提高塔類設備基礎預埋地腳螺栓精度施工方法

1石油天然氣長慶工程質量監督站 2長慶油田分公司采氣一廠

提高塔類設備基礎預埋地腳螺栓精度施工方法

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1石油天然氣長慶工程質量監督站 2長慶油田分公司采氣一廠

地腳螺栓的安裝是設備安裝的基礎性工作，特別是天然氣凈化廠塔類設備預埋地腳螺栓安裝質量決定著后續設備能否準確吊裝就位。為了保證施工質量，一定要提前加工好地腳螺栓定位模板。螺栓精確定位施工主要關鍵點有軸線和標高的確定、定位模板就位、地腳螺栓的固定、地腳螺栓復測、混凝土澆筑以及校核及成品保護。通過地腳螺栓定位模板制作與精確定位施工，經實測，5座大型塔類設備基礎預埋地腳螺栓中心線位置偏差最大值為1.5 mm，外露長度偏差最大值為5 mm，質量一次合格率100%，一次吊裝安裝到位，未出現返工現象，整個建設工期縮短26天。

塔類設備；地腳螺栓；偏移分析；定位控制

1工程概況

長慶氣田第五天然氣凈化廠共有設備基礎256臺，其中大型設備脫硫吸收塔1座、脫硫再生塔1座、三甘醇吸收塔1座、精餾塔1座、提餾塔1座，基礎需精確預埋地腳螺栓。脫硫吸收塔直徑2.6 m，高27.905 m，設備質量152.9 t，基礎底座用24根48 mm×1 700 mm地腳螺栓圓周均勻分布，分布直徑為2.9 m。其他塔直徑為1.2～3.0 m，高22～34.5 m，設備質量16.35～56.3 t，基礎底座均用12～24根42 mm×1 550 mm地腳螺栓圓周均勻分布。大型設備基礎預埋地腳螺栓數量多、直徑大、質量重，且各設備基礎的分布直徑及螺栓直徑各不相同。按照《混凝土結構工程施工質量驗收規范（GB 50204—2002）》規定，預埋地腳螺栓中心線位置誤差不能超過2 mm，外露長度偏差小于10 mm[1]。由于以上5座塔設備高，噸位重，吊裝就位需使用大型吊車，如果預埋地腳螺栓安裝質量控制不好，將會使設備無法一次吊裝就位成功，返工、返修將會花費大量的人力、物力、財力，直接影響到整個工期和成本。

2地腳螺栓偏移分析

地腳螺栓精確位置發生偏移具有兩種可能：一種是空間偏移現象，即垂直方向偏移；另外一種是平面位置偏移現象，即地腳螺栓水平方向偏移[2]。空間偏移原因分析：①兩個螺帽沒有擰緊，地腳螺栓在定位模板上松動，在混凝土澆筑過程中地腳螺栓發生空間偏移；②定位模板剛度不夠，不能很好地限制螺栓偏移，造成地腳螺栓空間偏移。平面位置偏移原因分析：①地腳螺栓校正不精確，造成地腳螺栓發生平面位置偏移；②地腳螺栓沒有固定好，在混凝土澆筑過程中地腳螺栓發生平面位置偏移。

3地腳螺栓精確定位控制

3.1 前期準備工作

（1）熟悉圖紙，檢查地腳螺栓的位置與設備基礎（基礎柱）中鋼筋是否交叉，如有交叉必須在鋼筋下料前會同甲方、監理及設計部門協調解決，避免在施工過程中因螺栓與鋼筋交叉造成螺栓傾斜。

（2）加工制作定位模板，采用剛性較好的定位模板。

（3）根據施工現場情況，確定定位時經緯儀觀測的位置（一般使用軸線控制法進行定位觀測）。要求每個柱子基礎的A、B兩個方向均有軸線定位樁，用于控制設備基礎及地腳螺栓精確定位。

（4）在定位模板上刻劃出定位測量用的十字線，用于施工過程中控制螺栓間距，調整螺栓精確位置[3]。在定位模板上標識清楚A、B方位，防止施工過程中因A、B方向掉向造成螺栓埋設方位錯誤。

3.2 定位模板的制作

由于每個設備基礎地腳螺栓圓周布置直徑不同，所以每個設備基礎必須制作1個定位模板，每個定位模板不能重復利用。現以精餾塔、提餾塔為例，介紹定位模板制作過程。首先使用厚20 mm、寬度為200 mm的鋼板制作地腳螺栓精確定位模板[4]，然后在定位模板上刻劃定位測量的十字線，按30°角等分劃線，確定定位模板平面開孔位置，并標出A、B兩個方向的位置，見圖1；其次，按照定位開孔位置及大小使用機床或鉆床開孔，注意鋼板不能變形，然后在定位模板安裝固定支架立桿。

