浅谈超大型高位收水冷却塔施工经验与效果

1.3 工程特点
本工程主要呈现出 “三大两高一紧”（冷却水塔淋水面积 最大、高空作业和交叉作业安全风险大，工期紧）的显著特点。 冷 却 塔 高 度 为 189m，冷 却 塔 结 构 各 部 位 的 尺 寸 、混 凝 土 方 量 等硬指标均为国内领先水平。
2 施工工艺选择与工艺流程
2.1 施工工艺选择
特别是随着国内内陆百万核电项目的陆续启动， 超大型 自然通风冷却塔更加受到业内人士的重视。 但是，目前国内超 大型冷却塔施工技术仍然处于起步阶段， 虽然国内新建的淋 水面积在 12000m2 以上的超大型 冷却塔已建成多座， 但是淋 水面积在 12000m2 以上超大型高位收水冷却塔至今只有重庆 万州 电厂和安 徽 安 庆 电 厂 各 两 座 （2014 年 建 设 完 成 ），及 神 华 国华寿光电厂两座（正在建设中）。
高位收水冷却塔因其大幅减小了雨区跌落高度和系统静 扬程，具有明显的节能优势。 同时由于不同于常规大型冷却塔 雨区噪音大，高位收水冷却塔具有低噪音优势，且冷却塔愈大 其节能和降噪优势愈显著。 但是相对的高位收水冷却塔也面 临筒壁带肋、塔芯结构更复杂、施工精度要求更高、对塔芯结 构外观和防渗要求更高等问题， 因此筒壁和塔芯结构的施工 是整个施工过程的关键，要重点重视、严格施工。
斜支柱为圆柱形钢筋混凝土结 构 ，直 径 为 1250mm，共 45 对，支承着整座冷却塔风筒的荷载，采用现浇施工法。 由于斜 支柱结构的特殊性，所以在施工过程中斜支柱采用 16 套定型 专用模具进行施工， 在施工之前根据柱长和柱径进行分段设 计 ，搭 设 脚 手 架 进 行 现 浇 施 工 前 对 支 撑 系 统 进 行 设 计 、计 算 ， 以充分保证斜支柱混凝土工艺质量。 在斜支柱施工前对混凝 土进行试配，先做出样板，进行分析、比较，确认方案可行后再 进行现场施工。 混凝土浇筑采用分层一次浇筑，每 3m 浇筑一 次，即上半圆模具 3m 浇筑结束，安装第二节上模，接着浇筑第 二个 3m，依次向上浇筑。 为了提高斜支柱外表质量，选定经验 丰富的混凝土振捣人员进行施工作业， 并对混凝土振捣人员 进行外观质量考核。 为了防止二次污染，采取用塑料薄膜包裹 的方法对斜支柱进行成品保护。
1.2 工程建设基本情况
神皖安庆电厂二期 2×1000MW 机组Ⅳ标段高位收水冷却 塔由华北电力设计院工程有限公司总承包， 安徽电力建设第
图 1 高位收水冷却塔结构布置总图
二 工 程 有 限 公 司 负 责 施 工 建 造 ，#3 冷 却 塔 工 程 于 2013 年 09 月 02 日 开 工 ，2014 年 10 月 30 日 完 工 ；#4 冷 却 塔 2013 年 11 月 05 日 开 工 ，2014 年 12 月 30 日 完 工 ，单 座 冷 却 塔 施 工 工 期 为 14 个月。
情况，阐述了其施工过程中几个难点重点问题和相应解决措施，提出了几点设计改进意见；经过论证分析和计算，完成的冷却塔完全能达到设
计的节能节水效果。
【关键词】冷却塔；高位收水；精度控制；节能
【中图分类号】TU753.66
【文献标识码】A
【文章编号】2095-2066（2015）16-0051-04
引言
