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摘要：为保证间接空冷塔安全性，并尽可能降低造价，有必要对间冷塔的关键部位X柱的施工方法进行研究。本文结合工程实例，分析了间冷塔X柱施工的难点和具体实施方案，从载荷考虑，总结了间接空冷塔X柱的详细施工过程。
关键词：间接空冷塔；X柱；施工方法；火电
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
引言
空冷技术具有节水的特点，广泛应用于缺水地区的电厂，其中采用凝汽器（表面式或混合式）加间冷塔的间接空冷技术占有相当大的份额。与同等容量机组的湿冷塔相比，间冷塔塔体规模更大，设计上存在相当的难度和风险。为保证间冷塔结构安全性并尽可能降低造价，需要对间冷塔X柱的施工方案进行综合研究和考虑，既能保证施工质量，又能配套电厂其它施工进程。
项目介绍
本文研究对象为新疆昌吉地区某新建电厂，2×350MW燃煤间接空冷机组，项目所在地地处戈壁沙漠交界地区，干旱少雨，水资源极度缺乏。项目设计阶段充分考虑本地区自然环境特点，综合考虑厂用电率和水耗等因素后，汽机主机采用间接空冷技术，每台机组对应一座间接空冷塔，每座间冷塔共分6个扇区，根据气温与机组运行状况调节扇区运行。每个扇段有个22个冷却三角，每座间冷塔共用一个膨胀水箱，扇区之间有彼此连通的地下水箱。汽机排出的高温蒸汽和疏水进入表面式凝汽器的水侧通过表面换热，受热后的冷却水由循环水泵送至间接空冷塔，通过空冷散热器与空气进行表面换热，冷却水被空气冷却后再返回凝汽器。间冷塔的X柱施工是间冷塔的核心设计内容。
2工程难点
本项目间冷塔X柱施工存在以下难点：
1）柱体断面较大（1.6×1.0m），径向及环向均倾斜，X柱的支墩施工时需将其钢筋插入，定位难度大。
2）X柱内钢筋较大较多（每根X柱主筋为40根螺纹36钢筋，箍筋及对拉钩间距达到100mm）；模板均采用大模板；钢筋及模板安装难度较大。
3）X柱垂直高度达到27.8m且倾斜，X柱支撑脚手架搭设高度高同时存在侧向推移，X柱脚手架搭设要求高。
4）X柱内钢筋过密，特别是在X柱中间交叉处，导致混凝土浇筑时振捣难度大。
5）X柱施工工期紧，质量要求高，要求达到清水混凝土，增加了施工难度。
3施工方案确定
根据本项目达到清水混凝土标准的的目标要求，模板体系采用无对拉螺杆，槽钢抱箍加固工艺，模板支撑采用环形扣件式满堂脚手架体系。X柱因长度过长，按四段分段流水施工。因施工工期紧，垂直运输机械采用DZQ200折臂吊及QTZ5012塔吊、QTZ5008塔吊各一台，分别布置在塔内及环基上，同时对塔吊不能覆盖的范围采用移动式吊车配合。混凝土浇筑采用拌合站集中拌合，罐车运输，汽车泵入模。
4施工方法与内容
4.1施工顺序
X柱脚手架搭设→X柱底模铺设→X柱钢筋绑扎→X柱模板支设加固→X柱混凝土浇筑→混凝土的养护。
4.2脚手架搭设
X柱施工时在空冷塔内搭设整体排架，环形排架共分40个单元，单元之间互相连接成一整体，在排架搭设时立杆下方垫5cm厚的木板，详细搭设方法见图1。经过反复讨论、计算。在脚手架上增加暗柱(采用脚手架杆搭设)支撑，确保X柱在整个浇筑过程中不会发生变形。搭设中严格按照支撑体系参数进行搭设并设置环向及径向扫地杆、环向、径向剪刀撑。确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差、扣件的拧紧力矩在规范允许范围之内。因脚手架高度高，为防止雷击，支撑体系每隔20m设置防雷接地线。同时要加强搭设过程中及使用过程中（特别是在混凝土浇筑过程中）对脚手架的监督检查，
图1中内侧四排排架考虑环梁钢筋的支撑。剪刀撑在脚手架搭设时随搭随加，每组X支柱下剪刀撑设3道，其他部位每隔4~6m设1道。
