火力發電廠鋼煤斗拖運安裝施工技術

王瓅瑋，于見虎

（1.中國能源建設集團華東建設投資有限公司，南京 210028；2.中國能源建設集團江蘇省電力建設第三工程有限公司，江蘇 鎮江 212000）

1 工程案例

華能灌云熱電廠工程中共有3臺機組，每臺機組3個鋼煤斗，質量約222.75t，擱置于煤倉間八字形鋼煤斗梁上。本項目合同工期較緊，采用傳統吊裝工藝無法滿足工期要求，因此，項目部提出一種新的鋼煤斗拖運安裝工藝。該工藝與傳統鋼煤斗吊裝施工工藝相比，顯著特點是鋼煤斗安裝與廠房煤斗層上部主體結構施工互不影響，可以有效解決現場起重設備起重能力受限，將鋼煤斗分段制作并吊裝至拖運平臺拖運就位，保證煤斗與主體結構平行施工，大大縮短施工工期并降低鋼煤斗吊裝成本。同時，本技術借助于BIM模擬吊裝、拖運過程，能夠有效克服拖運過程中現場空間狹小、與內部管道碰撞等復雜問題。

2 工藝原理

基于BIM技術的鋼煤斗拖運安裝方法的基本原理是：在主體結構施工工期較緊，先行完成主體結構工程致使常規鋼煤斗吊裝工藝無法進行的情況下，將鋼煤斗分節段制作運輸至現場存放，在主廠房固定端和擴建端分別搭設吊裝拖運平臺，同時在鋼煤斗層安裝拖運軌道和牽引設備，然后將分節制作好的鋼煤斗按順序用汽車吊吊運至拖運平臺并采用牽引設備拖運就位，在鋼煤斗分節吊裝、拖運前，采用BIM技術模擬吊裝、拖運施工，并檢查是否與結構或管道發生碰撞，接著用電動葫蘆將分段制作鋼煤斗組對、焊接，最后拆除拖運軌道和平臺，完成鋼煤斗吊裝工作。

3 工序流程及操作要點

3.1 施工工藝流程

鋼煤斗施工工藝流程如圖1所示。

圖1 鋼煤斗施工工藝流程圖

3.2 操作要點

3.2.1 鋼煤斗分節段制作和吊車工況選擇

1）鋼煤斗分節段制作。根據鋼煤斗設計圖紙和廠房煤斗層樓層凈高合理確定鋼煤斗轉換節和椎體制作節段長度。就灌云熱電廠而言，廠房煤斗層凈高為4.1m，而鋼煤斗直筒段高度為2.65m，為了便于鋼煤斗的組對焊接，鋼煤斗轉換節取直筒段和支撐梁椎段，共3.3m（2.65m+0.65m），具體如圖2所示。

圖2 煤斗模型示意圖

2）吊車工況選擇。根據鋼煤斗分節段制作方案計算出節段鋼煤斗最大質量以及施工現場吊裝環境條件，確定最佳吊裝機具[1]。然后，再根據選定吊車的性能表和吊車將其吊裝至拖運平臺的最大工作幅度確定擬選定的吊車工況。本工程根據吊裝施工方案，鋼煤斗轉換節最大起重量約為13.86t，吊裝工況選定為：100t汽車吊，主臂長度為35.5m，工作幅度14m，最大起重量為18.8t，吊車負荷率73.7%。

3.2.2 腳手架拖運平臺搭設

在主廠房固定端和擴建端的適宜位置分別設置腳手架吊裝拖運平臺，腳手架拖運平臺采用48.5mm×3.5mm的鋼管、扣件和腳手板搭設，平臺搭設高度應同鋼煤斗層高度，搭設寬度和長度應以滿足吊裝需求為準，平臺采用50mm厚腳手板滿鋪，其立桿間距、步距和剪刀撐布置應根據承受的上部荷載確定并經強度和穩定性驗算，同時，應對平臺支撐的地基承載力進行驗算。本工程固定端吊裝拖運平臺搭設長寬為11.0m×9.0m，高度為21.0 m，立桿間距為1.0m×1.0m，步距為1.2m，縱向剪刀撐設置間距為2 000mm，在9m和20m高處各設置一道水平剪刀撐。經驗算，強度和穩定性均符合要求。

平臺腳手架應嚴格按照規范和審批的施工方案進行搭設、檢查和驗收，符合要求掛牌合格后方可投入使用，使用過程中，應對架體桿件垂直度、扣件扭矩等進行密切監測，及時進行調整，保證架體穩定和安全。