圖1 定位模板開孔示意圖

3.3 螺栓精確定位施工

螺栓精確定位施工關鍵點控制如下：

（1）軸線、標高的確定。在安裝完畢的基礎模板上用墨斗彈十字中心線標志，作為螺栓定位模板安裝的初步安裝位置。根據模板上的標記位置用鋼管搭設獨立的螺栓組安裝支架并固定，以確定定位模板的標高。

（2）定位模板就位。將定位模板放置于鋼管水平支架上初步固定，檢查其位置是否合適，然后再做局部調整。

（3）安裝地腳螺栓。將地腳螺栓插入定位模板預留孔內，將螺桿上部用螺帽上下固定，邊擰邊校核螺栓的相互尺寸。把標高調節一致，套入定位模板，在每根螺栓頂部再擰入一個螺母來固定模具。

（4）地腳螺栓的固定。待螺栓精確定位調整完畢后，使用短鋼筋焊接連接地腳螺栓錨板與底層鋼筋網片為一個整體。在中間層鋼筋網片上，使用短鋼筋焊接地腳螺栓與鋼筋網片為一個整體，限制地腳螺栓位移。地腳螺栓位置經校核符合要求后，用扳手緊固好兩個螺帽，使螺栓固定在定位模板的精確位置處。

（5）地腳螺栓復測。用經緯儀復核同一軸線位置的地腳螺栓是否在同一直線上，應滿足尺寸精度≤2 mm；用水準儀測量螺栓組的高度尺寸，應滿足尺寸精度≤5 mm。經檢查，尺寸精度符合要求后方可進行混凝土澆筑。

（6）混凝土澆筑。為防止混凝土澆灌完成之后螺栓被污染，在混凝土澆灌之前應將螺栓絲扣部分打油后用塑料薄膜包扎好。在混凝土澆筑過程中，在螺栓附近澆筑振搗混凝土時要特別注意，既要振搗密實混凝土又要避免碰撞螺栓，以免引起螺栓位移變形。

（7）校核及成品保護。為避免地腳螺栓發生平面位置偏移，可多次校正地腳螺栓位置。混凝土澆筑全過程要實時測量地腳螺栓移動偏差，一旦發現偏差超標立刻進行校正，直至符合規范要求。在混凝土澆灌完成之后混凝土初凝之前，應派專人進行螺栓的再次校核、調整，直到螺栓位置滿足規范要求。混凝土施工完成后，應立即用型鋼制成的蓋子蓋在螺帽上面進行保護，防止螺栓絲口被破壞。對彎曲變形的地腳螺栓要進行校正，已損傷的絲扣用鈑牙進行修理，并對所有的螺栓予以保護。

4結論

設備安裝是石油石化建設工程中的重要工序，其安裝質量的優劣直接影響著生產運行效果。地腳螺栓的安裝是設備安裝的基礎性工作，特別是天然氣凈化廠塔類設備預埋地腳螺栓安裝質量，決定著后續設備能否準確吊裝就位。

通過地腳螺栓定位模板制作與精確定位施工，經實測，長慶氣田第五天然氣第五凈化廠5座大型塔類設備基礎預埋地腳螺栓中心線位置偏差最大值為1.5 mm，外露長度偏差最大值為5 mm，質量一次合格率100%，一次吊裝安裝到位，未出現返工現象，整個建設工期縮短26天。

[1]徐有鄰，程志軍，白生翔，等，混凝土結構工程施工質量驗收規范：GB50204—2002[S]，北京：中國建筑工業出版社，2011：5-7．

[2]于洪柱．地腳螺栓精確定位模板的設計和加工[J]．機械工程師，2001（2）：55-56．

[3]劉任興，劉華周．化工塔類砼設備基礎地腳螺栓安裝施工[J]．化工施工技術，1996（4）：26-28．

[4]李永淵．大型設備基礎預埋地腳螺栓施工[J]．石油工程建設，1990（3）：46-47．

（欄目主持 樊韶華）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.8.038

毛升好：工程師，2006年畢業于西北工業大學土木工程專業，現任石油天然氣長慶工程質量監督站副總工程師。

（029）86599336、maoshh_cq@petrochina.com.cn

2015-02-10