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《无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法》所用的材料及设备明细如下:
材料
1.预应力锚杆材料:预应力锚杆钢筋为高强螺纹钢筋,锚具由螺帽、垫圈、托板组成,其力学性能指标应满足相关规范和设计要求。
2.浆体材料:浆体材料有速凝锚固剂、缓凝锚固剂、砂、水,其性能指标应满足规范及设计要求。
3.对中架可选用钢筋、塑料制作。
主要施工机具设备
1.钻孔设备:潜孔钻机1台或多臂钻1台。
2.供风设备:20立方米/分钟空压机1台。
3.注浆设备:麦斯特注浆机1台和灰浆搅拌机1台等。
4.张拉设备:扭矩扳手1把、活动扳手1把。
《无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法》适用于隧道洞壁、地下厂房顶拱、岩石开挖边坡等的不良地质部位岩石滑动面加固施工。
《无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法》的工艺原理叙述如下:
预应力锚杆锚固段采用速凝锚固材料和张拉段用缓凝锚固材料按照次序一次性注浆,待预应力锚杆锚固段的速凝锚固剂达到设计强度满足张拉受力条件,而张拉段缓凝砂浆未初凝张拉时能自由伸缩的情况下,进行锚杆张拉施加预应力,待张拉段缓凝砂浆凝固后,张拉段和锚固段共同受力,与常规预应力锚杆相比,提高了锚杆注浆密实度,增加了锚杆与岩石之间的摩擦力,更有效地共同承受岩石压力、水压力、抗浮、抗倾覆等所产生的拉力和剪力,改善岩体的稳定条件。其工艺原理见图1。
《无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法》的施工工艺流程及操作要点叙述如下:
工艺流程
施工工艺流程见图2。
操作要点
一、施工准备
1.施工前,根据图纸、地质报告以及技术规范编制专项施工方案,进行技术交底。
2.根据预应力锚杆设计要求、岩层条件和环境条件,合理选择材料、设备、器具,布置水、电设施。
3.预应力锚杆造孔前,对地质条件较差的部位采用人工配合挖掘机对松动岩石进行清撬处理,再喷3~5厘米厚混凝土。
4.测量定位,设置水准点、变形观测点,并用不同颜色的油漆(或相同颜色的油漆采用不同的标记符号)进行标记,以区别不同类型的锚杆孔位。
二、钻孔
1.多采用多臂钻、潜孔钻钻孔。在钻机安放前,按照施工设计图采用全站仪进行测量放样,确定孔位以及锚孔方位角,并做出标记。钻机就位后,应保持平稳,导杆或立轴与钻杆倾角一致,并在同一轴线上。
2.锚孔钻进应根据具体施工部位地质情况采用水钻或干钻。钻孔速度应根据使用钻机性能和锚固岩层严格控制,防止钻孔扭曲和变径,造成下锚困难或其他意外事故。
3.开孔时应用小功率缓慢钻进,钻进约50厘米后要校正钻孔方向,再全功率的钻进。在钻进过程中、合理掌握钻进参数及钻进速度。
三、清孔及验孔
锚杆孔钻孔完成后,用高压水或高压风反复冲洗直至干净。清孔完成后对孔号进行编号,并验收。
四、锚杆制作
1.根据锚杆设计长度,托板、垫圈、螺帽厚度,外锚头长度以及张拉设备的工作长度等,确定适当的下料长度进行下料。
2.剪裁锚杆,应使用砂轮机切割,不得采用氧割或电焊;锚杆接长使用闪光对焊或套筒连接。3.根据设计图纸尺寸,在锚杆上安置对中装置。
4.锚杆制作完成后,进行外观检验,按锚杆长度、规格对应孔号进行编号。
5.锚杆制作完成后尽早使用,避免长期存放;锚杆应存放在干燥、清洁的地方,锚杆体裸露部分应用浸渍油脂的纸张或塑料布进行防潮处理,不得受到机械损坏。
五、预应力锚杆砂浆拌制
预应力锚固砂浆配料严格按照配合比进行称量,施工现场配置经过率定合格的磅秤、称量容器,锚固剂、水称量误差应≤2%,砂称量误差应≤3%。
速凝锚固剂的水灰比为0.25~0.3:1,采用人工在拌料槽中进行,拌制时间为3~5分钟,每次拌量按单根锚杆用量及耗量来控制,拌制的速凝锚固剂拌制后立即由拌制槽转入注浆机进行注浆。
