火力发电厂钢煤斗拖运安装施工技术

王瓅玮，于见虎

（1.中国能源建设集团华东建设投资有限公司，南京 210028；2.中国能源建设集团江苏省电力建设第三工程有限公司，江苏 镇江 212000）

1 工程案例

华能灌云热电厂工程中共有3台机组，每台机组3个钢煤斗，质量约222.75t，搁置于煤仓间八字形钢煤斗梁上。本项目合同工期较紧，采用传统吊装工艺无法满足工期要求，因此，项目部提出一种新的钢煤斗拖运安装工艺。该工艺与传统钢煤斗吊装施工工艺相比，显著特点是钢煤斗安装与厂房煤斗层上部主体结构施工互不影响，可以有效解决现场起重设备起重能力受限，将钢煤斗分段制作并吊装至拖运平台拖运就位，保证煤斗与主体结构平行施工，大大缩短施工工期并降低钢煤斗吊装成本。同时，本技术借助于BIM模拟吊装、拖运过程，能够有效克服拖运过程中现场空间狭小、与内部管道碰撞等复杂问题。

2 工艺原理

基于BIM技术的钢煤斗拖运安装方法的基本原理是：在主体结构施工工期较紧，先行完成主体结构工程致使常规钢煤斗吊装工艺无法进行的情况下，将钢煤斗分节段制作运输至现场存放，在主厂房固定端和扩建端分别搭设吊装拖运平台，同时在钢煤斗层安装拖运轨道和牵引设备，然后将分节制作好的钢煤斗按顺序用汽车吊吊运至拖运平台并采用牵引设备拖运就位，在钢煤斗分节吊装、拖运前，采用BIM技术模拟吊装、拖运施工，并检查是否与结构或管道发生碰撞，接着用电动葫芦将分段制作钢煤斗组对、焊接，最后拆除拖运轨道和平台，完成钢煤斗吊装工作。

3 工序流程及操作要点

3.1 施工工艺流程

钢煤斗施工工艺流程如图1所示。

图1 钢煤斗施工工艺流程图

3.2 操作要点

3.2.1 钢煤斗分节段制作和吊车工况选择

1）钢煤斗分节段制作。根据钢煤斗设计图纸和厂房煤斗层楼层净高合理确定钢煤斗转换节和椎体制作节段长度。就灌云热电厂而言，厂房煤斗层净高为4.1m，而钢煤斗直筒段高度为2.65m，为了便于钢煤斗的组对焊接，钢煤斗转换节取直筒段和支撑梁椎段，共3.3m（2.65m+0.65m），具体如图2所示。

图2 煤斗模型示意图

2）吊车工况选择。根据钢煤斗分节段制作方案计算出节段钢煤斗最大质量以及施工现场吊装环境条件，确定最佳吊装机具[1]。然后，再根据选定吊车的性能表和吊车将其吊装至拖运平台的最大工作幅度确定拟选定的吊车工况。本工程根据吊装施工方案，钢煤斗转换节最大起重量约为13.86t，吊装工况选定为：100t汽车吊，主臂长度为35.5m，工作幅度14m，最大起重量为18.8t，吊车负荷率73.7%。

3.2.2 脚手架拖运平台搭设

在主厂房固定端和扩建端的适宜位置分别设置脚手架吊装拖运平台，脚手架拖运平台采用48.5mm×3.5mm的钢管、扣件和脚手板搭设，平台搭设高度应同钢煤斗层高度，搭设宽度和长度应以满足吊装需求为准，平台采用50mm厚脚手板满铺，其立杆间距、步距和剪刀撑布置应根据承受的上部荷载确定并经强度和稳定性验算，同时，应对平台支撑的地基承载力进行验算。本工程固定端吊装拖运平台搭设长宽为11.0m×9.0m，高度为21.0 m，立杆间距为1.0m×1.0m，步距为1.2m，纵向剪刀撑设置间距为2 000mm，在9m和20m高处各设置一道水平剪刀撑。经验算，强度和稳定性均符合要求。

平台脚手架应严格按照规范和审批的施工方案进行搭设、检查和验收，符合要求挂牌合格后方可投入使用，使用过程中，应对架体杆件垂直度、扣件扭矩等进行密切监测，及时进行调整，保证架体稳定和安全。

