五塔合一、蒙皮內(nèi)置式間冷塔鋼塔三角架測量定位施工方法

邢其來 張瑞杰

中國化學工程第三建設有限公司 安徽合肥 230601

某百萬機組調(diào)峰煤電項目高效超超臨界機組工程，新建兩座“五塔合一”式間冷塔，其蒙皮內(nèi)置、加強環(huán)外置，間冷塔塔心為脫硫煙塔，主、輔機系統(tǒng)空冷散熱器垂直立式布置在間冷塔外側(cè)一周。間冷塔塔體為全鋼結(jié)構，包含下部錐體、圓柱塔體、外置加強環(huán)、展寬平臺和內(nèi)置護鋁板等。鋼塔高190.5m，重約4600t，單臺塔內(nèi)置護鋁板約47631m2。下部錐體底部直徑為127m，錐體高度61.5m，上部圓柱塔體直徑為90m，圓柱塔體高度129m。間冷塔鋼塔主體均由三角形格構架拼裝而成，錐體部分由6 層三角形格構架組成（單件三角架最大質(zhì)量約9.6t），上部圓柱塔體由12 層三角形格構架組成（單件三角形最大質(zhì)量約8.6t），上部圓柱塔體外有4 層加強環(huán)。每層結(jié)構均有28 榀三角架，單臺鋼塔共計（6+12+4）×28=616 榀。如圖1 所示。

圖1“五塔合一”式間冷塔簡圖和實物圖

1 項目特點

由于本工程的設計結(jié)構特點為“五塔合一”，且蒙皮內(nèi)置于筒體，加強環(huán)外置于筒體，間冷塔內(nèi)塔心處為脫硫煙塔，故造成鋼塔的三角架無法有效地借用塔心進行測量定位。

另外，間冷塔四周存在輸煤棧橋、循環(huán)水泵房、酸液廢水池等其他構筑物，施工條件相當受限，給不同高度層的三角架的定位測量造成了很大影響，原來的測量定位方法已無法滿足現(xiàn)場施工。所以，現(xiàn)場需要統(tǒng)籌規(guī)劃一種高效、可靠、安全的測量定位方法進行配合施工。

2 施工主要方法及技術措施

針對鋼塔主體三腳架的定位測量，按照安裝步驟統(tǒng)籌規(guī)劃，系統(tǒng)地解決從鋼塔錐段→直筒段→加強環(huán)等各層、各榀三角架的定位測量，設計了新型“五塔合一”式間冷塔的定位測量施工方法，該方法方便靈活、安全可靠、經(jīng)濟實惠、實用性強。

2.1 階段一：鋼塔錐段（未加裝內(nèi)置蒙皮的各層）三角架定位測量

若塔心脫硫吸收塔在鋼塔錐段施工時暫未開始施工，塔心未被覆蓋，則利用塔心作為測站點，根據(jù)錐段每榀三角架的橫梁內(nèi)側(cè)上P6、P7、P8 三個點的空間x/ y/ z坐標進行高程、軸線、扭角測量定位。詳見圖2。

圖2“階段一”鋼塔錐段三角架定位測量

若塔心脫硫吸收塔與鋼塔安裝施工基本同步，當脫硫吸收塔安裝龍骨、底板及壁板后，塔心的圓心點即被遮擋，此時無法利用塔心點進行測站測量。此時，需轉(zhuǎn)移測站點進行吊裝測量控制，在此種情形下分為兩種情況：

（1）情況一：在塔心中心樁被遮蓋后，脫硫吸收塔安裝高度低于三角架高度時，轉(zhuǎn)移測量點到環(huán)基0m 面板上，設置于每榀鋼三角柱腳過塔心軸線外側(cè)1m 合適位置處。共設置28 個測站點，且均位于過圓心的直徑線上，這樣可以通過三角架的空隙方便地進行對向180°的三角架定位測量，視角較好，具體定位方法同前述的塔心測站。

（2）情況二：在施工過程中出現(xiàn)塔心脫硫吸收塔高度高于鋼塔安裝的三角架高度時，此時塔外環(huán)基上設立的對向測站點由于視線阻擋無法測量，則在以塔心為圓心的直徑d 米的圓周上（此圓位于脫硫吸收塔施工區(qū)域外安全區(qū)域）設置錐段吊裝測量點。測量點設置7 個，每個測量點負責測量4 榀鋼三角，以0°、51.4°、102.8°、154.3°、205.7°、257.1°、308.6°，每間隔51.4°設置一個測量點。通過這7 個測量點建立塔內(nèi)測量控制網(wǎng)。隨著三角架安裝位置不同，采用不同的測量點進行吊裝定位測量，滿足全部鋼三角的吊裝。當仰角較大時，全站儀可配彎管目鏡進行觀測測量。

