尿素造粒塔內(nèi)部工藝施工技術(shù)

文/冀筱鵬 中化二建集團(tuán)有限公司河南分公司 河南三門(mén)峽 472300

近些年，國(guó)內(nèi)尿素項(xiàng)目層出疊現(xiàn)，造粒塔的施工技術(shù)也不斷改進(jìn)，項(xiàng)目的安全、工期與費(fèi)用控制成為每個(gè)企業(yè)的控制重點(diǎn)。現(xiàn)國(guó)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(guó)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(gè)裝置的成敗。通過(guò)對(duì)塔體預(yù)留槽、埋件的預(yù)留設(shè)與施工平臺(tái)的應(yīng)用使工期與費(fèi)用比同期減少10%，安全達(dá)標(biāo)100%，并滿(mǎn)足造粒塔的整體性。

1、造粒塔內(nèi)部工藝施工簡(jiǎn)介

此分析、研究結(jié)合安陽(yáng)中盈化肥有限公司60萬(wàn)噸/年尿素項(xiàng)目的具體施工為主線(xiàn)進(jìn)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(gè)噴淋層，勁性骨架為型鋼鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

2、施工技術(shù)要求

塔體采用滑模施工，勁性骨架的施工很難同步完成，

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(jìn)行勁性骨架的施工，并在塔體的適當(dāng)位置預(yù)留孔洞和埋件為后續(xù)施工做準(zhǔn)備，極大的滿(mǎn)足的整體性、經(jīng)濟(jì)性與安全性。

勁性骨架的施工主要依靠下部施工平臺(tái)的輔助支撐與上部拉桿的拉力，施工平臺(tái)基本不受力，以拉桿與骨架的自重體系完成混凝土的澆筑，施工平臺(tái)的設(shè)計(jì)減少了腳手架的搭拆（0-80m）及腳手架安全性，穩(wěn)定性的論證，且平臺(tái)可以重復(fù)利用，極大的滿(mǎn)足了安全性與經(jīng)濟(jì)性。

2.1 塔體埋件的留設(shè)

在塔體滑升過(guò)程中預(yù)埋件的留設(shè)位置因根據(jù)施工平臺(tái)與拉桿的位置進(jìn)行留設(shè)，并滿(mǎn)足以下要求：

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

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

2.1.3 預(yù)埋時(shí)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(jiàn)預(yù)埋件。

2.2 塔體環(huán)梁處預(yù)留孔洞的留設(shè)

預(yù)留孔洞的留設(shè)主要依托塔體滑升過(guò)程中預(yù)埋泡沫板，待滑升結(jié)束后進(jìn)行拆除，為增加結(jié)構(gòu)的整體性泡沫板的留設(shè)位置為勁性骨架端頭處和環(huán)梁內(nèi)側(cè)一周。（為了鋼筋能夠與骨架交叉焊接）

2.2.1 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(jìn)行拆除，使勁性骨架進(jìn)入預(yù)留孔洞；

2.2.2 在環(huán)梁朝塔內(nèi)的外側(cè)鋼筋內(nèi)埋設(shè)一圈泡沫板，在勁性梁進(jìn)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。

2.2.3 在外側(cè)鋼筋與勁性骨架有可靠的連接后，將勁性骨架槽洞和環(huán)梁內(nèi)側(cè)一圈槽洞用高強(qiáng)度無(wú)收縮灌漿料對(duì)環(huán)梁進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)；

2.3 施工平臺(tái)的搭設(shè)

施工平臺(tái)作為勁性梁以及后續(xù)施工的輔助平臺(tái)，主要有塔頂就位操作平臺(tái)和塔內(nèi)施工平臺(tái)，其程序主要為施工平臺(tái)的設(shè)計(jì)-牛腿的焊接-桁架的安裝-桁架上槽鋼的安裝-木板、安全網(wǎng)的鋪設(shè)-桁架拉桿的設(shè)置-桁架腳手架的搭設(shè)-桁架的拆除

2.3.1 施工平臺(tái)的設(shè)計(jì)

針對(duì)工程特點(diǎn)，采用起拱式桁架結(jié)構(gòu)，桁架的布置、桁架間的間距、桁架的結(jié)構(gòu)形式、桁架上槽鋼及塔頂就位操作平臺(tái)及桁架節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)圖見(jiàn)下圖所示，桁架僅承擔(dān)勁性骨架、環(huán)梁安裝過(guò)程中的施工操作平臺(tái)（腳手架）、模板、鋼筋的荷載，以及施工操作人員和小型機(jī)械的荷載，桁架受力必須滿(mǎn)足要求。

圖3 桁架的布置圖

2.3.2 牛腿的焊接

根據(jù)原先在塔內(nèi)預(yù)留的埋件進(jìn)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(tái)下桁架跨度最大的進(jìn)行集中荷載和均布荷載的計(jì)算。

