华能伊敏电厂三期扩建2×600MW超临界机组汽轮发电机上部结构预埋螺栓、套管、锚固板的加固措施

摘要：预埋螺栓及套管歪斜、四周间隙不均、地脚螺栓及锚固板下沉等质量通病，导致汽轮发电机地脚螺栓安装不符合要求、台板与轴承座接触不均匀，严重影响汽轮发电机的安装质量。文章介绍了华能伊敏电厂三期扩建2×600MW超临界机组汽轮发电机上部结构预埋螺栓、套管、锚固板的加固措施。

关键词：汽轮发电机；上部结构；预埋螺栓；锚固板

中图分类号：TM311 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）35-0072-04

1 概述

华能伊敏电厂三期扩建工程#5机组600MW超临界燃煤发电机组汽轮发电机基础，平面尺寸为43.9m×11.5m，基础下部为钢筋混凝土底板结构，汽机基座上部结构为五榀二层现浇钢筋混凝土框架结构，△6.85m层为夹层、△13.65m层为运转层。汽轮发电机是火力发电厂的核心部位，由于其转速高、振动大，故对汽轮发电机组的安装精度要求也十分严格。汽轮发电机通过197根螺栓（见表1）和16件锚固板（见表2）与基础连接固定并限制其6个自由度。汽轮发电机与基础的紧固由地脚螺栓承担，其纵向与横向位移由锚固板约束，同时基座预留81根套管（见表3），保证预埋螺栓、套管、锚固板的平面位置及垂直度成为工程的关键所在。本汽机基座上部结构采用内加固架加固预埋螺栓、预埋管，内支撑架加固台板。锚固板及预埋螺栓固定架采用∠100×10角钢制作，支架支腿底部焊接钢板，用M12的螺栓固定在梁底模板上。预埋螺栓及套管上部用槽钢[10制作的模具固定并用钢管或角钢与汽机房平台浇筑时埋设的预埋件进行连接，以防上部螺栓移位。主汽阀支撑梁（MJ-4）采用型钢支腿支设，浇筑6.85m平台时在平台顶埋设预埋件，型钢支腿焊接在预埋件上。采取此方案及措施施工，确保了预埋螺栓、套管、锚固板的安装质量。

2 地脚螺栓直埋及锚固板安装

2.1 工艺流程

工艺流程如图1所示。

2.2 安装精度要求

根据《电力建设施工质量验收及评定规程（第一部分：土建工程）》，螺栓及锚固板安装精度应符合表4

要求。

图1 工艺流程图

2.3 汽轮发电机组定位及高程控制

以#5机组发电机中心线（纵轴线）及汽机房框架5线（横轴线）作为控制线，引测至已浇筑完毕汽机房框架△6.85m层、△13.65m层框架运转层，并弹出纵横两条控制线，作为中心线的测量基准点。同时利用业主提供2号基准点标高在汽机房框架A轴混凝土框架柱上投测标高控制点，以此控制汽轮发电机组安装的高程。

2.4 锚固板安装、加固步骤

2.4.1 锚固板支承架设计、加工：首先由技术人员对锚固板用支承架进行设计并验算其受力性能及稳定性，确保安全施工。然后由铆焊平台根据设计图纸进行支承架加工、拼装。

表2 汽轮发电机基座锚固板一览表

编号 名称 件数 单重（kg）

1 MJ-1 2 1292

2 MJ-2 2 945

3 MJ-3 2 1020

4 MJ-4 2 14166

5 MG-1 1 538

6 MG-2 2 2213

7 MG-3 1 1334

8 MG-4 1 735

9 MG-5 2 69

10 MG-6 1 749

数量：16块

表3 汽轮发电机基座预埋钢管一览表

预埋钢管编号 钢管直径及壁厚 数量 预埋形式

a Φ89×4 12 对穿

b Φ159×4.5 2 对穿

c Φ159×4.5 2 对穿

d Φ89×4 5 对穿

e Φ89×4 1 对穿

f Φ159×4.5 1 对穿

g Φ159×4.5 1 对穿

h Φ273×7 4 对穿

m Φ273×7 4 对穿

p Φ159×4.5 1 对穿

v Φ89×4 1 对穿

u Φ89×4 1 对穿

r Φ80×4 1 对穿

s Φ159×4.5 1 对穿

RG-6 Φ50×3 2 L型

RG-7 Φ50×3 36 L型

RG-8 Φ50×3 2 L型

RG-9 Φ50×3 4 L型

数量：81块

2.4.2 梁底模板承重脚手架搭设：根据汽轮发电机基础上部结构模板工程专项施工方案对梁底模板排架进行搭设，排架立杆连接方式为对接。特别注意在梁底排架设计时应对锚固板处的模板排架进行加密处理，以提高模板支撑体系的承载力。