3.2.3 拖運軌道選型及安裝

1）鋼煤斗拖運時，拖運軌道需跨越廠房煤斗層預留的煤斗安裝孔洞，因此，軌道的選擇必須有一定的強度及穩定性，一般采用工字鋼和槽鋼組合方式。具體軌道型鋼大小根據孔洞跨度及上部所拖運的鋼煤斗重量通過計算確定。本工程采用36a號工字鋼和12號槽鋼組合而成，槽鋼與工字鋼采用焊接連接。

2）軌道安裝時兩軌道均應對稱于拖運方向的鋼煤斗中心線安裝，兩軌道的安裝距離應約為鋼煤斗直徑的0.6倍，以確保拖運時的鋼煤斗穩定。本工程煤斗直徑為6.85m，軌道間距選定為4.1m。

3）在廠房煤斗層結構施工時按拖運軌道位置線在頂板和梁側設置一定數量的埋件，以便固定拖運軌道。埋件的大小、規格和數量均需通過計算確定。

4）軌道安裝的軌距偏差、軌道直線度偏差、軌頂相對標高（同一軌道最高、最低點標高差；同一斷面兩軌道軌頂偏差）均應控制在20mm以內，軌道的接頭焊縫必須打磨平滑，不允許錯臺，以防止拖運時滑塊啃軌增大摩擦或鋼煤斗傾斜。

5）拖運的滑塊分別設置在分節段制作的鋼煤斗底座同軌道的接觸點上，共4塊。滑塊選用鑄鐵制作成“船”型。滑塊與鋼煤斗接觸位置進行切口處理，切口位置需精確，切口寬度略大于底板鋼板厚度，滑塊安裝準備牽引拖運前，應在槽鋼軌道底和側壁涂抹黃油，減少滑塊與軌道的摩擦力。

3.2.4 拖運設備選擇及安裝

1）鋼煤斗拖運設備采用單臺卷揚機進行，應根據單節鋼煤斗質量及滑動摩擦系數經計算選擇合理的卷揚機大小及動定滑輪組數量，以保證水平牽引力的同時降低拖運速度，確保拖運過程中構件平穩位移。卷揚機的安裝位置應避開鋼煤斗拖運范圍，防止卷揚機阻擋鋼煤斗拖運。卷揚機、動滑輪和鋼煤斗上拖運吊點的錨固強度均應通過計算確定錨固方式是否可行。本項目采用1臺3t卷揚機，卷揚機固定于主廠房煤斗層平臺靠鍋爐側的框架柱上，采用槽鋼與框架柱抱箍加固。

2）采用定滑輪改變牽引拉力的作用線方向應同鋼煤斗中心線在平面位置上平行并大致重合，以保證拖運構件直線滑移不發生扭轉。

3.2.5 鋼煤斗節段組對安裝

待鋼煤斗轉換節和錐體段分別從不同部位吊裝拖運就位后，首先進行鋼煤斗轉換節安裝，具體方法是用電動葫蘆或倒鏈進行臨時吊掛，同時，拆除下方的拖運軌道，采用水準儀和全站儀進行精確調整過后再將其緩慢下放安裝焊接在廠房煤斗梁頂部預埋件上；然后將鋼煤斗下部椎體段從廠房煤斗層的下一層用葫蘆向上提升與上部已安裝完成的轉換節進行組對、焊接，并進行環形焊縫檢測、驗收。臨時吊掛采用的索具大小、規格和臨時吊點均應根據倒掛構件質量通過計算確定。

3.2.6 軌道與拖運平臺拆除

1）軌道拆除是將鋼煤斗轉換節吊掛懸空后，采用氧氣、乙炔切割逐段拆除，將拆除軌道集中歸放至固定端吊裝平臺上，然后從平臺上采用塔吊進行吊落運輸至后場。

2）吊運平臺拆除嚴格按照“作業指導書”要求，遵循“自上而下、先搭后拆、后搭先拆”的原則進行拆除，登高拆除作業人員必須持證上崗，并做好相應的安全技術措施，確保拆除安全。

4 結語

通過采用拖運安裝施工方案，鋼煤斗的施工順序由廠房煤斗層混凝土結構→等待混凝土拆模→吊裝鋼煤斗→施工上部混凝土結構的傳統方式變化為混凝土結構施工與鋼煤斗吊裝同時進行，大大節約了結構封頂與安裝工期，實現了最大程度工序搭接。通過采用BIM技術，高度模擬施工過程，精確拆分鋼煤斗節段，有效檢查構件碰撞，同時更直觀、可視化地指導班組施工，確保項目高效、優質完成。