火電廠土建結構的施工組織與技術分析

劉尚永 張智勇

【摘要】設備安裝和土建結構是火力發電廠建設中較為復雜的部分，也是施工難度相對較大的工業建設，在施工技術和施工組織方面，有著自身的特點。電力建設事業伴隨著改革開放已有了較大的發展，高參數大型機組建成并已投產運行，施工技術和施工機械裝備，安裝材料及建材的選用、土建結構和平面布置，系統設計及設備選型等方面也都在很大程度上有了提高和發展，經過很多年的建設施工，已經積累了豐富的實踐經驗。本文論述了建筑施工中土建結構的施工組織與技術。

【關鍵詞】火力發電廠；土建結構；施工組織；技術

Construction organization and technical analysis of civil structure of thermal power plant

Liu Shang-yong1，Zhang Zhi-yong2

（1.China Energy Construction Group Shanxi Electric Power Construction Co.， LtdTaiyuanShanxi030006；

2.China Resources Power Holdings LimitedTaiyuanShanxi030006）

【Abstract】Equipment installation and civil structure is a more complex part of the construction of thermal power plants， but also the construction of relatively large difficulty in industrial construction， construction technology and construction organization， has its own characteristics. The construction of electric power construction is related to the development of reform and opening up. The high-parameter large-scale unit is built and put into operation. The construction technology， construction machinery and construction machinery and equipment， installation materials and building materials selection， civil structure and layout， system design and equipment selection Type and so on are also to a large extent with the improvement and development， after many years of construction， has accumulated a wealth of practical experience. This paper discusses the construction organization and technology of civil structure in construction.

【Key words】Thermal power plant；Civil structure；Construction organization；Technology

1. 發電廠結構基礎施工

主廠房的基礎主要包括箱形基礎、筏形基礎、條形基礎、單獨基礎等類型。

（1）箱形基礎是一種在上部荷載較大、分布不均勻、地基條件較差的情況下使用的整體基礎。可以用于對輔助設備及地下室進行布置。

（2）筏形基礎分為助形基礎和板式基礎兩種。它是一種在地基較差、上部荷載較大的情況下，為了對主廠房的不均勻沉降和沉降量進行控制而使用的整體筏形基礎。

（3）條形基礎：主廠房的上部結構為鋼筋混凝土結構時，受地基等條件的影響，需要使用條形基礎；另外，上部使用磚結構時（通常是小型機組的廠房），其墻基也大多是使用鋼筋混凝土條形基礎。

（4）單獨基礎的形式包括階梯形、錐形等。主廠房的柱距和跨度均相對較大，當基礎地基的條件相對較好時，大多使用單獨基礎。若上部的結構是預制裝配式，也能夠使用杯形基礎。

（5）前兩種基礎主要是在地基較差的大型機組廠房中使用，施工技術要求高，工程量大，結構較為復雜，特別是需要和地下室用的箱形基礎相結合，具有限高的防水要求；后兩種基礎通常是在地基條件較好的工程或中小型機組的主廠房中使用，便于施工，結構簡單。

（6）基礎工程量：在綜合進度計劃中，結構基礎施工是主導工序，和地下設施有著密切的關系，在整個主廠房的工程量中也占有較大的比例。因此，必須因地制宜，選擇先進、合理的基礎施工方案，這對確保主廠房的工程質量，加快綜合進度，綜合提高經濟效益非常重要。

（7）主廠房的基礎施工：必須與工程的實際條件相結合，對工期控制、施工順序安排。和地下設施的關系，大體積混凝土的溫控防裂，混凝土施工方式、基坑排水、施工季節、地基處理、土石方開挖、土方平衡等問題進行綜合考慮。土建施工單位必須把分項施工方案編制好，認真的進行組織和協調。

