華能伊敏電廠三期擴建2×600MW超臨界機組汽輪發電機上部結構預埋螺栓、套管、錨固板的加固措施

摘要：預埋螺栓及套管歪斜、四周間隙不均、地腳螺栓及錨固板下沉等質量通病，導致汽輪發電機地腳螺栓安裝不符合要求、臺板與軸承座接觸不均勻，嚴重影響汽輪發電機的安裝質量。文章介紹了華能伊敏電廠三期擴建2×600MW超臨界機組汽輪發電機上部結構預埋螺栓、套管、錨固板的加固措施。

關鍵詞：汽輪發電機；上部結構；預埋螺栓；錨固板

中圖分類號：TM311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）35-0072-04

1 概述

華能伊敏電廠三期擴建工程#5機組600MW超臨界燃煤發電機組汽輪發電機基礎，平面尺寸為43.9m×11.5m，基礎下部為鋼筋混凝土底板結構，汽機基座上部結構為五榀二層現澆鋼筋混凝土框架結構，△6.85m層為夾層、△13.65m層為運轉層。汽輪發電機是火力發電廠的核心部位，由于其轉速高、振動大，故對汽輪發電機組的安裝精度要求也十分嚴格。汽輪發電機通過197根螺栓（見表1）和16件錨固板（見表2）與基礎連接固定并限制其6個自由度。汽輪發電機與基礎的緊固由地腳螺栓承擔，其縱向與橫向位移由錨固板約束，同時基座預留81根套管（見表3），保證預埋螺栓、套管、錨固板的平面位置及垂直度成為工程的關鍵所在。本汽機基座上部結構采用內加固架加固預埋螺栓、預埋管，內支撐架加固臺板。錨固板及預埋螺栓固定架采用∠100×10角鋼制作，支架支腿底部焊接鋼板，用M12的螺栓固定在梁底模板上。預埋螺栓及套管上部用槽鋼[10制作的模具固定并用鋼管或角鋼與汽機房平臺澆筑時埋設的預埋件進行連接，以防上部螺栓移位。主汽閥支撐梁（MJ-4）采用型鋼支腿支設，澆筑6.85m平臺時在平臺頂埋設預埋件，型鋼支腿焊接在預埋件上。采取此方案及措施施工，確保了預埋螺栓、套管、錨固板的安裝質量。

2 地腳螺栓直埋及錨固板安裝

2.1 工藝流程

工藝流程如圖1所示。

2.2 安裝精度要求

根據《電力建設施工質量驗收及評定規程（第一部分：土建工程）》，螺栓及錨固板安裝精度應符合表4

要求。

圖1 工藝流程圖

2.3 汽輪發電機組定位及高程控制

以#5機組發電機中心線（縱軸線）及汽機房框架5線（橫軸線）作為控制線，引測至已澆筑完畢汽機房框架△6.85m層、△13.65m層框架運轉層，并彈出縱橫兩條控制線，作為中心線的測量基準點。同時利用業主提供2號基準點標高在汽機房框架A軸混凝土框架柱上投測標高控制點，以此控制汽輪發電機組安裝的高程。

2.4 錨固板安裝、加固步驟

2.4.1 錨固板支承架設計、加工：首先由技術人員對錨固板用支承架進行設計并驗算其受力性能及穩定性，確保安全施工。然后由鉚焊平臺根據設計圖紙進行支承架加工、拼裝。

表2 汽輪發電機基座錨固板一覽表

編號 名稱 件數 單重（kg）

1 MJ-1 2 1292

2 MJ-2 2 945

3 MJ-3 2 1020

4 MJ-4 2 14166

5 MG-1 1 538

6 MG-2 2 2213

7 MG-3 1 1334

8 MG-4 1 735

9 MG-5 2 69

10 MG-6 1 749

數量：16塊

表3 汽輪發電機基座預埋鋼管一覽表

預埋鋼管編號 鋼管直徑及壁厚 數量 預埋形式

a Φ89×4 12 對穿

b Φ159×4.5 2 對穿

c Φ159×4.5 2 對穿

d Φ89×4 5 對穿

e Φ89×4 1 對穿

f Φ159×4.5 1 對穿

g Φ159×4.5 1 對穿

h Φ273×7 4 對穿

m Φ273×7 4 對穿

p Φ159×4.5 1 對穿

v Φ89×4 1 對穿

u Φ89×4 1 對穿

r Φ80×4 1 對穿

s Φ159×4.5 1 對穿

RG-6 Φ50×3 2 L型

RG-7 Φ50×3 36 L型

RG-8 Φ50×3 2 L型

RG-9 Φ50×3 4 L型

數量：81塊

2.4.2 梁底模板承重腳手架搭設：根據汽輪發電機基礎上部結構模板工程專項施工方案對梁底模板排架進行搭設，排架立桿連接方式為對接。特別注意在梁底排架設計時應對錨固板處的模板排架進行加密處理，以提高模板支撐體系的承載力。

