi——重量不均勻分布時(shí)各自的重量；

X——重量不均勻部分各自重心距地面高度。

由于吊點(diǎn)在支腿上，支腿長(zhǎng)度為10.5m，根據(jù)吊耳及吊耳底板尺寸知：吊點(diǎn)高度為10.5- 0.3=10.2m?？梢姡匦奈挥诘觞c(diǎn)下方，無(wú)失穩(wěn)危險(xiǎn)，安全可行。

2.4 吊車選型

根據(jù)吊裝載荷計(jì)算并利用CAD 吊裝模擬，選取800t履帶吊，吊臂長(zhǎng)度=48m，根據(jù)工況選吊裝半徑為16m，擬采用WBWФ52 壓制鋼絲扣10 根。吊車核算及選型如圖3 所示。

圖3 吊裝核算及選型

2.5 吊裝作業(yè)區(qū)域地基處理措施

2.5.1 路基板鋪設(shè)

800t 履帶吊起重機(jī)吊車工況示意圖如圖4 所示。

圖4 800t 履帶吊起重機(jī)吊車工況

由于800t 吊車負(fù)重時(shí)，行駛300m 需要8h，又考慮到當(dāng)?shù)刈匀粭l件，大風(fēng)天氣較多，所以準(zhǔn)備20m2、厚δ=12mm 的鋼板備用。球罐移動(dòng)過(guò)程中需要臨時(shí)暫停時(shí)，將球罐落在備用鋼板上。因地面荷載達(dá)不到要求，履帶吊不能松勾，防止球罐傾斜。路基板鋪設(shè)如圖5 所示。

圖5 路基板鋪設(shè)圖

2.5.2 施工測(cè)量與放樣

開工前進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)和固定路線，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)放出路基邊緣線、棄土場(chǎng)等的具體位置，標(biāo)明輪廓。路中線和路邊線控制樁采用木樁，直線段每50m 放一個(gè)斷面樁；在施工區(qū)域以外再布設(shè)兩個(gè)控制樁，為恢復(fù)提供依據(jù)，并標(biāo)出樁號(hào)，以便施工時(shí)檢查。

2.5.3 路基防水與排水

在路基施工期間，始終保持場(chǎng)地處于良好的排水狀態(tài)。并修建一些臨時(shí)排水設(shè)施，以防雨水浸泡。

2.5.4 清理場(chǎng)地路基施工前，清除施工范圍內(nèi)的垃圾、有機(jī)物殘?jiān)?，拆除圍墻墻體，并清除拆除墻體下來(lái)的垃圾。

2.5.5 軟基處理

臨時(shí)道路寬15m，原球罐區(qū)加寬至17m，采用360 型挖掘機(jī)對(duì)路基原地面進(jìn)行開挖，挖至地勘報(bào)告中的第5 條場(chǎng)地工程地質(zhì)條件的1 層為雜土層：厚度0.5～2.3m，雜色，以粉土為主，夾有礫石、建筑垃圾及大量植物根莖，結(jié)構(gòu)性差，易鉆進(jìn)。密實(shí)度：松散。所以挖至2.3m 進(jìn)行換填。路面剖面圖如圖6 所示。采用砂夾石作為換填材料，壓實(shí)系數(shù)大于0.94。

圖6 路面剖面圖

2.5.6 路面平整度控制

采用水平儀測(cè)量整體路面標(biāo)高，確保路面平整度誤差在±20～50mm。

2.5.7 路基試驗(yàn)

為了控制壓實(shí)質(zhì)量，隨時(shí)任意取樣進(jìn)行檢驗(yàn)。壓實(shí)度要符合技術(shù)規(guī)范的要求，第三方地耐力檢測(cè)合格后進(jìn)行吊裝。

2.5.8 倒運(yùn)路基板路線處理

用100t 汽車吊和80t 汽車吊對(duì)路基板倒運(yùn)。因地面是粉土，將原地面兩側(cè)各平整壓實(shí)10m 寬，用來(lái)作為吊車的行駛路線。

3 吊運(yùn)的實(shí)施

3.1 準(zhǔn)備

對(duì)吊車行進(jìn)路線進(jìn)行換填碾壓夯實(shí)；800t 吊車提前進(jìn)場(chǎng)，由100t 汽車吊和80t 汽車吊共同配合進(jìn)行吊車組裝；吊耳、吊索具進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收，對(duì)吊耳焊接檢測(cè)合格；對(duì)新基礎(chǔ)進(jìn)行驗(yàn)收，確認(rèn)其平整度、標(biāo)高，提前放置墊鐵；將原基礎(chǔ)地腳螺栓切除，原基礎(chǔ)灌漿層拆除。原罐區(qū)吊裝站位如圖7 所示。

圖7 原罐區(qū)吊裝站位圖

3.2 試吊

試吊須按下列程序進(jìn)行，并做好記錄。

（1）操作：按要求進(jìn)行分級(jí)（按比例進(jìn)行分級(jí)加載，進(jìn)行20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、100%分級(jí)加載）加載，使球罐受力，仔細(xì)檢查，確保達(dá)到規(guī)定值；

（2）觀察：每個(gè)觀察點(diǎn)應(yīng)及時(shí)反映觀察情況；

（3）測(cè)量：各個(gè)測(cè)量點(diǎn)應(yīng)認(rèn)真做好測(cè)量工作，及時(shí)反映測(cè)量情況；

（4）校核：數(shù)據(jù)匯交現(xiàn)場(chǎng)，比較實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)的差異；

