尿素造粒塔噴淋層勁性骨架施工技術

摘要：造粒塔勁性骨架的施工是噴淋層施工的重點，也是整個造粒塔施工的核心與關鍵。為使勁性骨架高效安全施工，通過塔體埋件、施工措施平臺、塔內環梁、勁性骨架四個重要環節進行研究，結合安陽中盈化肥有限公司60萬噸/年尿素項目的具體施工，成效顯著，研究證明此方法高效、安全、經濟。

關鍵詞：高效安全；塔體埋件；措施平臺；塔內環梁；勁性骨架

引言

近些年，國內尿素項目層出疊現，造粒塔的施工技術也不斷改進，項目的安全、工期與費用控制成為每個企業的控制重點。現國內造粒塔的基本組成為基礎部分、塔體部分（塔身及樓梯間、電梯間）、刮料層、噴淋層四部分組成，基礎部分為大體積混凝土工程，塔體部分為滑模施工，刮料層為塔內低跨漏斗結構，此三部分國內技術已相當成熟，噴淋層成為造粒塔的關鍵部分，而勁性骨架的施工是噴淋層施工的核心，關系到整個裝置的成敗。通過對施工中塔體埋件的布置、塔內臨時措施平臺的搭設、塔體環梁的局部處理和勁性骨架的預制吊裝施工技術的應用，使工期與費用與同期減少10%，安全達標100%。

一、造粒塔勁性骨架施工簡介

此分析、研究主要針對安陽中盈化肥有限公司60萬噸/年尿素項目的具體施工為主線進行，塔體內徑為26m，塔身壁厚為600/500/350變徑；塔內有刮料平結構、噴淋層結構，噴淋層主要依托24根550mm×1100mm勁性骨架支撐整個噴淋層，勁性骨架為混凝土內包鋼桁架與鋼筋結構。

二、施工技術要求

本工程采用滑模施工，勁性骨架的施工很難同步完成，平臺的設計減少了腳手架的搭拆，及腳手架安全性，穩定性的論證，也省了人工及材料。新技術采用主要采用四個主要控制點（1）塔內埋件的埋設；（2）塔內環梁泡沫板的埋設；（3）噴淋層施工平臺的搭設、木板的鋪設及平臺上腳手架的搭設；（4）勁性骨架的預制、鋼筋綁扎與模板安裝與混凝土的澆筑。

（一）塔內埋件的埋設

勁性骨架的施工主要依靠下部施工平臺的支撐與上部拉桿的拉力，新技術采用二次結構施工的方法，待塔體施工完畢后進行勁性骨架的施工，而塔體采用滑模施工，施工平臺的搭設必須在塔體滑升的過程中埋設預埋件。

1.預埋件根據施工平臺的受力情況進行力學分析并進行相關試驗后根據施工平臺高程進行分類、加工制作，在滑模施工至該部位之前，進行預埋加固。

2.預埋件需有專業人員制作安裝，待安裝準確后施工技術人員進行復合檢查。主要包括預埋件規范、鋼板厚度、錨筋長度直徑、安裝位置標高的準確性。

3.預埋時掌握好與滑升模板的距離，以便滑模系統拆除后快速的找見預埋件。

（二）塔內環梁泡沫板的埋設

勁性骨架與塔體是一個整體結構，新技術應用時必須保證與塔體混凝土有可靠的連接并進行力學計算，并爭得設計單位結構師的同意，嚴格掌控塔體環梁的施工。

1.根據勁性梁與塔體環梁接觸的部位預留孔洞埋設泡沫板，待滑模結束后進行拆除，使勁性骨架進入預留孔洞。

2.在環梁朝塔內的外側鋼筋內埋設一圈泡沫板，待滑模結束后進行拆除，在勁性梁進入孔洞后，將埋設的泡沫板拆除，外側鋼筋穿入勁性骨架，并與勁性骨架焊死，鋼筋接頭按規范留置。

3.在外側鋼筋與勁性骨架有可靠的連接后，將泡沫板拆除后勁性骨架孔洞和外側一圈孔洞用高強度無收縮灌漿料對環梁進行補強；

（三）噴淋層施工平臺的搭設

施工平臺作為勁性梁以及后續造粒小室施工的基礎，待施工塔體、樓（電）梯間滑模施工完成后，且混凝土強度達到設計強度的100%以上時拆除滑模裝置，利用塔體施工中預埋的埋件采用焊接的方式安施工平臺。同時在砼強度上升過程中預制桁架，桁架焊縫采用超聲波100%檢查，確保焊縫質量。

1.牛腿的焊接。

根據原先在塔內預留的埋件進行牛腿的焊接，牛腿鋼材為Q235，焊條為E43型，手工焊.牛腿的承受荷載根據施工平臺下桁架跨度最大的進行集中荷載和均布荷載的計算。

2.桁架的搭設。

根據塔內徑的大小進行桁架的搭設，桁架僅承擔勁性骨架、中心環梁安裝過程中的施工操作平臺（腳手架）、模板、鋼筋的荷載，以及施工操作人員和小型機械的荷載。待勁性骨架、中心環梁、井字梁安裝完成后，由勁性骨架和環梁組成的的支（自成）撐體系承擔噴淋層施工荷載。

3.桁架就位后，與牛腿進行焊接，然后鋪設分布梁如槽鋼、木板和安全網。

4.腳手架的搭設。根據勁性骨架的位置進行腳手架的搭設，使勁性骨架的受力點落于腳手架上。

（四）勁性骨架的施工

勁性骨架是噴淋層施工的重點，為上部造粒小室的主要承重構件，由于勁性骨架為型鋼鋼筋混凝土結構本身自重大，加上施工中的模板及其他動荷載，正常施工情況勁性骨架的拉桿為12根，為了確保安全，保證安裝質量和工期要求，在施工中增加12根拉桿，即每根輻射梁有一根拉桿，共計24根拉桿，并按以下施工程序進行施工