缓凝砂浆采用缓凝锚固剂加砂,缓凝砂浆的配合比为水:缓凝锚固剂:砂=0.4:1:0.5,采用注浆机直接拌制,与速凝锚固剂同时分开拌制,根据现场注浆强度一次性拌制2~4根锚杆所需浆量。
速凝锚固剂和缓凝砂浆必须拌制均匀。
六、锚固段注浆
预应力锚杆的内锚固段的锚固体采用速凝锚固剂,需先行注装。注浆前根据设计要求在注浆管上用胶带等做好标记(分别在距注浆管出浆口与锚杆孔深及张拉段相等长度处),并将锚杆孔洞里面的积水等杂物清理干净。
速凝锚固剂拌制后立即由拌制槽转入注浆机,通过ф25的注浆管进行注浆,将注浆管插至孔底(通过管壁标识复核孔深),然后抽回5厘米开始注浆。注浆操作人员随着浆液的均匀注入缓慢拔管,原则上是利用注浆压力把灌浆管慢慢推出,在注浆过程中,需人工将注浆机进料斗中的余料都铲进进料口,确保速凝锚固剂全部注入,待注浆管露出张拉段长度标记时,说明锚固段长度已注浆到位。
七、张拉段注浆
预应力锚杆的张拉段锚固体采用注装缓凝砂浆。为了保证内锚段的长度,减少两种浆液的相互污染,同时又要保证注浆的连续性,防止注浆过程中空气混入降低砂浆密实度,在速凝锚固剂浆液全部进入注浆管时立即加入缓凝砂浆,注浆过程中注浆管拔管操作控制同速凝锚固剂浆液注浆,在孔口1米段拔管速度应适当减缓,防止浆液下掉,确保孔口段浆液的饱满度。
八、锚杆安装
缓凝锚固剂注装结束后,开始安插钢筋锚杆,杆体必须在速凝锚固剂初凝前安装完毕(宜在45分钟前安装完毕)。为了防止在插杆过程中浆液污染锚杆丝扣和损坏丝口,锚杆安装前应先将托板、垫圈、螺母等锚具都安装上。锚杆安装时采用操作平台车配合人工进行,插杆要缓慢、匀速,切忌扰动杆体过大,造成浆液下掉和注浆不密实,插杆时可采用棉纱临时封住孔口。
九、安装锚具
锚杆安插完毕,开始安装锚杆托板、垫圈和螺帽等锚具并调整托板位置,使之与锚杆轴线垂直,若通过垫圈也不能将螺帽与托板调平时,需用榔头对岩面进行局部处理或用适量的速凝锚固剂垫平。
十、张拉锁定
锚杆张拉锁定应在缓凝砂浆初凝前、速凝锚固剂强度达到设计强度后进行,具体张拉时间根据工艺试验的结论数据实施(常规锚杆安插8~12小时即可张拉)。
张拉施工前,将扭力扳手按设计要求率定。扭力扳手张拉前用常规活动扳手对螺帽进行预紧,在保证托板紧贴岩面后,用钢板尺测量螺帽外锚杆杆体的长度,再用扭力扳手施荷加载,一次性张拉到设计张力的110%,然后锁紧杆体,再次测量杆体张拉后螺帽外杆体长度,两次测量长度之差即为张拉伸长值(杆体理论伸长值允许范围为4~7毫米)。
十一、封锚
张拉达到设计要求后,用砂轮切割机切掉张拉端多余的预应力钢筋,预应力钢筋的外露长度不宜小于其直径的1.5倍,且不宜小于30毫米,用环氧树脂涂封锚具及外露钢筋,封闭前应将锚具周围的混凝土凿毛、冲洗干净,凸出式的锚头宜配置钢筋网片,用微膨胀细石混凝土进行封闭。
劳动力组织
现场施工可根据工作面大小及工期要求分为若干作业组进行,工种包括钢筋工、机械操作手及普工等。劳动力组织情况见表1。
序号 |
工种 |
人数 |
1 |
钢筋工 |
1 |
2 |
机械操作手 |
2 |
3 |
普工 |
2 |
4 |
合计 |
6 |
参考资料:
《无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法》的工法特点是:
1.该工法通过一次性注浆取消了张拉后注浆施工工序,加快了施工速度,使锚杆能在短时间内受力。
2.该工法简化为一次注浆,减少二次注浆对环境的污染。
3.锚杆未设套管,增大了锚杆与砂浆、岩石摩擦面积,加大了摩擦力形成的抗拔力,锚固效果更好。
4.具有其他预应力锚杆的特点,如施工所需钻孔孔径小,不用大型机械,机具轻便简单、灵活;通过钢筋的张拉施加预应力,有效的控制岩石的变形量。
一般采用泥浆护壁循环钻机成孔工艺的桩孔,需要进行第一次正循环清渣。正循环清渣首先需要泥浆比重比较大,否则沉渣无法浮出来。锚杆施工:⑴施工前应根据设计要求测放孔位,并在坡面上做好孔位标记;⑵施工前必须严...