图1X柱排架搭设示意图
4.3模板工程
X柱模板采用竹胶板，X柱大面竹胶板规格1220mm@2440mm，D=12mm；小面竹胶板尽量采用800mm@2440mm，D=12mm定尺的竹胶板，要求竹胶板表面光洁平整，边角整齐。X柱先支底模，并按计算结果起拱，待钢筋绑扎后，支侧模和面模。面模留门子洞，在混凝土浇筑至门子洞口标高时，安装门子板并加固，检查无误后再继续浇筑。
模板支撑体系采用环形扣件式满堂脚手架，X柱径向及环向斜支撑于满堂脚手架上（该环向扣件式满堂脚手架兼作风筒下环梁模板支撑体系）。经计算，X柱脚手架径向23排，其中径向满堂架19排。下环梁下环向硬撑钢管6排，在X柱内侧通长设置斜撑直通地面，作为X柱分段现浇的支撑。满堂脚手架立杆步距1500mm，环向间距外侧1200mm，内侧800mm；径向共19排，径向间距1200mm，其中下环梁底部6排立杆进行加密，加密后步距为750mm，环向间距为510mm，径向间距为300mm；每对X柱径向沿内侧通长设置斜撑，交叉点的上下方水平方向2根斜撑，竖向间距1m，交叉点处水平方向4根斜撑，竖向间距1m，斜撑钢管与水平面夹角60°，斜撑钢管通长至地面，最上方3排斜撑直接支撑在满堂架上；为确保架体的整体稳定性，设置环向、径向及水平剪刀撑，环向最外侧、最内侧与下环梁正下方各设置一道，与水平方向夹角45°～60°；水平剪刀撑8000mm设置一道，径向剪刀撑在每两对X柱之间设置两道，所有剪刀撑贯通。
4.4混凝土浇灌
混凝土的浇灌分3个阶段进行，先进行X柱交叉点下部的混凝土浇灌，然后是交叉点部浇灌，最后是交叉点上部浇灌。X柱振捣采用插入式振捣器，在绑扎完钢筋封模前，在柱内预拉4根8号铁丝，分别将4根振捣棒附着在4根铁丝上，以保证振捣棒在斜柱中的位置。浇筑过程中要安排专人对混凝土振捣质量进行检查，通过安排专人用手锤轻敲模板协助排气，减少上表面模板产生沉积气泡，保证表面工艺。另外，为更好地保证X柱混凝土的密实，采用了摄像头监控技术，即在柱内增加照明，将摄像头对准正在浇筑的混凝土表面，在连接的电脑上派专人监视混凝土振捣过程中面层的变化情况，使混凝土振捣由不可观察变为可观察状态，收到良好的效果。
4.5施工经验
a)根据现场施工具体情况，X柱施工变常规的预制吊装方法为现浇的方法，缩短工期约15d。
b)模板采用高度为1500mm，比常规高度1300mm的模板，减少了施工的模数(13模)，从而加快施工进度，缩短工期约13d。
c)26m高的X柱一次浇灌到顶，减少了混凝土的接槎，保证了清水混凝土的外观工艺。
d)采用在X柱浇灌前四角提前固定振捣棒，浇灌过程中采用摄像头的方法，保证混凝土的密实度和表面无气孔。
結论
在目前国内电厂持续发展的前提下，发展大机组是未来的必然趋势，冷却塔的体积越来越大也是肯定的。特别是在世界缺水趋势越来越明显的未来，间接空冷塔也是发展的必然趋势。带肋筒壁可以节约混凝土和钢材、减轻筒壁重量，也是未来发展的必然趋势。
本项目间冷塔的X柱于2011年5月25日正式开始搭设脚手架，2011年9月3日全部施工完毕，历时100天，达到了业主所要求工期。同时，通过对每对X柱在浇筑前及浇筑期间、浇筑完成所作柱顶位移监测结果显示，柱中心线偏差满足《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)中相关要求。模板拆除后检查，柱接缝无明显痕迹，柱面混凝土表面平整、光滑，棱角顺直，混凝土无蜂窝、麻面、漏浆及气泡，达到了《清水混凝土应用技术规程》（JGJ169-2009）中清水混凝土标准。
参考文献
[1]马义伟.发电厂空冷技术的现状与进展[J].电力设备，2006，7(3):5-7.
[2]石磊，张薇.直接空冷系统国产化关键技术研究[J].华电技术，2008，30(1):39-41，44.