2. 主廠房與設備基礎施工

（1）火力發電廠的主廠房包括鍋爐前封頭、鍋爐基礎或鍋爐間、煤倉間、除氧間、汽機間、爐后設備基礎和煙囪。需由監理組織、設備安裝、土建施工、設計、業主等單位一起參加會審施工圖，然后由施工單位結合施工圖的會審意見按照施工圖對施工方案進行編制或修改，報給相關單位進行審批。通常主廠房都使用機械大開挖的土建施工方案對廠房內的溝道、主要輔助設備基礎、主設備基礎、主廠房基礎進行施工。首先對主設備基礎和主廠房進行施工，其次對輔助設備基礎和廠房內的溝道進行施工。

原則是：爐后的設備施工不會受到煙囪工期安排的影響，可以安排兩臺大型鍋爐基礎同時施工，煤倉間、除氧間和汽機間可以按機組分段同時組織施工。煤倉間和除氧間有電梯井、爐前封、金屬煤斗、粱、預制板，通常是由電建安裝單位配合吊裝就位，由土建施工單位塔吊完成其余的工作量，以提升運輸和吊裝水平。

地下水位比基礎底板高時，可以使用降低水位的技術措施，設一個井點在基礎外側，抽水將水位降低。在基槽內配設雨水排水井溝，以便將基槽內的積水排除，確保施工可以在干狀態下進行。

（2）火電廠工程中的主廠房：質量工藝的要求高，要求工期要快，工程量最集中，這是全廠的主體建筑，能夠對設計及施工水平進行集中的反映。汽輪發電機組和鍋爐基礎的混凝土工程量大，施工技術復雜，尺寸精密度要求高，是發電廠三大主機的基礎，應對施工的進度和質量進行嚴格的控制。

（3）主廠房零米以下的基礎施工：涉及到了電氣接地網、溝道和埋設管道等許多設備基礎，必須合理、全面、細致、認真的進行組織。在回填土之前，必須保證將接地網、電纜管、管道、電纜遂道、地下溝道、主輔設備基礎等施工完畢，以盡快交付鍋爐爐架吊裝或進入到上部結構的施工，創造良好的施工條件。

（4）基礎施工：汽輪發電機基礎通常是主廠房最深的基礎，通常應該先深后淺，但習慣上要求鍋爐基礎是應該先交付安裝的。特別是鍋爐使用鋼結構爐架，用大噸位無軌移動式起重機吊裝時，往往要求先對鍋爐基礎進行開工，這樣能夠保證先交付安裝，有利于整個工期的提前。在工序間采取交叉作業施工，使安裝和土建得到緊密的協作和配合，以縮短工期，取得良好的經濟效益。所以，工程施工管理應該具備較高的集中管理組織水平，必須采取可靠有效的施工技術措施，避免發生事故，否則上下立體多層交叉施工會產生施工問題，導致安全事故的發生。

3. 結構施工的材料分析

3.1輕型混凝土。

提高混凝土的強度等級可以使結構自重得到大幅度的減輕，此外，使用細灰多孔燒結料混凝土、陶粒混凝土等輕型混凝土也可以減輕承重結構的自重，目前的試驗配制強度已經達到了40MPa，而將重度控制在1800Kg/m2以下就能使結構自重減輕約20%～30%。使用輕型混凝土使結構輕型化及使用HPC提高混凝土的結構延展性和抗拉強度，對抗展有著特殊的意義。

3.2高性能混凝土HPC。

（1）隨著電力供需市場的變化，各方面對施工工藝的要求和期望也在逐漸高漲。近些年由于對混凝土工作性要求的不斷提高，混凝土澆搗困難，現澆混凝土結構具有粱柱節點鋼筋越來越密、鋼筋越用越粗的趨勢以及抗震設防的需要，HPC應用的加速推進勢在必行。

（2）HPC認為混凝土的三要素是強度、耐久性和工作性，更為重視混凝土的工作性，改變了傳統的片面以強度為主的做法，代表了混凝土技術今后的發展方向。在電建工程中，混凝土布料和泵送技術已經普遍得到了應用，高層輸送中的爆管堵管也成為了一大技術課題，可泵性成為了衡量混凝土工作性的一個重要指標。在混凝土壓力輸送過程中，可泵性能夠使混凝土和管壁的摩擦阻力降到最低，同時也能使混凝土保持良好的穩定性（不泌水不離析）。

