空冷柱清水混凝土施工工艺

黄小军

（中国能建西北电力建设工程有限公司第四工程公司）

引言

近年来，随着社会的飞速发展，建筑工程的高能耗得到国家有关部门的高度关注，使得“四节一环保”的绿色施工理念在建筑工程中推广与应用。而在火电厂的建设中，水冷系统将逐渐被空冷系统所替代。

空冷柱作为空冷平台系统组成的一部分，单根矗立，长细比大，是电厂建筑中为数不多的清水混凝土工程。其特殊的结构型式、高标准的观感要求，使得其外观质量的控制成为了施工的重点和难点。

1 工程简介

府谷清水川电厂二期工程为2×1000MW超超临界燃煤机组，空冷岛设计为混凝土柱支撑的钢平台。每台机组空冷支架由20根圆形独立柱组成。空冷支架柱在A排外呈四列式布置，第一排距A轴31.9m，横向间距24.1m，纵向间距23.7m。柱体为直径4000mm，壁厚400mm，高度44m，混凝土强度C40。空冷平台柱采用清水混凝土施工工艺，要求平台立柱一次成型，不做任何外装饰，直接利用混凝土自然色作为饰面。

2 施工方案的制定

根据工程施工质量及进度要求，#3机组空冷柱施工完再进行#4机组施工，为提高机械利用率和成本控制，本工程在空冷柱中间部位平行于A排设置一台TCT5516行走式塔吊供施工上料。柱体结构外模采用无对拉定型钢模板，外模板数量按10套进行配置，内模板采用组合钢模板拼装，施工采用翻模法。每根空冷柱搭设独立排架，外脚手架采用四面双排整体脚手架，内支撑架采用井字架。

3 施工工艺流程

内外脚手架搭设→钢筋绑扎→预埋件安装→外模板安装→内模板安装→混凝土浇筑→拆模养护→转入到下一层外脚手架搭设→…→至顶层。

4 施工要点

4.1 模板及支撑制作

为保证混凝土的外观质量和几何尺寸，每3m设一施工缝。柱段外模采用定型钢模，直径4m，高度3.1m，等分4份，每个按1/4圆弧制作拼装。定型模板面板用6mm厚钢板，加强肋采用【8槽钢和L75角钢，竖向接缝和横向接缝处用16mm钢板做成法兰，在法兰上留φ18圆孔，模板之间接口用φ16螺栓连接。在模板顶部及下部内面做一条25mm×8mm突出的肋，成为施工缝肋，使成型的混凝土表面形成一条8mm的凹槽，施工缝留在凹槽内，达到结构美观的效果。柱段内模P1015、P2015标准钢模板组合安装，不符合模数处采用木模补缝。内模支撑架采用φ48×3.5mm钢管制作弧形支撑架，支撑架弧长按1/4圆制作，如图1～4所示。

图1 单块外模板

图2 组合好的外模板

图3 内模板弧形支撑架

图4 内模板安装

4.2 钢筋加工安装

钢筋加工按钢筋下料单和设计规范要求进行。加工好半成品应分类编号并挂牌标识，并按下料单发料。竖向主筋接头采用滚轧直螺纹接头，要符合设计及规范要求。

钢筋绑扎之前由钢筋工长、班组长熟悉图纸，制定绑扎方法及顺序，并向操作工人详细交底。绑扎时应熟悉构件的轴线、中心线、边线位置、顶面的标高和予埋件、预留洞口的位置及标高等。

柱内、外层钢筋中间设φ16钢筋支撑，间距1.0m×1.0m，呈梅花形布置。钢筋保护层的厚度采用塑料卡进行控制，禁止用砖头、石子或其它材料做垫块，垫块要与主筋绑扎牢固，紧贴模板，确保保护层的厚度符合规范要求。

钢筋绑扎完后，应重点检查以下几个方面：钢筋的型号、直径、根数、间距是否正确。接头的位置、接头长度及保护层厚度是否符合设计及规范的要求。

4.3 脚手架搭设

每个柱段单独搭设全高全封闭的扣件式双排钢管脚手架，φ48×3.5mm钢管搭设。排距（横距）为1.2m，立杆间距为1.2m，外侧大横杆步距为1.5m。脚手架立杆和横杆均用对接扣件进行连接，相邻立杆的接头位置应错开布置在不同的步距内，并且不得设置在立杆和横杆的交接处。立杆和大横杆必须用直角扣件扣紧，不得隔步设置和遗漏。剪刀撑跨越立杆根数为7根，随立杆、纵横向水平杆同步搭设，并沿架高连续布置，两端分别用旋转扣件固定，在其中间增加2～4个扣结点。剪刀撑的杆件连接采用搭接，其搭接长度≥800mm，并用不少于2个旋转扣件固定，剪刀撑与地面的倾角不得大于60°，杆件统一涂刷红白相间油漆。连墙件采用刚性连接，它与脚手架、建筑物的连接采用直角扣件。每施工完三层即在该层框架上设置连墙件与柱子形成整体，杆件与混凝土面接触处用棉毡隔离。在外侧处设置“之字”型通道，附着于内、外架之间，通道宽度0.9m（双跑），设4根立杆，里排立杆与外架外排立杆共用。“之”字型通道采用木板铺设，板下端与横杆绑扎牢靠，每300mm设防滑条一道。跑道下支撑横杆间距为600mm，休息平台宽度为1.2m，长为1.8m。