2.3.3 桁架的安裝

根據(jù)塔內(nèi)徑的大小進(jìn)行桁架的搭設(shè)，利用塔吊與塔頂就位操作平臺(tái)進(jìn)行施工平臺(tái)的安裝，桁架就位后，與牛腿進(jìn)行焊接。

圖4 牛腿的焊接

圖5 桁架的安裝

2.3.4 桁架上槽鋼的安裝

桁架與分布梁同步進(jìn)行安裝，分布梁必須與桁架垂直鋪設(shè)且與桁架必須焊接牢固，避免松動(dòng)發(fā)生意外。

2.3.5 跳板與安全網(wǎng)的鋪設(shè)

在鋪設(shè)分布梁的同時(shí)，鋪設(shè)跳板與安全網(wǎng)，木板的厚度符合腳手架及施工的要求，安全網(wǎng)放置在桁架的下面，網(wǎng)的密度必須達(dá)到防人防物的要求，安全網(wǎng)必須達(dá)到防火要求，平臺(tái)上配備滅火器。

2.3.6 桁架拉桿的設(shè)置

勁性骨架的主要受力為與之連接的拉桿，施工平臺(tái)基本不承重，但是施工桁架的跨度大，為了安全起見(jiàn)在跨度大桁架每邊增加2根25的圓鋼用于拉設(shè)桁架。

圖6 勁性骨架與之連接的拉桿

2.4 平臺(tái)上腳手架的搭設(shè)

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

2.5 施工平臺(tái)的拆除

在勁性骨架和噴淋層施工完畢后利用塔吊和塔頂就位操作平臺(tái)、小型卷?yè)P(yáng)機(jī)等機(jī)械設(shè)施對(duì)平臺(tái)進(jìn)行拆除，拆除后的施工平臺(tái)中的鋼材、木板可以作為周轉(zhuǎn)材料另作他用。

3、預(yù)留槽、埋件和施工平臺(tái)及其他注意事項(xiàng)

預(yù)留槽、埋件和施工平臺(tái)的標(biāo)高、尺寸及受力必須經(jīng)過(guò)反復(fù)的驗(yàn)算，達(dá)到要求后方可實(shí)用。

3.1 預(yù)留槽的留設(shè)必須結(jié)合勁性骨架的位置進(jìn)行，泡沫板采用防火型，且在泡沫的安裝過(guò)程中涂刷隔離劑，方便拆除，待與勁性骨架安裝完畢后，預(yù)留槽洞與環(huán)梁槽洞用比同期高一等級(jí)的混凝土或無(wú)收縮的灌漿料進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

3.2 埋件的留設(shè)位置必須結(jié)合施工平臺(tái)、桁架拉桿的位置進(jìn)行，位置、標(biāo)高必須實(shí)際嚴(yán)格把控。

3.3 施工平臺(tái)安裝過(guò)程專(zhuān)人負(fù)責(zé)建立安全應(yīng)急管理組織，桁架在利用塔吊的安裝時(shí)，先進(jìn)行試吊，遵守十不吊原則，在跳板與安全網(wǎng)的施工中注意防火要求。

3.4 勁性骨架混凝土的澆筑一定要在與之連接的拉桿施工完畢后進(jìn)行，不得把全部力量作用的施工平臺(tái)上，以免造成塌方，切記施工平臺(tái)只是輔助平臺(tái)。

4、推廣的價(jià)值和意義

勁性骨架的施工作為造粒塔施工的重中之重，難度極大，如果采用與塔體同時(shí)施工并在塔內(nèi)搭設(shè)腳手架的方法（高度約80m）,對(duì)于安全、費(fèi)用、工期的要求極高且施工困難。塔體預(yù)留槽、埋件的留設(shè)使塔體與塔內(nèi)施工分步進(jìn)行解決了造粒塔整體性和工期的要求；施工平臺(tái)的應(yīng)用極大的滿(mǎn)足了施工的安全性與經(jīng)濟(jì)性。（拆除后的平臺(tái)可另做他用）

結(jié)論：

通過(guò)對(duì)造粒塔勁性骨架施工過(guò)程塔體環(huán)梁預(yù)留槽、埋件的留設(shè)和增加施工平臺(tái)的方法的研究，結(jié)合安陽(yáng)中盈化肥有限公司年60萬(wàn)噸/年尿素項(xiàng)目的實(shí)際效果比同期類(lèi)似項(xiàng)目工期、費(fèi)用減少10%，人員傷亡0，解決了塔體與塔內(nèi)結(jié)構(gòu)的整體性問(wèn)題與施工的安全高效性，為公司后續(xù)同類(lèi)工程施工積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。