钻孔是锚索施工中控制工期的关键工序。为确保钻孔效率和保证钻孔质量,采用潜孔冲击式钻机。钻机钻井时,按锚索设计长度将钻孔所需钻杆摆放整齐,钻杆用完,孔深也恰好到位。钻孔深度要超出锚索设计长度0.5m左右...
涨壳式预应力中空锚杆施工工艺流程为:锚杆孔通气检查→钻孔→插杆→预紧杆体→安装止浆塞、垫板、螺母→张拉→注浆。 (1)钻孔成形并彻底清孔。 (2)将安装有涨壳锚头的杆体直接插入成孔底部,锚杆如需加长,...
水工建筑物在开挖施工中,一些交叉洞段、软弱夹层带以及岩石表层滑动面等部位常出现变形或破坏的问题。为了解决这些部位开挖后岩石稳定性问题,经常布置大量的粘结式预应力钢筋锚杆,使预应力锚杆结构与岩层连锁在一起,有效地承受拉力和剪力,提高潜在滑移面上的抗剪强度,有效地阻止岩石的变形位移。常规的预应力钢筋锚杆结构采用张拉后二次注浆或张拉端套管的方法来施工;这两种方法存在施工工序多、施工时间长、锚杆注浆密实度较低的问题,难以满足施工规范要求。为了解决这些问题,经过施工研究,采用无套管一次性注浆预应力锚杆施工能很好地解决这些问题,通过无套管一次性注浆预应力锚杆现场施工总结形成《无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法》。
《无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法》的质量控制要求如下:
质量控制标准
1.预应力锚杆施工技术指标应符合标准《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB 50086、《建筑边坡工程技术规范》GB 50330、《岩土锚杆设计与施工规范》CECS 22:90的规定。
2.预应力锚具与连接器应符合现行国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T 14370和《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》JGJ 85的规定。
3.现场抽检的锚杆数量不少于锚杆总数的5%且不得少于3根进行抗拔力试验。
4.锚筋组装、安装的允许偏差应符合规范与设计要求。
质量保证措施
1.根据设计文件要求编制详细的施工方案,严格按技术要求进行施工,每道工序合格后,方可进行下道工序作业。
2.钢筋、水泥、锚具等材料应有产品合格证及相应的检验、试验报告。
3.用仪器测定钻机导向架的倾角,在钻进过程中随时检查控制倾斜度。
4.钻孔的孔深、孔径均应符合设计要求,钻孔深度不宜比规定值大200毫米以上,钻头直径不应比规定的钻孔直径小3.0毫米以上。
5.速凝锚固剂浆液全部进入注浆管时立即加入缓凝砂浆,注浆拔管速度要适当,确保砂浆密实度,避免串浆。
6.锚杆插入段进行切角处理,插杆要求均匀、缓慢,少扰动,减少浆液下掉。
7.张拉时间控制在速凝锚固剂强度达到设计强度后和缓凝砂浆未初凝前进行。
采用《无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法》施工时,除应执行国家、地方的各项安全施工的规定外,尚应遵守注意下列事项:
1.预应力施工操作人员在用电及机械使用时应遵守《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ 46及《建筑机械使用安全技术规程》JGJ 33的有关安全规定。