随着国民经济的发展和现代化建设的推进， 电力需求日 益增长，国家对电力投资不断增加，大型发电机组建设的也不 断增多。 由于大型发电机组单机容量的扩大，水资源的开发利 用受到一定限制，特别是现在环保要求越来越高的情况下，为 大型电厂水资源的开发循环利用配备水循环利用的冷却塔设 备构筑物，将是今后电厂建设发展的主流。 冷却塔是发电厂的 标志性构筑物， 其中双曲线钢筋混凝土冷却塔比水池式冷却 构筑物占地面积小、布置紧凑、水量损失小，冷却效果不受风 力影响，比机力通风冷却塔维护简便，节约电能，因此双曲线 钢筋混凝土冷却塔因其良好的适用性和经济性而广泛应用。
图 4 爬升模板系统施工图 3.2.3 塔芯淋水结构施工
塔芯淋水结构施工内容包括压力进水方沟、中央竖井、主 水槽。 其中进水方沟、中央竖井、主水槽为钢筋混凝土现浇结 构，施工方法为钢管脚手架立模现浇。 为保证清水混凝土的效 果，模板采用 15mm 厚高强玻璃钢覆面清水耐磨胶合板。 待爬 模设备拆除后，施工进水方沟；待中心吊车拆除后，开始施工 中央竖井；待双支柱施工完成后，开始施工主水槽。 3.2.4 淋水梁柱外观工艺
目 前 冷 却 塔 施 工 工 艺 主 要 有 两 种 ：①三 脚 架 翻 模 施 工 +液 压平桥+塔吊；②电动爬模施工+液压平桥+塔吊。 三脚架翻模 施工工艺主要靠工人手动进行三脚架组装和翻模， 因此劳动 强度较大。 电动爬模施工为目前国内最先进的冷却塔筒壁施 工方法，全套施工实现机械化，导轨更容易控制，既可以大大 降低施工人员的劳动强度，也可以实现筒壁中心零偏差，保证 工程施工的进度、满足业主对工程质量的要求。 同时电动爬模 系统采用全兜式内外安全网，安全性高。 经过综合考虑，最终 确定安庆电厂二期冷却塔工程采用电动爬模施工+液压平桥+ 塔吊。
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图 3 斜支柱标准节模具图
凝土浇筑后测量的半径作为下一节半径调整的依据， 保证筒 壁的曲线流畅。 为了保证大模板尺寸基本一致，冷却塔外表工 艺 质 量 的 控 制 主 要 体 现 在 ：①筒 壁 色 泽 的 均 匀 一 致 ；②筒 壁 曲 线 的 流 畅 ，线 条 的 美 观 ；③模 板 拼 缝 的 一 致 ，导 轨 垂 直 度 良 好 。 在风筒施工前，根据导轨数量（每座冷却塔共设置了内外导轨 各 66 条 ），采 用 经 纬 仪 均 匀 等 分 ，作 为 控 制 导 轨 位 置 的 依 据 。 在每一节的施工过程中由专人对导轨垂直度进行测量、控制， 保证导轨的经向垂直度，确保偏差不超过 5mm。 为确保以上各 项关键点在施工中的控制， 施工前制定了严格的施工纪律，对 每节筒壁相关控制点经过层层确认检查并签字后再进行施工。
在冷却塔人字柱现浇施工之前， 通过电脑制图对人字柱 模板进行设计。 采用标准节加异型节型式，每节拼装采用定位 销控制，具有唯一性，这种唯一性可确保人字柱模板接缝宽度 得到有效控制。 斜支柱标准节模具图如图 3。 3.2.2 筒壁外观工艺
冷却塔筒壁施工采用电动爬模施工工艺（见图 4），模板选 用玻璃钢覆面大模板，采用激光垂准仪控制半径，并在混凝土 浇筑前后分别测量半径，浇筑前测量的半径作为验收依据，混
1 工程概况
1.1 项目简介