2.4.3 錨固板支承架安裝：因錨固板支撐架現場安裝的火、電焊工程量較大，為防止模板被熔透的焊劑、鐵水燃著，首先在木模板上鋪設一層鍍鋅鐵皮。然后在模板上彈出錨固板支撐架縱橫中心線和由工程技術人員給出的錨固板支撐架立柱埋件縱橫中心線，將焊有M12螺栓頭的-100×100×10鐵件用M12螺母緊固在梁底模上。最后安裝支撐架并使已彈在支承架上的錨固板的中心線與模板上中心線的投影重合。對主汽閥支撐梁（MJ-4）兩塊錨固板，因一部分埋在混凝土內，一部分為懸挑結構，此錨固板我們采用型鋼支腿支設（型鋼支腿由兩根HM294×200×12×8型鋼制作，槽鋼[20支撐支撐梁梁底，其位置在現場給定標高后焊接，為增強型鋼支腿的整體性及穩定性，在型鋼翼緣內側增加1300mm長∠63×5斜綴條），澆筑6.85m平臺時在平臺頂埋設預埋件，型鋼支腿焊接在預埋件上。型鋼支腿安裝完畢后再鋪設混凝土梁底，此時型鋼支腿一部分將澆筑在混凝土縱梁內，故梁底模板根據型鋼形狀現場配置，保證嚴絲合縫，防止混凝土澆筑時漏漿影響混凝土外觀質量。安裝支撐架時還需用水平儀檢查支承架標高，要求其標高允差值控制在0～+10mm以內，用水平尺檢查支承架表面平整度，允差為1mm，然后將支承架固定牢。

表4 預埋套管、螺栓、錨固板允許偏差

名稱 檢查

項目 允許偏差（mm） 備注

澆筑混凝土前 澆筑混凝土后

預

埋

螺

栓

允

許

偏

差 預

埋

管 中心 ±2 ±2 按圖紙要求執行

垂直度 ±2 ±2 按圖紙要求執行

直

埋

式 中心 ±2 ±2 按圖紙要求執行

垂直度 水平位移不超過±2 水平位移不超過±2 按圖紙要求執行

頂標高 ±5 ±5 按圖紙要求執行

錨固板 中心 ≤3 ≤5

頂標高 0～+15 0～+15

2.4.4 安裝錨固板：用汽機房平臂吊將錨固板吊至支承架上，并以汽輪發電機縱橫中心線及標高為基準進行調平、找正。待鋼筋綁扎完畢后進行精調，按照“測量→調整→測量→調整”的程序反復進行，直至滿足符合設計及施工驗收規范要求。

2.5 地腳螺栓埋設施工

2.5.1 樣板鋼架加工：樣板鋼架由立柱、橫梁、樣板件、定位墊片四部分組成。其中立柱可采用∠50×5角鋼制作或者利用現場Φ20以上HRB335級廢舊鋼筋制作成鋼筋托架（見圖2），橫梁則采用角鋼制作而成，樣板件采用[10制作，定位點片采用-60×60×3mm鋼板制作而成。預先根據汽輪發電機上部結構螺栓套管布置圖及螺栓頂標高設計樣板鋼架圖紙，其中樣板件螺栓鉆孔直徑按螺栓外徑d+10mm制作，定位墊片螺栓直徑按螺栓外徑d+1mm制作，定位墊片與樣板件焊接在一起，樣板件上螺栓間距與螺栓套管布置圖中螺栓間距一致。立柱高度及橫梁位置根據螺栓頂標高位置及螺栓長度確定，橫梁及樣板件長度則根據螺栓平面布置情況而定。技術人員核定加工圖紙后送鉚焊平臺進行加工制作、組裝，并按表4精度值檢驗合格后再使用安裝。

圖2 直埋地腳螺栓安裝示意圖

2.5.2 樣板鋼架及螺栓安裝步驟：利用汽機房框架已有塔吊對樣板鋼架進行垂直吊裝。以汽輪發電機組的縱橫中心線與水平標高為基準，按照先鋼架柱、后梁、再樣板的順序進行。

第一步：鋼架柱安裝：首先在鋪滿鍍鋅鐵皮的梁底模板上彈出地腳螺栓的縱橫中心線，結合地腳螺栓方形螺母的尺寸及地腳螺栓位置確定鋼架立柱的位置并彈出縱橫中心線。然后將焊有M12螺栓頭的-100×100×10鐵件固定在模板上，最后按照立柱縱橫中心線點焊立柱，校正鋼架立柱垂直度后，滿焊立柱，本工程考慮節約材料，采用Φ20以上直徑鋼筋料頭制作鋼筋托架。

第二步：橫梁與地腳螺栓方形螺母安裝：根據地腳螺栓頂標高確定橫梁及方形螺母標高線，安裝完畢后檢查各方形螺母縱橫中心線與標高，準確無誤后點焊固定。同時要按設計要求安裝好柱間支撐，保證樣板鋼架立柱托架在施工過程中不發生變形。