2.施工前应认真进行技术交底,施工中应明确分工,统一指挥。
3.预应力锚杆张拉时孔口前方严禁站人。
4.注浆管路应畅通,防止塞泵、塞管。
5.机械设备的运转部位应有安全防护装置。
《无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法》的环保措施如下:
1.粉尘的作业环境中作业,干钻时洒水,作业人员配备劳保防护用品。
2.合理安排作业时间,避免夜间施工,使施工噪声对周围环境影响减少到最低程度。
3.工程完工后,及时清理干净施工现场。
《无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法》的效益分析是:
1.与常规预应力锚杆施工比较,取消了张拉段套管或二次灌浆,节约了施工材料,减少了施工工序,加快了施工速度,节约了施工成本。
2.与其他预应力锚杆施工技术相比,张拉采用扭矩扳手,具有价格便宜、工艺简单,适宜高空作业。
3.无张拉段套管或二次灌浆,保证注浆密实度,确保了预应力锚杆施工质量,加大了锚杆的抗拔锚固力。
《无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法》的应用实例如下:
实例1:锦屏二级水电站进水口工程
1.工程概况
锦屏二级水电站利用雅着江下游河段150千米长大河弯的天然落差,通过长约16.67千米的引水隧洞,截弯取直,获得水头约310米。电站总装机容量4800兆瓦,单机容量600兆瓦。工程枢纽主要由首部拦河闸、引水系统、尾部地下厂房3大部分组成,为一低闸、长隧洞、大容量引水式电站。其电站进水口位于雅誉江大河弯西端景峰临时桥下游550~730米的右侧凹岸,为独立岸式进水口。拦污栅布置在地面岸塔式拦污栅墩内,进水口事故闸门采用地下洞内竖井式布置。进水口工程于2007年10月开工,2012年12月完工。
2.施工情况
在进水口工程的闸门室、开挖高边坡及危岩体处理,存在部分围岩完整性及稳定性较差,局部沿长大裂隙渗、滴水。在闸门室和开挖高边坡设置了约1000根ф32预应力钢筋锚杆,锚杆设计孔径ф65毫米,长度9米。在预应力锚杆施工中采取这种无套管一次性注浆预应力锚固施工工艺,采用先注浆后插杆工艺。20立方米/分钟电动空压机供风,卡特拉斯多臂钻和B100型潜孔钻钻ф65毫米的孔,孔深9.2米,钻杆加长一次;麦世特注浆机注浆,先注锚固段的速凝锚固剂,紧接着注自由张拉段的缓凝砂浆,注浆完毕立即插杆;待速凝锚固剂满足张拉强度,缓凝砂浆未初凝前完成张拉锚固,用扭矩扳手进行张拉。
3.工程监测及评价结果
进水口工程开挖支护于2010年4月基本结束,共完成预应力锚杆100。多根,经检测锚杆密实度均在90%以上,合格率100%,优良率93%,抗拔力检测合格率100%。通过采取这种无套管一次性注浆预应力锚固施工工艺,缩短支护工期,加快了闸门室4条竖井和进口高边坡的开挖速度,防止塌方、滑坡等地质灾害的影响。
实例2:两河口水电站导流洞工程
1.工程概况
两河口水电站位于四川省甘孜州雅江县境内的雅耆江干流上,为雅碧江中下游梯级电站的控制性水库电站工程。两河口水电站导流洞工程两条1号、2号导流洞均布置在雅碧江右岸,于2008年11月开工,2010年12月完工。1号导流洞洞身长1724.65米,其中与电站尾水隧洞结合段长610.82米,在0 157.06米至0 170.06米间设封堵闸门竖井,出口处设有尾水闸室;2号导流洞洞身长1983.43米,其中与电站尾水隧洞结合段长755.82米,在0 209.14米至0 222.14米间设封堵闸门竖井,出口处设有尾水闸门。1号和2号导流洞为城门洞型,净断面尺寸为12米x14米(宽x高),与尾水隧洞结合段净断面尺寸为12米x15米(宽x高),洞身采用钢筋混凝土衬砌。