[3]郭维胜.超大型冷却塔结构设计中值得关注的问题[J].电力建设.2009(03)
[4]赵林，李鹏飞，葛耀君.等效静风荷载下超大型冷却塔受力性能分析[J].工程力学.2008(07)
[5]张春雨，严俊杰，林万超.海勒式间接空冷系统变工况特性理论研究[J].工程热物理学报.2004(01)
[6]卢红前.大型双曲线冷却塔施工期风筒强度及局部稳定验算[J].武汉大学学报：工学版，2007，40（S1）：414-419.
[7]DL/T5339—2006火力发电厂水工设计规范[S].北京：中国电力出版社，2006．
[8]GB50009—2001建筑结构荷载规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002
关键词：间接空冷塔；X柱；施工方法；火电
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
引言
空冷技术具有节水的特点，广泛应用于缺水地区的电厂，其中采用凝汽器（表面式或混合式）加间冷塔的间接空冷技术占有相当大的份额。与同等容量机组的湿冷塔相比，间冷塔塔体规模更大，设计上存在相当的难度和风险。为保证间冷塔结构安全性并尽可能降低造价，需要对间冷塔X柱的施工方案进行综合研究和考虑，既能保证施工质量，又能配套电厂其它施工进程。
项目介绍
本文研究对象为新疆昌吉地区某新建电厂，2×350MW燃煤间接空冷机组，项目所在地地处戈壁沙漠交界地区，干旱少雨，水资源极度缺乏。项目设计阶段充分考虑本地区自然环境特点，综合考虑厂用电率和水耗等因素后，汽机主机采用间接空冷技术，每台机组对应一座间接空冷塔，每座间冷塔共分6个扇区，根据气温与机组运行状况调节扇区运行。每个扇段有个22个冷却三角，每座间冷塔共用一个膨胀水箱，扇区之间有彼此连通的地下水箱。汽机排出的高温蒸汽和疏水进入表面式凝汽器的水侧通过表面换热，受热后的冷却水由循环水泵送至间接空冷塔，通过空冷散热器与空气进行表面换热，冷却水被空气冷却后再返回凝汽器。间冷塔的X柱施工是间冷塔的核心设计内容。
2工程难点
本项目间冷塔X柱施工存在以下难点：
1）柱体断面较大（1.6×1.0m），径向及环向均倾斜，X柱的支墩施工时需将其钢筋插入，定位难度大。
2）X柱内钢筋较大较多（每根X柱主筋为40根螺纹36钢筋，箍筋及对拉钩间距达到100mm）；模板均采用大模板；钢筋及模板安装难度较大。
3）X柱垂直高度达到27.8m且倾斜，X柱支撑脚手架搭设高度高同时存在侧向推移，X柱脚手架搭设要求高。
4）X柱内钢筋过密，特别是在X柱中间交叉处，导致混凝土浇筑时振捣难度大。
5）X柱施工工期紧，质量要求高，要求达到清水混凝土，增加了施工难度。
3施工方案确定
根据本项目达到清水混凝土标准的的目标要求，模板体系采用无对拉螺杆，槽钢抱箍加固工艺，模板支撑采用环形扣件式满堂脚手架体系。X柱因长度过长，按四段分段流水施工。因施工工期紧，垂直运输机械采用DZQ200折臂吊及QTZ5012塔吊、QTZ5008塔吊各一台，分别布置在塔内及环基上，同时对塔吊不能覆盖的范围采用移动式吊车配合。混凝土浇筑采用拌合站集中拌合，罐车运输，汽车泵入模。
4施工方法与内容
4.1施工顺序
X柱脚手架搭设→X柱底模铺设→X柱钢筋绑扎→X柱模板支设加固→X柱混凝土浇筑→混凝土的养护。
4.2脚手架搭设
X柱施工时在空冷塔内搭设整体排架，环形排架共分40个单元，单元之间互相连接成一整体，在排架搭设时立杆下方垫5cm厚的木板，详细搭设方法见图1。经过反复讨论、计算。在脚手架上增加暗柱(采用脚手架杆搭设)支撑，确保X柱在整个浇筑过程中不会发生变形。搭设中严格按照支撑体系参数进行搭设并设置环向及径向扫地杆、环向、径向剪刀撑。确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差、扣件的拧紧力矩在规范允许范围之内。因脚手架高度高，为防止雷击，支撑体系每隔20m设置防雷接地线。同时要加强搭设过程中及使用过程中（特别是在混凝土浇筑过程中）对脚手架的监督检查，