第三步：螺栓安裝：安裝螺栓前將套管上下口用墊片在后臺封焊好防止漏進水泥漿。待縱橫梁箍筋綁扎后，安裝螺栓。將地腳螺栓從鋼筋頂部插入方形螺母并擰緊，將微調螺母擰在方形螺母下面微調螺栓標高。然后將樣板件扣在地腳螺栓上部螺母上，用經緯儀、吊錘配合測定螺栓垂直度，并且測定螺栓中心線偏差。誤差在規定范圍內時，將螺栓下端與橫梁焊牢。同時將樣板件用鋼管或角鋼與預留在汽機房運轉層平臺上埋件焊接固定，保證螺栓不發生偏移。地腳螺栓絲扣用透明膠帶纏好，防止絲扣損壞。最后再復核一次整個螺栓安裝尺寸公差，在平面圖上標注，并加焊牢固。

2.6 套管固定

先在梁底模板平面畫出套管的位置，另外用50mm厚的木板作一與埋管內徑大小相同的圓板，用鋼釘釘在梁底模上。綁扎梁箍筋后將預埋管套在圓板上面，套管上口用兩根L50×5角鋼夾住，找正后與汽機房平臺澆筑時埋設的預埋件或鋼梁進行連接。

3 質量保證措施

汽輪發電機運轉層鋼筋放樣時，上下層受力鋼筋的位置采用AUTOCAD計算機輔助繪圖軟件進行1∶1翻樣，將預埋螺栓、套管、錨固板按實際大小、位置繪制到指定位置。受力鋼筋應避開預埋螺栓、套管、錨固板及錨固板錨筋進行布置。上下層受力鋼筋位置確定后，進而確定箍筋尺寸，防止預埋螺栓、套管、錨固板與受力鋼筋相碰無法安裝或難以保證安裝精度，嚴重者會造成返工。

為提高預埋螺栓、套管安裝質量，避免返工，縮短施工工期，運轉層鋼筋綁扎時應注意以下事項：（1）將預埋螺栓方形螺母、錨固板及固定套管下口用圓板定位后，方可進行鋼筋綁扎；（2）因預埋螺栓、套管在鋼筋綁扎完畢后安裝且鋼筋下料已考慮避開預埋螺栓、套管，故箍筋綁扎時應避免將箍筋綁扎在預埋螺栓、套管的位置，防止返工；（3）在鋼筋綁扎過程中，必須避免碰撞已安裝完畢的螺栓支撐架和錨固板；（4）為方便施工，在綁扎梁上層鋼筋時，其支撐用焊接的鋼筋支架支撐，上層鋼筋穿插完成后綁扎梁箍筋，后穿插梁底及側面鋼筋，最后將鋼筋用綁線綁扎牢固。

因錨固板及預埋螺栓支撐架固定在梁底模板上，為防止錨固板支撐架、預埋螺栓支撐架處模板局部下沉導致錨固板頂標高及預埋螺栓標高下降，對梁底對接腳手架立桿間距進行局部加密。同時考慮腳手架連接方式為對接，在混凝土澆筑后腳手管對接扣件中間存在安裝間隙導致梁底標高勢必下降，根據以往經驗對錨固板及預埋螺栓頂標高按+10允許偏差值進行安裝即可滿足施工要求。而對于支撐架固定在混凝土表面上的錨固板及預埋螺栓頂標高可按設計要求允許偏差進行安裝即可。

本工程MJ-1、MJ-2、MJ-3錨固板下部錨筋由廠家供應但需現場焊接，焊接位置考慮定位在與錨固板上預埋螺栓成線的位置或者與其他預埋螺栓、套管平行成線的位置，避免錨固板錨筋與鋼筋相碰，影響錨固板的安裝。

為提高錨固板、預埋螺栓、套管的安裝質量，保證其不發生水平位移，錨固板、預埋螺栓樣板件、套管均與預埋在汽機框架平臺上的埋件或平臺鋼梁通過鋼管焊接，并且鋼管連接在模板加固找正的腳手架上。通過采取將縱橫方向腳手架貫穿連接成整體、加拋撐、剪刀撐的方法，提高腳手架的整體穩定性進而達到保證螺栓不發生位移的

目的。

大體積混凝土澆筑采用斜面分層法，為避免螺栓及錨固板受側向混凝土沖擊力及振搗棒擾動發生側向位移，每層混凝土澆筑厚度宜為300mm，且振動棒應避免碰撞螺栓和錨固板。

4 應用效果

混凝土澆筑前、后經業主、設計、安裝單位、監理單位聯合驗收，預埋螺栓、套管、錨固板安裝質量符合設計及《電力建設施工質量驗收及評定規程（第1部分）：土建工程》（DL/T 5210.1-2005）驗收的精度要求，并且在施工中利用鋼筋料頭制作預埋螺栓樣板鋼架也達到現場廢物利用、節能降耗的目的，為企業節約了資金并創造了良好的經濟效益。

作者簡介：關嘉鑫（1981—），男（滿族），遼寧阜新人，中國能源建設集團東北電力第三工程公司中級工程師，研究方向：施工技術及管理。