（3）此外，HPC中免振性也是一個重要的特征要求，HPC無需振動就能夠填充鋼筋間隙和模板角落，即使是在操作者責任心不強或疏忽、操作困難等不利的情況下也可以確保結構的耐久性和可靠性，更為重要的是能夠在硬化階段防止原始缺陷的產生。通常HPC的抗拉強度和一般高強混凝土相比有了顯著的提高，強度等級也在C50及以上。混凝土技術的較大進步給HPC的

推行奠定了基礎，只要充分利用外加劑和優質525水泥的復合作用，滲用活性細摻料，重視集料，改造目前的攪拌工藝和設備，HPC的生產就是完全可行的。

4. 基礎施工的質量控制措施

4.1存在的問題。

由于火電廠的汽機基座都是大體積混凝土，如果施工中的降溫措施和澆注工藝不到位，就會使混凝土的表面出現收縮裂縫或溫度裂縫，有些裂縫的深度可達40mm～50mm，在成型后期混凝土表面會產生露筋、麻面以及蜂窩等現象，對混凝土的耐久性和強度造成影響；由于基礎的上層和下層之間的鋼筋間距較大，如果上層綁扎的鋼筋不牢固，在澆注混凝土過程中混凝土泵管的沖擊、施工人員的踩踏等就會造成上層鋼筋墊塊被壓碎、塌陷、偏位或位移等問題，最后造成上層的鋼筋塌陷而對混凝土的澆注質量造成影響等；通常使用泵送連續澆注方法澆注混凝土，會使側模受到很大的沖擊側壓力，所以一旦出現跑模或脹模現象就會導致混凝土流出，對混凝土的外觀質量甚至是使用要求造成嚴重的影響。

4.2質量保證措施。

火電廠的主要輔助設備包括循環水泵、給水泵、風機、鋼球磨煤機等設備基礎；主設備包括主變壓器、汽輪發電機組及鍋爐設備基礎；大多具有轉數高、重量大等特點，所以這些基礎設備對基礎的質量要求較高。通常按照以下五步對主要輔助設備基礎及主設備基礎的施工質量進行組織和實施。

（1）第一，基礎：在對基礎進行施工前，應在會審施工圖的基礎上，由業主工程部和設備制造廠家進行聯系，并確定廠家的供貨設備是否有修改，同時把書面意見通知給施工單位、監理和設計院，保證實際設備和施工圖相符。

（2）第二，預埋件進場報驗：應該認真的檢查并驗收進場的預埋件，以確保與設計要求相符合。

（3）第三，安裝預埋件：由土建施工單位負責安裝預埋件，同時給出安裝后的測量結果。由監理、安裝、土建、監理組織或業主參加，對測量數據進行檢查復核看看是否可靠準確，若存在誤差應立即調整復測直到合格，各方進行檢查確保合格并且會簽后開始對混凝土進行澆筑。安裝鍋爐基礎的單位還需拉鋼絲單獨進行測量，保證爐膛中心線和鍋爐基礎準確無誤。

（4）第四，澆筑混凝土：土建施工單位必須在澆筑混凝土的施工過程中架設測量儀器，進行監測控制，若發現有問題應及時的調整加固，保證成型基礎的誤差可以滿足規范要求。在汽輪發電機組基礎大方量澆筑混凝土的過程中，需控制溫度差，采取措施，確保澆筑質量。

（5）第五，基礎交安：土建施工單位要按照相關的規定把施工基礎交安資料整理合格，由土建提出，監理主持，安裝參加，一起對主要輔助設備和主設備基礎進行測量復核及檢查驗收，確定合格后正式交安，若有問題應由土建施工單位負責處理。

（6）因為火電廠的基礎大多是大體積混凝土，所以為了防止其澆筑后出現表面裂縫，應使用低水化熱礦渣水泥做底板，按照設計要求內摻外加劑進行控制。要嚴格控制石子、砂子的含水率、含泥量，同時必須做級配試驗而且試驗結果良好，水灰比≤0.5。