导流洞洞身闸室段顶拱及边墙岩性为含斑玄武岩、角砾集块熔岩。层内错动带及高、中、缓倾角裂隙较发育,部分岩性稍好,裂隙闭合、无充填、微风化,腰线以上围岩完整性及稳定性稍好,腰线以下围岩完整性及稳定性较差,局部沿长大裂隙渗、滴水。
2.施工情况
导流洞上闸室段跨度断面大,部分位置岩性偏差,为确保右岸闸室段在施工期岩体稳定及建筑物结构安全,避免发生重大地质灾害,设计在原有锚喷支护的基础上,对闸室段顶拱共增设了760根15吨预应力锚杆进行加强支护。预应力锚杆沿闸室段顶拱梅花形布置,间排距长9米,材料采用精轧螺纹钢筋,直径ф32毫米。锚杆孔设计钻孔直径为ф65毫米,锚固段长3.0米,锚杆孔口承压托板尺寸为150毫米x150毫米x10毫米,高强螺栓锁定。预应力锚杆在施工中采用自由段无套管一次性注浆施工工艺,采用先注浆后插杆工艺。20立方米/分钟电动空压机供风,卡特拉斯多臂钻和B100型潜孔钻钻ф65毫米的孔,孔深9.2米,钻杆加长一次;麦世特注浆机注浆,先注锚固段的速凝锚固剂,紧接着注自由张拉段的缓凝砂浆,注浆完毕立即插杆;待速凝锚固剂满足张拉强度,缓凝砂浆未初凝前完成张拉锚固,用扭矩扳手进行张拉。
3.工程监测及评价结果
2009年3月开始开挖施工,于2010年4月开挖结束,共完成预应力锚杆760根,经检测锚杆密实度均在90%以上,合格率100%,优良率93%;抗拔力检测合格率100%,加快了施工速度,提高了锚杆施工质量,确保了闸室段的开挖安全和结构安全。
实例3:锦屏二级水电站厂区枢纽工程
1.工程概况
锦屏二级水电站锦屏二级水电站利用雅碧江下游河段150千米长大河弯的天然落差,通过长约16.67千米的引水隧洞,截弯取直,获得水头约310米。电站总装机容量4800兆瓦,单机容量600兆瓦。工程枢纽主要由首部拦河闸、引水系统、尾部地下厂房3大部分组成,为一低闸、长隧洞、大容量引水式电站。其厂区枢纽工程主要由上游调压室、高压管道、地下厂房系统、尾水隧洞、尾闸室以及尾水出口等建筑物组成。其中地下厂房系统主要由主副厂房洞、主变洞、出线场、母线洞、进厂交通洞、通风兼安全洞、厂顶排风排烟洞、GIL出线洞、主变进风洞、主变排风洞以及排水廊道等建筑物组成。厂区枢纽于2007年3月1日进点,计划于2013年9月30日全部完成。
2.施工情况
厂区枢纽洞室群,节理发育,工程地质较复杂。在这些大型洞室的边顶拱主要支护手段是砂浆锚杆、中空锚杆、预应力锚杆和预应力锚索相结合,预应力锚杆主要布置在洞室交叉段、洞室软弱夹层带(III、IV类围岩),总量约6000根,直径ф36毫米精轧螺纹钢筋,长度为10米、12米,采用黏结式预应力钢筋锚杆。在洞室开挖支护中的预应力钢筋锚杆施工采用张拉段无套管一次性注浆施工工艺,采用先注浆后插杆工艺。20立方米/分钟电动空压机供风,卡特拉斯多臂钻和B100型潜孔钻钻ф65毫米的孔,孔深9.2米,钻杆加长一次;麦世特注浆机注浆,先注锚固段的速凝锚固剂,紧接着注自由张拉段的缓凝砂浆,注浆完毕立即插杆;待速凝锚固剂满足张拉强度,缓凝砂浆未初凝前完成张拉锚固,用扭矩扳手进行张拉。
3.工程监测及评价结果