2.4.3 锚固板支承架安装：因锚固板支撑架现场安装的火、电焊工程量较大，为防止模板被熔透的焊剂、铁水燃着，首先在木模板上铺设一层镀锌铁皮。然后在模板上弹出锚固板支撑架纵横中心线和由工程技术人员给出的锚固板支撑架立柱埋件纵横中心线，将焊有M12螺栓头的-100×100×10铁件用M12螺母紧固在梁底模上。最后安装支撑架并使已弹在支承架上的锚固板的中心线与模板上中心线的投影重合。对主汽阀支撑梁（MJ-4）两块锚固板，因一部分埋在混凝土内，一部分为悬挑结构，此锚固板我们采用型钢支腿支设（型钢支腿由两根HM294×200×12×8型钢制作，槽钢[20支撑支撑梁梁底，其位置在现场给定标高后焊接，为增强型钢支腿的整体性及稳定性，在型钢翼缘内侧增加1300mm长∠63×5斜缀条），浇筑6.85m平台时在平台顶埋设预埋件，型钢支腿焊接在预埋件上。型钢支腿安装完毕后再铺设混凝土梁底，此时型钢支腿一部分将浇筑在混凝土纵梁内，故梁底模板根据型钢形状现场配置，保证严丝合缝，防止混凝土浇筑时漏浆影响混凝土外观质量。安装支撑架时还需用水平仪检查支承架标高，要求其标高允差值控制在0～+10mm以内，用水平尺检查支承架表面平整度，允差为1mm，然后将支承架固定牢。

表4 预埋套管、螺栓、锚固板允许偏差

名称 检查

项目 允许偏差（mm） 备注

浇筑混凝土前 浇筑混凝土后

预

埋

螺

栓

允

许

偏

差 预

埋

管 中心 ±2 ±2 按图纸要求执行

垂直度 ±2 ±2 按图纸要求执行

直

埋

式 中心 ±2 ±2 按图纸要求执行

垂直度 水平位移不超过±2 水平位移不超过±2 按图纸要求执行

顶标高 ±5 ±5 按图纸要求执行

锚固板 中心 ≤3 ≤5

顶标高 0～+15 0～+15

2.4.4 安装锚固板：用汽机房平臂吊将锚固板吊至支承架上，并以汽轮发电机纵横中心线及标高为基准进行调平、找正。待钢筋绑扎完毕后进行精调，按照“测量→调整→测量→调整”的程序反复进行，直至满足符合设计及施工验收规范要求。

2.5 地脚螺栓埋设施工

2.5.1 样板钢架加工：样板钢架由立柱、横梁、样板件、定位垫片四部分组成。其中立柱可采用∠50×5角钢制作或者利用现场Φ20以上HRB335级废旧钢筋制作成钢筋托架（见图2），横梁则采用角钢制作而成，样板件采用[10制作，定位点片采用-60×60×3mm钢板制作而成。预先根据汽轮发电机上部结构螺栓套管布置图及螺栓顶标高设计样板钢架图纸，其中样板件螺栓钻孔直径按螺栓外径d+10mm制作，定位垫片螺栓直径按螺栓外径d+1mm制作，定位垫片与样板件焊接在一起，样板件上螺栓间距与螺栓套管布置图中螺栓间距一致。立柱高度及横梁位置根据螺栓顶标高位置及螺栓长度确定，横梁及样板件长度则根据螺栓平面布置情况而定。技术人员核定加工图纸后送铆焊平台进行加工制作、组装，并按表4精度值检验合格后再使用安装。

图2 直埋地脚螺栓安装示意图

2.5.2 样板钢架及螺栓安装步骤：利用汽机房框架已有塔吊对样板钢架进行垂直吊装。以汽轮发电机组的纵横中心线与水平标高为基准，按照先钢架柱、后梁、再样板的顺序进行。

第一步：钢架柱安装：首先在铺满镀锌铁皮的梁底模板上弹出地脚螺栓的纵横中心线，结合地脚螺栓方形螺母的尺寸及地脚螺栓位置确定钢架立柱的位置并弹出纵横中心线。然后将焊有M12螺栓头的-100×100×10铁件固定在模板上，最后按照立柱纵横中心线点焊立柱，校正钢架立柱垂直度后，满焊立柱，本工程考虑节约材料，采用Φ20以上直径钢筋料头制作钢筋托架。

第二步：横梁与地脚螺栓方形螺母安装：根据地脚螺栓顶标高确定横梁及方形螺母标高线，安装完毕后检查各方形螺母纵横中心线与标高，准确无误后点焊固定。同时要按设计要求安装好柱间支撑，保证样板钢架立柱托架在施工过程中不发生变形。