（7）一般澆筑大體積混凝土需要較長時間，并且必須連續澆注混凝土，所以應防止在澆注時由于現場混凝土的供應不足而造成混凝土產生冷縫等質量事故；必須分層進行澆注，同時把分層厚度控制在30cm～40cm；應在振搗過程中慢拔快插，對每個振點的振搗時間進行控制以表面產生浮漿為準，避免將表面的混凝土振搗密實后和下層發生離析、分層。為確保混凝土的內部不會產生氣泡，必須將振動棒抽出時產生的空洞消除；應及時的覆蓋養護澆注完成的混凝土，且要確保養護時間符合設計要求。

（8）施工時將1.5m寬的排架搭設在基礎四周作為施工通道，且脫離模板支撐系統，上鋪腳手板，混凝土側擘頂面和腳手板平齊，通道邊設1100mm高的安全欄桿。基坑和通道外連通，該通道能用作材料運輸通道，并用作混凝土的施工通道，防止澆筑時混凝土施工設備及人員對倉面鋼筋造成損壞等。

（9）如果混凝土表面的浮漿層比較厚，就需待表層的混凝土初凝30min左右，撒一層碎石骨料在其表層，采取二次抹面，即初凝后進行表面抹壓（不少于三遍），以避免表面產生干縮裂縫。此外，為了避免混凝土側面產生裂縫，需在拆模后立刻突擊進行土方回填或用毛氈覆蓋養護，以使基礎側面的裸露時間盡量減少。

（10）除了把基礎短柱插筋和基礎上層筋的中部綁扎牢固外，還需用鐵絲把短柱豎向插筋和表層筋交叉扎牢，且用鐵絲把表層筋四周固定在模板上，其間距應為1.0m。基礎的面積越大，馬凳筋也應該越多。盡量使用強度等級較高的砂漿墊塊，以確保混凝土的保護層厚度，針對鋼筋較多、體積較大的基礎底板，混凝土墊塊可以使用短鋼筋頭代替，以防止因底板鋼筋的荷載過大而壓碎墊塊，導致鋼筋保護層厚度不夠、底板筋局部塌陷的現象產生。

（11）使用18mm厚的雙面覆膜木膠模板作為基側模，使用AUTOCADI程輔助制圖軟件進行翻樣，為了承擔大部分側壓力，使其四周的支撐系統只對模板起到穩固作用，要盡量采用螺栓對拉的形式進行模板支護。如果條件允許，可使用基礎底板及表層筋端頭與短對拉螺桿進行搭焊連接的方式，且要對現結構配筋進行充分的利用，使拉桿筋的用量減少，如果對混凝土的表面有要求，不可以使用對拉螺栓，就使用架管或槽鋼進行加固。

5. 結語

應該嚴格按照安全生產的要求在施工現場組織生產、組織施工，同時應該在施工前對安全技術方案進行編制，把操作細則制定好，將安全生產的教育工作做到位，使全員的安全意識得到充分的提高。制定安全保障體系，責任到人，需要配設專職的安全員對現場進行不間斷的巡視。另外還要與地方的安全部門聯合建立有效的安全報警應急機制，針對每一個施工的交叉點配設相應的安全措施，保證工程的安全實施。

參考文獻

[1]劉啟柏，溫衛寧，劉勇.大型火電廠主廠房結構特點及其施工技術改進[J].電力建設，2003（10） .

[2]劉仁登.淺談電廠土建工程的技術處理[J].才智，2011（24） .

[3]劉小林，龔華鳴，劉彬.火電廠汽機基座預埋套管高精度安裝工藝[J].電力建設，2009（5） .

[4]張文元，于海豐，張耀春，等.大型火電廠鋼結構主廠房鉸接中心支撐框架體系的振動臺試驗研究[J].建筑結構學報，2009（3） .

[5]仝艷民，魏聰玲，趙云勝，等.火電廠建設施工的質量控制――以山西軒崗電廠為例[J].安全與環境工程，2009（1） .

[6]付瑜.如何加強火電工程全過程質量管理[J].學理論，2010（35）.

[文章編號]1619-2737（2017）04-16-611