神皖安庆电厂二期 2×1000MW 机组扩建工程超大型高位 收 水 冷 却 塔 淋 水 面 积 为 13000m2， 塔 筒 为 现 浇 钢 筋 混 凝 土 双 曲 线 形 旋 转 薄 壳 结 构 ， 冷 却 塔 高 度 为 189.000m， 进 风 口 高 13.8m， 筒 壁 最 大 厚 度 1.3m， 最 小 厚 度 0.26m （ 喉 部 高 150.066m）。 环 基 外 半 径 为 74.563m， 环 基 截 面 尺 寸 为 2m× 8.8m。 斜支柱共计 45 对， 直径为 1.250m。 塔芯结构复杂，由 “X”型 双 排 柱 、内 空 为 5m×15.5m 的 集 水 槽 （冷 水 槽 ）、底 标 高 14.07m 且宽 1.9m 的双层供水槽（热水槽）、高 23.7m 呈不规则 八边形的中央竖井组成的现浇混凝土淋水结构； 和截面尺寸 为 0.6m×0.6m、长 20.7m 的 预 制 柱 、截 面 尺 寸 为 0.42m×1.5m、 最长 7.78m 的预制主梁、 截面尺寸为 0.3m×1m、 最长 9.275m 的预制次梁组成的混凝土框架结构组成，如图 1。
图2
土，大体积混凝土若控制不力极易出现温度裂缝，因此应采取 如 下 措 施 进 行 质 量 控 制 ：①在 原 材 料 选 择 上 ，水 泥 应 选 择 水 化 热低和凝结时间长的硅酸盐水泥，粗骨料应用连续级配，细骨 料宜采用中砂，并掺用缓凝剂、减水剂和粉煤灰等减少水化热 和凝结时间。 ②进行大体积混凝土裂缝热工计算，根据气温计 算出混凝土内部与表面最高温差及混凝土表面与大气温差， 使温差控制在 25℃以内。 ③预埋测温元件， 现场进行温度监 测，采用 370℃XP 数字测温仪，对基础混凝土内部进行测温工 作 ，测 温 工 作 持 续 14d，混 凝 土 内 外 温 差 必 须 小 于 25℃；若 温 差开始接近 25℃，应采取有效措施加以控制，以 提高混凝土外 表温度，具体方案可加层覆盖可行性措施以减少内外温差，控 制温差在 25℃以下。④采用保温法养护。由于大体积混凝土表 面浆液较厚，如处理不好表面易出现细小裂纹；因此浇筑结束 后应认真处理。 混凝土初凝前，用木板打磨压实，铁板刮面收 水裂纹。 表面处理后立即覆盖塑料薄膜，白色棉毡保温养护。 在安庆电厂二期扩建工程冷却塔环形基础和中央竖井基础浇 筑前后，技术上采取了有效措施，施工过程中以及施工后期的 测温过程措施妥当，各项温差严格控制在规范要求范围以内， 拆模后均未出现温度裂缝。
2.2 工艺流程
超大型（13000m2）高位收水冷却塔建造施工总流程如图 2 所示。
3 施工控制重点
3.1 基础大体积混凝土施工温度控制
冷却塔环形基础和中央竖井基础施工属于大体积混凝
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低碳世界 LOW CARBON WORLD
能源·电力
LOW CARBON WORLD 2015/6
低碳世界 LOW CARBON WORLD
3.3 施工测量精度控制
为保证施工测量控制精度满足超大型高位收水冷却塔高 精度工艺要求， 根据我公司多年的冷却塔施工测量经验我们 采用了国内最先进的冷却塔施工测量技术， 进行冷却塔施工 测量控制。
3.2 冷却塔外观工艺控制
冷却塔作为电厂标志性建筑物， 其外观质量将长期影响 人们的视觉效果。 在高位收水冷却塔的建造过程中要注意施 工之前需完成一系列的准备工作， 要明确冷却塔各个部位的 混凝土品种及混凝土配合比，控制混凝土原材（砂、石、水泥、 外 加 剂 等 ），保 证 混 凝 土 原 材 色 泽 一 致 ，使 搅 拌 好 的 混 凝 土 无 色差，从而更好控制工程的外观质量。 3.2.1 斜支柱外观工艺