（5）分析：若有數(shù)據(jù)偏差，有關(guān)各方應(yīng)認(rèn)真分析原因；

（6）決策：認(rèn)可當(dāng)前工作狀態(tài)，并決策下一步操作。

認(rèn)真檢查整體提升系統(tǒng)的工作情況。提升離地后，空中停滯一定時(shí)間，要定時(shí)組織人員對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察。有關(guān)各方也要密切合作，為下一步做出科學(xué)的決策和正式吊裝提供依據(jù)。試提升結(jié)束，經(jīng)確認(rèn)后，提升至預(yù)定高度?？罩型?0min 以上，觀察整個(gè)系統(tǒng)的情況。

3.3 起吊

先將T- 101 主吊車以16m 半徑起吊，將設(shè)備提升至設(shè)備最低處與支墩最高處距離約100mm 后停止，檢查索具受力及設(shè)備穩(wěn)定性；然后主吊機(jī)起鉤，將設(shè)備吊離基礎(chǔ)支墩，提升約0.1m；主吊車以33m 半徑逆時(shí)針轉(zhuǎn)桿，使設(shè)備處于其正前方，然后帶載向新建球罐區(qū)行走。

3.4 行走

行走過(guò)程中，注意調(diào)整吊車半徑，保證整體負(fù)荷率保持在80%左右，保證吊裝安全。同時(shí)在帶載轉(zhuǎn)向過(guò)程中，為保證吊裝安全不得同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)以上相關(guān)操作，轉(zhuǎn)向過(guò)程中要平穩(wěn)。主吊車行走至設(shè)備臨時(shí)放置位置后，慢慢回鉤，對(duì)新球罐基礎(chǔ)進(jìn)行測(cè)量，保證球罐能直接就位。吊車行走時(shí)一定要緩慢，保持勻速。輔助100t 吊車和80t 吊車倒運(yùn)路基箱。

3.5 就位

主吊車帶載行走至設(shè)備基礎(chǔ)正上方，找正，直至安裝完畢。球罐就位如圖8 所示。

圖8 球罐就位圖

3.6 摘鉤

設(shè)備找正完畢后，通過(guò)吊籃將作業(yè)人員吊至設(shè)備頂部拆除吊裝索具；然后主吊車摘除超起裝置，通過(guò)起鉤、轉(zhuǎn)桿、回鉤等動(dòng)作將索具吊至地面。

3.7 就位

根據(jù)安裝吊裝就位圖依次將T- 302、T- 303 按上述要求吊裝就位。

4 施工要點(diǎn)

4.1 對(duì)設(shè)備的要求

提前將設(shè)備附件（噴淋裝置等）拆除完畢，地基處理完畢，設(shè)備周圍妨礙吊裝雜物處理干凈，空中架空線拆除。對(duì)吊點(diǎn)設(shè)置位置處結(jié)構(gòu)件及焊縫進(jìn)行強(qiáng)度校核。

4.2 吊車進(jìn)場(chǎng)組裝

主吊車(800t 履帶式起重機(jī)）和輔助吊車組裝時(shí)涉及運(yùn)輸、吊裝等多種作業(yè)，且吊車部件多，單件重量重，組裝難度大。因此，對(duì)負(fù)責(zé)組裝吊車的機(jī)組人員、起重人員、輔助吊車及司機(jī)、場(chǎng)地條件要求較高。

4.3 輔助吊車

根據(jù)組裝計(jì)劃和需要，80t 起重機(jī)配合100t 起重機(jī)共同完成800t 履帶式起重機(jī)的組裝。

4.4 組裝過(guò)程控制

對(duì)參與吊車組裝的人員進(jìn)行合理分工，確保每個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)完成后均由相關(guān)責(zé)任人員進(jìn)行檢查確認(rèn)，并認(rèn)真填寫《履帶式起重機(jī)組裝過(guò)程檢查表》，嚴(yán)禁流于形式。根據(jù)組裝計(jì)劃，100t 起重機(jī)站位場(chǎng)地、800t 履帶式起重機(jī)組裝場(chǎng)地，由業(yè)主根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況指定。現(xiàn)場(chǎng)施工應(yīng)確定吊車吊裝作業(yè)范圍。吊車行走范圍內(nèi)場(chǎng)地必須按要求下挖、回填，處理完畢的地耐力要滿足吊裝作業(yè)要求；必須保證吊裝索具長(zhǎng)度相等。主吊鋼絲繩扣中間部分與球罐支腿間連接件接觸，兩端部分與吊鉤連接，鋼絲繩與支腿間結(jié)構(gòu)件接觸部位墊設(shè)膠皮，以防鋼絲繩磨損結(jié)構(gòu)件。

5 結(jié)語(yǔ)

科學(xué)方法與施工經(jīng)驗(yàn)的有效結(jié)合，使整個(gè)吊裝過(guò)程平穩(wěn)有序，3 臺(tái)球罐整體吊裝移位一次成功，總共耗時(shí)7d（中間2d 大風(fēng)）。此項(xiàng)目球罐吊裝成功的實(shí)施，表明該吊裝措施的正確、安全、可行性，為同類型項(xiàng)目提供了經(jīng)驗(yàn)，可供類似工況借鑒。