大型抽油機基礎倒置施工技術

趙洪元，寇建峰

大慶油田工程建設有限公司，黑龍江大慶 163453

大型抽油機基礎在大慶地區通常采用正立集中預制[1]，生產模具拆裝工序繁瑣，費工費時，安全風險大，效率低，且壁板頂面平整度難以保證，預埋管位置容易出現偏差，影響抽油機安裝精度和使用壽命。基礎倒置施工工藝采用了合頁式連接，可實現一次合模，簡化了模具的拆裝工序；采用鋼筋骨架整體綁扎預制，吊裝入模，流水作業，提高了施工速度；通過預埋管、件與模具進行栓銷式連接固定，保證了位置準確，施工過程不變形、不移位，提高了成型精度；通過摻加引氣型高效減水劑[2]和礦粉摻合料[3]，使澆筑混凝土坍落度為70～90 mm，提高了混凝土基礎的抗凍性和耐久性；采用分塊斜向分層振搗工藝，保證了混凝土密實性；采用芯模內注蒸汽方式進行養護[4]，節省了蒸汽用量，縮短了養護時間，保證8 h能夠脫模，提高了生產效率；采用簡易砂堆上翻身工藝，保證大型基礎順利翻轉，機械化程度高，操作安全方便。

1 整體鋼模的制作安裝

1.1 倒置鋼模設計原理

采用底板在上、壁板在下方式，設計制作鋼模具。底板在上提供大的混凝土澆筑面，便于施工；壁板在下實現壁板上表面及預埋管在底框上一次定位澆筑成型，確保預埋管位置精度和壁板表面平整度，以提高抽油機安裝質量。利用合頁轉動原理實現側模板沿底框外沿轉動，設計開關式側模，達到快速拆裝側模板，提高合模精度，縮短模具拆裝時間。倒置鋼模設計原理見圖1。

1.2 整體鋼模結構設計

圖1 倒置鋼模設計原理

整體鋼模具采用全鋼制作，由底框、芯模、側模和細部構件組成。底框形成整體框架，用來承受整體鋼模和澆筑后的基礎總重量。芯模焊接在底框上，側模通過合頁與底框相連。合模后，側模坐在底框上，貫通螺栓連接縱向側模，夾緊橫向側模。側模板面豎向采用鋼板肋板、橫向采用槽鋼肋，通過細部構件連接側模，形成整體。整體鋼模結構示意見圖2。

圖2 倒置鋼模結構示意

1.3 整體鋼模制作

1.3.1 底框制作（見圖3）

圖3 底框制作

底框采用200 mm×100 mm×10 mm槽鋼對扣、焊接成兩個縱向鋼梁和兩根橫向鋼梁，再進行抄平，將兩縱、橫鋼梁焊接連接。鋼梁的槽鋼接口采用10 mm厚4塊鋼板塊加強，使其形成框體，以承受全部基礎及模具重量。

1.3.2 側模制作（見圖4）

圖4 側模制作

側模板采用坐幫與底框底板相連的方式，以控制好框架尺寸。縱向鋼梁設4個短鋼梁支腿，與生產場地平臺接觸，使模具與平臺分隔，減少模具受到環境損害。縱向鋼梁端部下側用20 mm厚鋼板加強肋板，提高模具剛度，便于脫模。側模板面板采用6 mm厚鋼板，加筋肋板采用8 mm厚鋼板加強，在面板上切割出預埋小盒位置。側模與底板之間采用20 mm厚鋼板制作合頁，軸承采用φ 40 mm鋼棒制造，保證合模嚴密。

1.3.3 芯模制作（見圖5）

圖5 芯模制作

芯模板采用4 mm厚鋼板，按橫向75 mm脫模斜度進行芯模板下料。在芯模里側用角鋼做加筋肋板，進行段焊連接，焊縫長80mm，焊縫距離50mm；再焊接角鋼支撐，形成面板整體。將面板連接板縫滿焊連接，形成芯模；做出45°倒角，打磨光滑。

1.4 整體鋼模安裝

（1）芯模安裝前進行尺寸驗收，在底框面板上進行放線，將芯模吊到底框面板上先點焊定位，再進行焊接安裝，采用角焊縫滿焊連接。

（2）側模安裝時嚴格控制尺寸，各部件連接牢固，側模合口時，要進行鋼板切割，以保證合口嚴密。側模的安裝見圖6。

圖6 側模的安裝

（3）側模安裝完成后注意細部的處理，嚴格控制定位銷的位置，定位銷要下大上小。便于預埋管向里側靠緊內芯模；預埋小盒定位采用槽鋼兩側鋼銷固定在加筋肋上。細部構件的安裝見圖7。

圖7 細部構件的安裝

2 鋼筋籠的制作與安裝

2.1 鋼筋籠制作

鋼筋采用機械下料、彎曲成型；鋼筋籠采用正立綁扎，先綁扎底板鋼筋網片，成型后再綁扎壁板豎向鋼筋網片。綁扎壁板端部加強鋼筋時，要將加強螺紋鋼筋綁扎在豎向鋼筋彎鉤的斜角上，防止鋼筋突出引起合模不嚴，產生跑漿。鋼筋籠綁扎采用八字形綁扣，以減少鋼筋籠移動過程產生的變形。壁板鋼筋綁扎見圖8。