4.4 埋件制作及安装

埋件根据图纸要求进行加工，柱侧埋件钢板下料前提前用卷板机卷成与柱段相同的弧度，再用等离子切割机裁剪钢板，然后在钢板模具上焊接锚筋，避免钢板焊接和火焊切割过程中的变形。所有埋件的弧度必须与柱子外模弧度保证一致。

安装外模板前线将埋件准确地挂在柱钢筋上，且埋件与外模板接触面四边要粘贴密封胶带，待外模板安装完毕后再将埋件与定型模板板面顶死，并将埋件锚筋在环筋上固定，焊接过程不得烧坏主筋。

4.5 模板安装

定型模板加工完成需进行预拼装，并将拼装好的模板进行编号，模板使用时确保每个柱子施工时从下至上每一快模板位置保持不变。柱子钢筋绑扎完以后，先安装外模，用塔吊将定型钢模板吊至安装部位，就位后上螺栓并预拧，留调整余地，再用吊线锤定位轴线和垂直度，调好后拧紧螺栓，上口用顶撑固定在脚手架上。外模安装后再进行内模安装，用U型卡组合好内模，再用弧形架固定好。

4.6 垂直度控制

空冷柱总高度44m，施工时采取每一模测一次垂直度。具体方法是在柱子底部侧壁四面沿纵横轴线预埋四块铁件，待第一模拆除后，在预埋件上水平方向焊接四块200×200×10钢板，在上面刻出轴线十字叉，并做好保护，每次安装完外模板，必须用2kg吊线砣严格吊垂线，误差控制在2mm以内，直至封顶。

4.7 混凝土施工

混凝土原材料选用：混凝土原材料要求规格、性能、色泽一致，特别是砂、水泥、粉煤灰、外加剂等严格要求同批次生产。为了确保混凝土的前后颜色一致，所用原材料一经确定，就不得擅自更改。

混凝土配合比及搅拌：施工前应进行试配并制作样板墙，确保混凝土性能和色差满足质量要求，混凝土配合比确定后应保持不变。搅拌混凝土的时间控制在每盘3min，投料按照先石子、水泥、粉煤灰、外加剂，再砂子、水的顺序进行，并严格按照要求进行，不得随意调整。

混凝土浇筑：空冷柱浇筑一次高度为3m，混凝土量为13.6m3，浇筑采用混凝土泵车，在管头加1m长帆布管用于缓冲混凝土对外模板的冲击。每层浇筑厚度控制在500mm，采用两次振捣方式，以减少气泡残留。每次浇筑混凝土的顶标高都控制在模板顶部的分隔缝处。

混凝土浇筑后，用一层塑料薄膜覆盖表面隔水保护，12h后开始洒水养护。模板拆除后其表面养护采用塑料薄膜严密覆盖并洒水养护，养护时间一般不得少于14d。

4.8 模板拆除

模板拆除后，立即将埋件表面清理干净，并涂刷防腐漆及面漆封闭。埋件刷漆必须方正，涂刷过程中避免污染柱段混凝土。空冷柱施工缝油漆可选用黑色，以增加观感效果。

4.9 施工注意事项

（1）施工中应注意避免电焊和切割等对模板制作质量的影响。

（2）对于柱钢筋绑扎，柱内外侧的两个相对钢筋网片应用挂钩拉结筋拉结，绑扎钢筋的铁丝应折向钢筋骨架中间，以防铁丝外露形成锈斑，污染混凝土表面。

（3）严格混凝土配合比管理，混凝土拌制时，各类材料计量准确，搅拌均匀，和易性良好。

（4）混凝土浇筑后不要急于拆模，若拆模过早，混凝土表面色泽易变浅，造成构件色泽不一致，影响清水混凝土的效果，更不利于成品保护。

（5）保证混凝土的和易性，振捣混凝土时振捣棒不得撞击模板。

5 空冷柱施工效果

采用定型钢模板无对拉体系施工的空冷柱，拆模后质量验收实测偏差均在控制允许偏差范围内，清水混凝土外观质量优良，线条美观，表面平整、光滑，色泽一致，无蜂窝、麻面及明显气泡等缺陷。

6 结束语

混凝土空心柱的施工以控制截面尺寸和外表观感为关键控制点，不仅要在模板的制作、安装和混凝土原材料、搅拌、浇筑、养护等方面加以控制，还要根据现场环境变化及时制定各种应对措施，施工中认真控制好每一个可能影响到工艺质量的环节，做好技术交底和加强现场施工管理。