3.2.3 拖运轨道选型及安装

1）钢煤斗拖运时，拖运轨道需跨越厂房煤斗层预留的煤斗安装孔洞，因此，轨道的选择必须有一定的强度及稳定性，一般采用工字钢和槽钢组合方式。具体轨道型钢大小根据孔洞跨度及上部所拖运的钢煤斗重量通过计算确定。本工程采用36a号工字钢和12号槽钢组合而成，槽钢与工字钢采用焊接连接。

2）轨道安装时两轨道均应对称于拖运方向的钢煤斗中心线安装，两轨道的安装距离应约为钢煤斗直径的0.6倍，以确保拖运时的钢煤斗稳定。本工程煤斗直径为6.85m，轨道间距选定为4.1m。

3）在厂房煤斗层结构施工时按拖运轨道位置线在顶板和梁侧设置一定数量的埋件，以便固定拖运轨道。埋件的大小、规格和数量均需通过计算确定。

4）轨道安装的轨距偏差、轨道直线度偏差、轨顶相对标高（同一轨道最高、最低点标高差；同一断面两轨道轨顶偏差）均应控制在20mm以内，轨道的接头焊缝必须打磨平滑，不允许错台，以防止拖运时滑块啃轨增大摩擦或钢煤斗倾斜。

5）拖运的滑块分别设置在分节段制作的钢煤斗底座同轨道的接触点上，共4块。滑块选用铸铁制作成“船”型。滑块与钢煤斗接触位置进行切口处理，切口位置需精确，切口宽度略大于底板钢板厚度，滑块安装准备牵引拖运前，应在槽钢轨道底和侧壁涂抹黄油，减少滑块与轨道的摩擦力。

3.2.4 拖运设备选择及安装

1）钢煤斗拖运设备采用单台卷扬机进行，应根据单节钢煤斗质量及滑动摩擦系数经计算选择合理的卷扬机大小及动定滑轮组数量，以保证水平牵引力的同时降低拖运速度，确保拖运过程中构件平稳位移。卷扬机的安装位置应避开钢煤斗拖运范围，防止卷扬机阻挡钢煤斗拖运。卷扬机、动滑轮和钢煤斗上拖运吊点的锚固强度均应通过计算确定锚固方式是否可行。本项目采用1台3t卷扬机，卷扬机固定于主厂房煤斗层平台靠锅炉侧的框架柱上，采用槽钢与框架柱抱箍加固。

2）采用定滑轮改变牵引拉力的作用线方向应同钢煤斗中心线在平面位置上平行并大致重合，以保证拖运构件直线滑移不发生扭转。

3.2.5 钢煤斗节段组对安装

待钢煤斗转换节和锥体段分别从不同部位吊装拖运就位后，首先进行钢煤斗转换节安装，具体方法是用电动葫芦或倒链进行临时吊挂，同时，拆除下方的拖运轨道，采用水准仪和全站仪进行精确调整过后再将其缓慢下放安装焊接在厂房煤斗梁顶部预埋件上；然后将钢煤斗下部椎体段从厂房煤斗层的下一层用葫芦向上提升与上部已安装完成的转换节进行组对、焊接，并进行环形焊缝检测、验收。临时吊挂采用的索具大小、规格和临时吊点均应根据倒挂构件质量通过计算确定。

3.2.6 轨道与拖运平台拆除

1）轨道拆除是将钢煤斗转换节吊挂悬空后，采用氧气、乙炔切割逐段拆除，将拆除轨道集中归放至固定端吊装平台上，然后从平台上采用塔吊进行吊落运输至后场。

2）吊运平台拆除严格按照“作业指导书”要求，遵循“自上而下、先搭后拆、后搭先拆”的原则进行拆除，登高拆除作业人员必须持证上岗，并做好相应的安全技术措施，确保拆除安全。

4 结语

通过采用拖运安装施工方案，钢煤斗的施工顺序由厂房煤斗层混凝土结构→等待混凝土拆模→吊装钢煤斗→施工上部混凝土结构的传统方式变化为混凝土结构施工与钢煤斗吊装同时进行，大大节约了结构封顶与安装工期，实现了最大程度工序搭接。通过采用BIM技术，高度模拟施工过程，精确拆分钢煤斗节段，有效检查构件碰撞，同时更直观、可视化地指导班组施工，确保项目高效、优质完成。