2.2 預埋管件的制作

先進行鋼板、鋼管、錨固筋下料，再進行統一焊接，豎向連接預埋件先焊接錨固筋，再焊φ8 mm連接筋，保證豎向埋件間距準確。預埋件加工見圖9。預埋管先切孔，再焊接連接成型，保證管底鋼板位置準確。預埋管焊接見圖10。

圖8 壁板鋼筋綁扎

圖9 預埋件的加工

圖10 預埋管的加工

2.3 鋼筋籠安裝

鋼筋籠安裝前，先將螺絲松動，把側模板打開，清理鋼模具上的混凝土渣、鐵銹及雜物等，在芯模和底模上均勻涂刷一層脫模劑，模具準備見圖11。用吊車將鋼筋籠吊起、翻轉，將豎向預埋件安放到鋼筋籠壁板與側模的連接處，把鋼筋籠安裝到芯模上，鋼筋籠下部墊置好墊塊，鋼筋籠的吊裝見圖12。將預埋管安放到固定銷上，安裝過程要調整壁板鋼筋位置，預埋管就位后將壁板鋼筋回復原位。將豎向埋件用綁線與固定端模板綁扎牢固，保證豎向埋件與鋼模貼緊，位置準確，預埋管件的安裝見圖13。鋼筋及埋件定位完畢后，將側面板涂刷脫模劑，準備合模具。

圖11 模具的準備

圖12 鋼筋籠吊裝

圖13 預埋管件的安裝

2.4 基礎合模

用吊車吊起兩側模進行合模，同時穿螺栓桿進行螺栓固定。合模時，擰螺絲要兩側同時進行，保證螺栓受力一致。將預埋小盒涂刷隔離劑，進行安放，外用螺桿固定牢固。合模完畢后安放底板埋件及吊環，將吊環與鋼筋骨架進行焊接固定，吊環垂直放在壁板中心。基礎合模見圖14。

圖14 基礎合模

3 基礎澆注及養護

3.1 基礎澆注

采用P.O42.5水泥、引氣型高效減水劑、S95級礦粉、中砂和粒徑5～25 mm碎石等為主要原材料，配制含氣量為4%～6%的高性能混凝土。坍落度控制在70～90 mm。混凝土布料時，先將壁板內混凝土灌滿，一人布料、一人跟鍬、一人用振搗棒斜向分層振搗密實，在預埋管及底部要加強振搗，防止漏振，基礎振搗見圖15。壁板混凝土振搗完畢，再振搗底板混凝土，用木抹子抹壓成細毛面，基礎抹壓見圖16。

圖15 基礎振搗

圖16 基礎抹壓

3.2 基礎養護

基礎澆注完畢，用塑料布加帆布覆蓋，進行養護。采用覆蓋養護時，覆蓋物要與四周地面接觸，將基礎及模具全部包裹。炎熱夏季可以自然養護，也可以蒸汽養護。蒸汽養護采用芯模內送蒸汽法，嚴格按照“靜停→升溫→恒溫→降溫”的混凝土養護制度進行，混凝土表面與環境溫差降到20℃以內，方可出窯、脫模。

4 基礎脫模及翻身

4.1 基礎脫模

先用吊車吊住兩邊側模，逐一對稱松開螺絲，抽出螺桿，操作人員安全離開后，散開側模，用鋼絲繩U型環鎖住基礎吊環，微微抬起，晃動脫模。基礎脫模后吊入擺放區擺放，進行二次自然養護。其間對局部質量缺陷進行修復。自然養護4～5 d后，即可翻身扶正。基礎脫模見圖17。

圖17 基礎脫模

4.2 基礎翻身

基礎翻身在特制砂堆上進行，以便對基礎進行保護。砂堆高0.5 m，寬度與基礎壁板長度相當，保證壁板及其外沿同時與砂堆接觸，接觸部位擺放舊輪胎，起到緩沖作用，接觸寬度不得超過壁板長度，防止兩端底板受力不均，出現裂紋[5]。翻身時先將基礎平穩放倒在砂堆上，通過吊起外側兩個吊環，緩慢升起，邊升邊向前移動，隨著基礎重心前移，基礎以一側壁板為軸轉動，當基礎重心前移超過壁板轉動軸線，基礎靠重量自動翻轉，再緩慢下降，基礎底板正好壓到緩沖輪胎上，基礎完成90°翻轉。再利用基礎安裝孔吊起基礎壁板，使基礎重心再次前移，基礎以底板與輪胎接觸面為軸轉動，基礎重心再次前移超過轉動軸線，再緩慢下降，基礎再向前翻轉90°，基礎底部平穩著地，完成基礎180°翻轉。基礎翻身見圖18。

圖18 基礎翻身

5 結束語

抽油機基礎倒置生產技術優于原有生產工藝，技術更加全面，采用本方法預制的抽油機基礎，減少了質量通病的出現，提高了大型抽油機基礎的整體筑造質量，減少了二次修復的次數，實現抽油機安裝質量一次合格率100%，保證了抽油機在嚴寒、水泡等惡劣環境的正常運轉，得到各采油廠的一致認可和好評，應用市場前景廣闊。