2.2 階段二：錐段（加裝內(nèi)置蒙皮）、直筒段的三角架定位測量

錐段的部分層數(shù)三角架在筒體內(nèi)側(cè)加裝了蒙皮，直筒段的每層同樣加裝了內(nèi)置蒙皮，塔內(nèi)設立的測站點由于內(nèi)置蒙皮遮擋三角橫梁上的P6、P7、P8 測量點，無法通過塔內(nèi)測站點進行測量。此時，把測量點設置在環(huán)基基礎各柱腳后側(cè)軸線上，布置情況同階段一（情況一），28 個測站點分別測量定位每層對應的那榀三角架，當仰角較大時全站儀可配彎管目鏡進行觀測測量。詳見圖3。

圖3“階段二”錐段（加裝內(nèi)置蒙皮）、直筒段的三角架定位測量

2.3 階段三：加強環(huán)三角架的定位測量

加強環(huán)布置于直筒段筒體外，雖然加強環(huán)三角架橫梁的空中位置投影直徑小于環(huán)基直徑，但由于水平距離更小及高度，環(huán)基上測站點即使配合彎管目鏡仍無法測量。此時，需把測站點布置在環(huán)基外合適的圓周上，具體圓周直徑應根據(jù)鋼塔高度來定。此測站圓直徑可依靠全站儀彎管目鏡大范圍縮小，滿足間冷塔周邊構筑物密集、無足夠視距的情形。具體測量點布置為：在間冷塔外，以塔心為中心，從0°線為起始點，在直徑n 米的圓周上設置測站點；測量點同樣設置為7 個，以0°、51.4°、102.8°、154.3°、205.7°、257.1°、308.6°，每間隔51.4°設置一個測量點；每個測量點負責定位4 榀三角架。從環(huán)基邊沿向外選取合適距離（根據(jù)鋼塔高度及周圍空間具體而定）圈定測站點，此測站點位置可根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行具體距離調(diào)整，目的是在塔外確定7 個測量點，建立塔外測量控制網(wǎng)，滿足加強環(huán)各層、各榀三角架的定位測量。詳見圖4。

圖4 加強環(huán)三角架的定位測量

3 空冷島模塊式組裝、安裝優(yōu)勢

針對“五塔合一、蒙皮內(nèi)置、加強環(huán)外置”式間冷鋼塔，且在周邊構筑物密集無足夠水平視距的情況下，通過分階段分別進行測站點布設，建立測量控制體系，系統(tǒng)、完整、高效地解決了三角架的定位測量、安裝問題。充分發(fā)揮新型多塔合一式間冷塔空間緊湊的施工條件，保證三腳架的順利定位測量，縮短了工期、保證了施工安全、進度，降低了施工成本。

4 結(jié)語

中國化學工程第三建設有限公司參與建設了新疆某66 萬發(fā)電機組工程兩座間冷塔項目、內(nèi)蒙古某發(fā)電公司兩座66 萬機組間冷塔項目、甘肅某百萬機組調(diào)峰煤電項目高效超超臨界機組工程兩座間冷塔，合計6 座電廠新型鋼結(jié)構間冷塔的安裝。其中4 座間冷塔為66 萬發(fā)電機組配套的新型鋼結(jié)構間冷塔，結(jié)構形式一樣，其蒙皮外置于塔體，加強環(huán)內(nèi)置于塔體，且塔心處未設計脫硫吸收塔，塔內(nèi)其他構筑物較少，結(jié)構相對簡單；2 座間冷塔為百萬發(fā)電機組配套的新型鋼結(jié)構間冷塔，結(jié)構形式近似相反于前面項目，且為目前世界首例，其特點是間冷塔為“五塔合一”式，汽輪機冷端采用自然通風鋼制冷卻塔，布置方案為煙塔合一，主機間接冷卻系統(tǒng)與輔機冷卻系統(tǒng)同塔布置，先進低能耗碳捕集系統(tǒng)（CCUS）吸收塔進出煙道布置在冷卻塔內(nèi)，集主機冷卻系統(tǒng)、輔機冷卻系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)、系統(tǒng)煙道于一體，形成“五塔合一”式間冷塔。

“五塔合一”式間冷塔蒙皮內(nèi)置、加強環(huán)外置，這些設計特點造成鋼塔主體三角架測量定位有別于前述項目。需根據(jù)其自身特點和現(xiàn)場具體施工環(huán)境來合理規(guī)劃、統(tǒng)籌設計一套完整的測量定位控制網(wǎng)，以滿足施工需求。本測量方法的總結(jié)，補充、完善了新型鋼結(jié)構間冷塔在設計創(chuàng)新后造成的測量困難問題。后續(xù)類似項目的設計雖然會有一定的改變，但萬變不離其宗，可在本方法的基礎上總結(jié)、提高。希望相關從業(yè)者在日后的工作中予以進一步優(yōu)化完善。