第三步：螺栓安装：安装螺栓前将套管上下口用垫片在后台封焊好防止漏进水泥浆。待纵横梁箍筋绑扎后，安装螺栓。将地脚螺栓从钢筋顶部插入方形螺母并拧紧，将微调螺母拧在方形螺母下面微调螺栓标高。然后将样板件扣在地脚螺栓上部螺母上，用经纬仪、吊锤配合测定螺栓垂直度，并且测定螺栓中心线偏差。误差在规定范围内时，将螺栓下端与横梁焊牢。同时将样板件用钢管或角钢与预留在汽机房运转层平台上埋件焊接固定，保证螺栓不发生偏移。地脚螺栓丝扣用透明胶带缠好，防止丝扣损坏。最后再复核一次整个螺栓安装尺寸公差，在平面图上标注，并加焊牢固。

2.6 套管固定

先在梁底模板平面画出套管的位置，另外用50mm厚的木板作一与埋管内径大小相同的圆板，用钢钉钉在梁底模上。绑扎梁箍筋后将预埋管套在圆板上面，套管上口用两根L50×5角钢夹住，找正后与汽机房平台浇筑时埋设的预埋件或钢梁进行连接。

3 质量保证措施

汽轮发电机运转层钢筋放样时，上下层受力钢筋的位置采用AUTOCAD计算机辅助绘图软件进行1∶1翻样，将预埋螺栓、套管、锚固板按实际大小、位置绘制到指定位置。受力钢筋应避开预埋螺栓、套管、锚固板及锚固板锚筋进行布置。上下层受力钢筋位置确定后，进而确定箍筋尺寸，防止预埋螺栓、套管、锚固板与受力钢筋相碰无法安装或难以保证安装精度，严重者会造成返工。

为提高预埋螺栓、套管安装质量，避免返工，缩短施工工期，运转层钢筋绑扎时应注意以下事项：（1）将预埋螺栓方形螺母、锚固板及固定套管下口用圆板定位后，方可进行钢筋绑扎；（2）因预埋螺栓、套管在钢筋绑扎完毕后安装且钢筋下料已考虑避开预埋螺栓、套管，故箍筋绑扎时应避免将箍筋绑扎在预埋螺栓、套管的位置，防止返工；（3）在钢筋绑扎过程中，必须避免碰撞已安装完毕的螺栓支撑架和锚固板；（4）为方便施工，在绑扎梁上层钢筋时，其支撑用焊接的钢筋支架支撑，上层钢筋穿插完成后绑扎梁箍筋，后穿插梁底及侧面钢筋，最后将钢筋用绑线绑扎牢固。

因锚固板及预埋螺栓支撑架固定在梁底模板上，为防止锚固板支撑架、预埋螺栓支撑架处模板局部下沉导致锚固板顶标高及预埋螺栓标高下降，对梁底对接脚手架立杆间距进行局部加密。同时考虑脚手架连接方式为对接，在混凝土浇筑后脚手管对接扣件中间存在安装间隙导致梁底标高势必下降，根据以往经验对锚固板及预埋螺栓顶标高按+10允许偏差值进行安装即可满足施工要求。而对于支撑架固定在混凝土表面上的锚固板及预埋螺栓顶标高可按设计要求允许偏差进行安装即可。

本工程MJ-1、MJ-2、MJ-3锚固板下部锚筋由厂家供应但需现场焊接，焊接位置考虑定位在与锚固板上预埋螺栓成线的位置或者与其他预埋螺栓、套管平行成线的位置，避免锚固板锚筋与钢筋相碰，影响锚固板的安装。

为提高锚固板、预埋螺栓、套管的安装质量，保证其不发生水平位移，锚固板、预埋螺栓样板件、套管均与预埋在汽机框架平台上的埋件或平台钢梁通过钢管焊接，并且钢管连接在模板加固找正的脚手架上。通过采取将纵横方向脚手架贯穿连接成整体、加抛撑、剪刀撑的方法，提高脚手架的整体稳定性进而达到保证螺栓不发生位移的

目的。

大体积混凝土浇筑采用斜面分层法，为避免螺栓及锚固板受侧向混凝土冲击力及振捣棒扰动发生侧向位移，每层混凝土浇筑厚度宜为300mm，且振动棒应避免碰撞螺栓和锚固板。

4 应用效果

混凝土浇筑前、后经业主、设计、安装单位、监理单位联合验收，预埋螺栓、套管、锚固板安装质量符合设计及《电力建设施工质量验收及评定规程（第1部分）：土建工程》（DL/T 5210.1-2005）验收的精度要求，并且在施工中利用钢筋料头制作预埋螺栓样板钢架也达到现场废物利用、节能降耗的目的，为企业节约了资金并创造了良好的经济效益。

作者简介：关嘉鑫（1981—），男（满族），辽宁阜新人，中国能源建设集团东北电力第三工程公司中级工程师，研究方向：施工技术及管理。