厂区枢纽的开挖支护于2010年11月全部完成,共完成预应力锚杆6000余根,经检测锚杆密实度均在90%以上,合格率100%,优良率95%,抗拔力检测合格率100%,提高了预应力锚杆施工质量,实现了快速施工,保证了洞室群开挖安全和结构安全。
2011年9月,中华人民共和国住房和城乡建设部发布《关于公布2009-2010年度国家级工法的通知》建质[2011]154号,《无套管一次性注浆预应力锚杆施工工法》被评定为2009-2010年度国家二级工法。 2100433B
根据锚固方式或锚固材料的不同,常用的预应力锚杆有机械胀壳预应力锚杆、树脂预应力锚杆、水泥药卷预应力锚杆。
机械胀壳预应力(下图《机械胀壳预应力锚杆》所示)锚杆的基本原理是利用其锥形的端部在沿螺纹旋转时,将两片带有倒钩的外壳胀开,使其压紧在岩壁上而产生锚固力。其优点是装锚后能立即发挥支护作用,并且可以通过拧紧螺帽对锚杆施加低吨位(不超过50~80kN)的预应力,缺点是锚固会逐渐松弛,需要经常拧紧螺帽,且杆体没有砂浆保护,容易锈蚀,故多用作临时支护。若后续对杆体进行水泥注浆,可以作为永久支护。
机械胀壳式锚杆适合于坚硬的岩石,由于与楔形体接触的岩石变形和破坏,它们在密集节理化岩石和软弱岩石效果中不太好,也不适用附近受到爆破振动的锚固。
树脂预应力锚杆的锚固端采用树脂卷作为锚固剂,由树脂药包、杆体及垫板等组成。树脂预应力锚杆具有承载快、锚固力大、安全可靠、施工操作相对简便、适用范围广等优点,且控制围岩位移和抗震性能好,适用于Ⅰ~Ⅳ类的围岩主动支护,克服了机械胀壳预应力锚杆不宜使用在密集节理化岩石和软弱岩石的弱点。但是锚固端的树脂药包需要机械高速搅拌均匀才能迅速凝固发挥端头锚固作用.限制了它在一些机械不方便到达区域的使用。
树脂预应力锚杆的杆体材料宜用Ⅱ级钢筋,直径为16~32mm;锚头的锚固长度宜为500~1000mm;设计锚固力不应低于50kN。鉴于树脂锚杆的长期抗腐蚀保护能力存在某些不确定性,现行一般的做法是采用端头锚固采用树脂卷并施加预应力,自由拉伸杆体采用水泥注浆,确保锚杆的长期耐久性。
水泥药卷预应力锚杆的锚固端采用快硬水泥药卷作为锚固剂,通过快硬水泥对岩壁和杆体的粘结而起张拉锚固作用。自由张拉段采用缓凝水泥药卷作为后续锚杆的锚固与防腐层。
水泥药卷制作简便、材料来源广泛、成本低,便于机械化操作,安装速度快,无粉尘危害,适用于Ⅰ~IV类的围岩支护。
水泥药卷预应力锚杆的杆体材料宜用Ⅱ级钢筋,直径为16~32mm;锚头的锚固长度宜为1000~2000mm;设计锚固力不应低于50kN 。
荣誉表彰
2009年10月19日,中华人民共和国住房和城乡建设部以“建质[2009]162号”文件发布《关于公布2007-2008年度国家级工法的通知》,《饱和软土夯击式预应力锚杆施工工法》被评定为2007-2008年度国家二级工法。
《套管换热器倒装法施工工法》适用于体积大、层数多的单套管或多套管(单根外管里面套4根内管)的管道换热器的制作安装,可推广应用于多层钢制设备及多层管廊的安装,也可作为其他需要倒装法安装的设备构件等安装施工的技术参考。
《套管换热器倒装法施工工法》的工艺原理叙述如下:
该设备由套管和钢结构支承框架组成,其中套管一般为6层4排,外形尺寸一般为:长80米、宽12米、高12米;施工时先在验收合格的基础上安装钢结构支承框架立柱、纵向连系梁剪刀支撑;然后安装顶层框架横梁,使该层横梁和立柱形成一个长方形的“Ⅱ”形结构。在长方形的“Ⅱ”形支架内搭设组装台,根据套管区钢柱分布特点,按纵横两个方向分成4个区域(图1),每个区域内各摆放HW300×300的H型钢,作为套管加工的组装台;组装台的H型钢之间用ф219×10缝钢管进行连接加固,以确保组装台的牢固。然后按I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区拼装第6层套管,每区一层4根套管进行组对,组对一层经焊接、热处理、探伤合格后进行吊装,并完善该层框架结构。以此方法依次进行五、四、三、二、一层的套管组对、吊装。待4个区的套管部吊装完后在中部合口,两端加焊法兰弯头合拢。
工艺流程
《套管换热器倒装法施工工法》的工艺流程如图2所示。
操作要点
《套管换热器倒装法施工工法》的操作要点如下:
1.套管支承框架安装
首先在验收合格的基础上安装套管支承框架的立柱,立柱安装完毕后,用水准仪分别在每根立柱的内侧确定一个标高线为 1米的统一的控制点,根据这一控制点控制第6层的连系梁的安装高度。然后安装连系梁、剪刀撑、顶层横梁,使套管支承框架形成一个可靠的结构整体。
2.组装台搭设及加固
在每个区域内的±0位置各摆放HW300×300的H型钢,宽与横向柱间距相等,H型钢之间用ф219x10无缝钢管进行连接加固,作为套管加工制作的组装台。
3.管道的组对与穿管
将内管和外管用吊车水平运输到组装台上,内管放置到I或Ⅲ区,外管放置到Ⅱ或Ⅳ区。先组对内管,在内管外部先把其内管支架焊好,每根内管的支架根据设计间距要求均匀分布,支架间相对角度尽量错开,以避免损伤外管;然后组对外管,在组装台上把ф426×10无缝钢管摆好组对焊接,完成后临时固定并进行射线检查合格,每2根外管中间留200毫米间隙以方便施工。内管成批组对焊接,焊完一批,射线检查一批,合格后在首先插入内管的管端点焊一个大小头,用卷扬机牵引大小头端部,插入外管中,形成一组套管(图3)。每个区域每层制作4组套管,每组4根内管4根外管。
4.套管的吊装
经计算,每层套管重量约160吨,根据以上分区,每个区域每层套管及支架的重量约为40吨,采用4个20吨链条葫芦分别挂在2根横梁的两端同时起吊,链条葫芦挂绳采用ф32钢丝绳系在上层套管的横梁上,挂绳采用绕接法(图4)。套管采用4根套管一组整吊装的方法:即利用上层套管横梁作为起吊支架(经技术人员核算利用该横梁作为起吊支架在吊装过程中不影响整体框架的稳定性),逐层从上到下进行吊装,链条葫芦用钢丝绳悬挂在上层套管的横梁上,用人工缓慢均匀平衡拉升链条葫芦使该层套管就位,就位后检查安装位置符合要求,立即将该层横梁与立柱按正常安装连接(高强螺栓紧固,连接板焊好),然后松开葫芦,卸下吊具,做其他区域或下一层的吊装准备。随着每层套管安装的进行,整个框架钢结构也同时安装完成。
施工部署
《套管换热器倒装法施工工法》的施工部署如下:
1.施工时考虑到这4个区域套管都相同,每层都一样,所以可以采用流水施工组织方式,依次在4个区域进行拼装和吊装。
2.按区域划分图,在4个区内均搭设好组装台。如在I、Ⅲ区内施工内管,同时在Ⅱ、Ⅳ区施工外管,进度基本保持一致。待内外管均焊接完,探伤合格后,将I、Ⅲ区的内管拖入Ⅱ、Ⅳ区的外管中。完成后可以同时在Ⅱ、Ⅳ两个区内进行吊装准备和吊装作业,与此同时在已经腾空的I、Ⅲ区内组对外管。Ⅱ、Ⅳ区在吊装完成后,拼接组对内管。内外管均按要求完成后,将Ⅱ、Ⅳ区的内管拖入、Ⅲ区的外管中。同样,在1、Ⅲ区吊装作业时,可以在Ⅱ、区拼装外管…如此反复,形成流水作业。