图1中内侧四排排架考虑环梁钢筋的支撑。剪刀撑在脚手架搭设时随搭随加，每组X支柱下剪刀撑设3道，其他部位每隔4~6m设1道。
图1X柱排架搭设示意图
4.3模板工程
X柱模板采用竹胶板，X柱大面竹胶板规格1220mm@2440mm，D=12mm；小面竹胶板尽量采用800mm@2440mm，D=12mm定尺的竹胶板，要求竹胶板表面光洁平整，边角整齐。X柱先支底模，并按计算结果起拱，待钢筋绑扎后，支侧模和面模。面模留门子洞，在混凝土浇筑至门子洞口标高时，安装门子板并加固，检查无误后再继续浇筑。
模板支撑体系采用环形扣件式满堂脚手架，X柱径向及环向斜支撑于满堂脚手架上（该环向扣件式满堂脚手架兼作风筒下环梁模板支撑体系）。经计算，X柱脚手架径向23排，其中径向满堂架19排。下环梁下环向硬撑钢管6排，在X柱内侧通长设置斜撑直通地面，作为X柱分段现浇的支撑。满堂脚手架立杆步距1500mm，环向间距外侧1200mm，内侧800mm；径向共19排，径向间距1200mm，其中下环梁底部6排立杆进行加密，加密后步距为750mm，环向间距为510mm，径向间距为300mm；每对X柱径向沿内侧通长设置斜撑，交叉点的上下方水平方向2根斜撑，竖向间距1m，交叉点处水平方向4根斜撑，竖向间距1m，斜撑钢管与水平面夹角60°，斜撑钢管通长至地面，最上方3排斜撑直接支撑在满堂架上；为确保架体的整体稳定性，设置环向、径向及水平剪刀撑，环向最外侧、最内侧与下环梁正下方各设置一道，与水平方向夹角45°～60°；水平剪刀撑8000mm设置一道，径向剪刀撑在每两对X柱之间设置两道，所有剪刀撑贯通。
4.4混凝土浇灌
混凝土的浇灌分3个阶段进行，先进行X柱交叉点下部的混凝土浇灌，然后是交叉点部浇灌，最后是交叉点上部浇灌。X柱振捣采用插入式振捣器，在绑扎完钢筋封模前，在柱内预拉4根8号铁丝，分别将4根振捣棒附着在4根铁丝上，以保证振捣棒在斜柱中的位置。浇筑过程中要安排专人对混凝土振捣质量进行检查，通过安排专人用手锤轻敲模板协助排气，减少上表面模板产生沉积气泡，保证表面工艺。另外，为更好地保证X柱混凝土的密实，采用了摄像头监控技术，即在柱内增加照明，将摄像头对准正在浇筑的混凝土表面，在连接的电脑上派专人监视混凝土振捣过程中面层的变化情况，使混凝土振捣由不可观察变为可观察状态，收到良好的效果。
4.5施工经验
a)根据现场施工具体情况，X柱施工变常规的预制吊装方法为现浇的方法，缩短工期约15d。
b)模板采用高度为1500mm，比常规高度1300mm的模板，减少了施工的模数(13模)，从而加快施工进度，缩短工期约13d。
c)26m高的X柱一次浇灌到顶，减少了混凝土的接槎，保证了清水混凝土的外观工艺。
d)采用在X柱浇灌前四角提前固定振捣棒，浇灌过程中采用摄像头的方法，保证混凝土的密实度和表面无气孔。
結论
在目前国内电厂持续发展的前提下，发展大机组是未来的必然趋势，冷却塔的体积越来越大也是肯定的。特别是在世界缺水趋势越来越明显的未来，间接空冷塔也是发展的必然趋势。带肋筒壁可以节约混凝土和钢材、减轻筒壁重量，也是未来发展的必然趋势。
本项目间冷塔的X柱于2011年5月25日正式开始搭设脚手架，2011年9月3日全部施工完毕，历时100天，达到了业主所要求工期。同时，通过对每对X柱在浇筑前及浇筑期间、浇筑完成所作柱顶位移监测结果显示，柱中心线偏差满足《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)中相关要求。模板拆除后检查，柱接缝无明显痕迹，柱面混凝土表面平整、光滑，棱角顺直，混凝土无蜂窝、麻面、漏浆及气泡，达到了《清水混凝土应用技术规程》（JGJ169-2009）中清水混凝土标准。
参考文献
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[7]DL/T5339—2006火力发电厂水工设计规范[S].北京：中国电力出版社，2006．
[8]GB50009—2001建筑结构荷载规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002