1.勁性骨架的鋼桁架的制作與安裝。

（1）放樣：為確保工程質量，鋼結構加工確定在現場加工場地制作。 放樣前應校對圖紙各部分尺寸，特別注意安裝尺寸，按施工圖上的圖紙和尺寸按l：1比例放出所有構件及連接板的大樣，放好大樣后，必須經有關部門和專業檢查人員進行復驗，確定無誤后方可進入下道工序，根據大樣制作必要的樣板、樣桿，并正確編號，妥善保管。

（2）下料：在下料前應首先校對要求下料的規格、尺寸、數量及材質是否符合要求。

（3）制作：根據施工圖要求，所有構件在現場內制作、安裝。鋼桁架制作流程：放樣—下料—原材校正—邊緣加工—部件制作—組裝、焊接—鉆孔—校正—編號—驗收—根據部位領料—安裝—結構驗收 。

（4）鋼構件安裝：勁性骨架的安裝主要依靠塔吊進行吊裝按以下程序：進行檢查鐵件預留孔的標高并放線—在施工平臺腳手架上預設好勁性骨架的位置—先將勁性骨架靠筒壁的一端放置于預留孔中—再將勁性骨架的另一端放置于施工平臺的預設的位置（用手搖千斤頂調整其高度）—位置滿足設計要求后，先將預留洞一端的勁性骨架與預留洞鐵件焊好，塔吊可以脫鉤—將拉桿安裝就位—拆去千斤。

2.拉桿的連接。

增加拉桿使每榀桁架的受力集中在拉桿上，避免在混凝土澆筑過程中自重大，使全部受力集中在施工平臺上造成平臺的塌方。

3.鋼筋的制作與安裝。

（1）鋼筋進場進，應按爐罐（批）號及直徑分批驗收，其中包括查對標牌、外觀檢查，各種規格級別的鋼筋必須有出廠合格證、并按有關規定抽取試樣作機械性能試驗，合格后方可使用。

（2）鋼筋加工。

①鋼筋表面應清凈、無損傷、油漬、漆污和鐵銹應在使用前清理干凈，可結合拉接工藝除銹。

②鋼筋調直采用機械調直，調直后，表面傷痕不應使鋼筋截面減少5%。

③鋼筋切斷應保持鋼筋型號、直徑、長度和數量，長短搭配，先斷長料，后斷短料，盡量減少和縮短鋼筋接頭。

④因根據勁性梁的尺寸嚴格下料，以避免在與勁性桁架的安裝過程中的誤差，鋼筋與桁架的連接方式采用焊接不得采用搭接連接。

4.模板和混凝土澆筑注意事項。

（1）做好混凝土澆筑前的準備工作，如檢查鋼筋、模板拼縫、模板支撐、預埋件安裝、預留孔洞位置、雜物清理、混凝土上面標高的控制線等是否合格，混凝土澆筑人、料、機等的準備工作是否完善、齊備。符合要求后，方能開始澆混凝土。

（2）由于勁性鋼骨架為高空施工，并且施工難度大，勁性鋼骨架梁采用吊模施工，進行混凝土澆筑時，在模板底板掛上一條線繩，由專人進行看護，看護人員待混凝土澆筑一次后，拿卷尺進行測量，無沉降，繼續澆筑混凝土；若發現有沉降情況，就立即停止混凝土澆筑，加固吊模板后，方可施工。勁性梁、模板支設，采用架管吊于勁性骨架和環梁骨架之上（見下圖）。模板采用木模板和方木加固，中部加兩道對拉螺栓。

5.混凝土運輸與澆筑。

混凝土運輸采用自升式塔式起重機，在澆筑時必須提前計算混凝土的澆筑量，塔吊運送量，砼澆注的順序為，先澆每根輻射梁靠筒壁的梁頭，砼澆注時間要求：砼澆注時要注意砼澆注的節奏，即前一次砼初凝前要進行第二次澆注，保證不留施工縫。砼澆時嚴格控制施工平臺的沉降，避免塌方；

6.模板的拆除。

輻射梁模板架子的拆除：模板架子拆除前應先將試塊進行試壓。試壓合格后，再拆除部分梁的模板，做回彈確認。確認合格，即可進行模板的拆除。模板的拆除應分段進行拆除，每1—1.5m為一段。

三、結論

針對造粒塔塔體埋件、施工平臺、塔內環梁和勁性骨架施工的有效控制，安陽中盈化肥有限公司年60萬噸/年尿素項目比同期類似項目工期、費用減少10%，人員傷亡0，通過此研究解決了塔體與塔內結構的整體性問題與施工的安全高效性，為公司后續同類工程施工積累了寶貴的經驗。

參考文獻：

[1]楊波主編.《建筑工程施工手冊》[M].化學工業出版社.

[2]《尿素造粒塔工程施工及質量驗收規范》；GB51138-2015.

[3]《型鋼混凝土結構施工鋼筋排布規則與構造詳圖》；12SG904-1.

致謝：

在此致謝中鹽紅四方股份有限公司30萬噸/年尿素裝置、內蒙古博大實地化學有限公司5080化肥項目的有關技術人員以及公司領導等的大力幫助、指導。

作者簡介：

姓名：冀筱鵬，男，參加工作時間：2011年7月。所屬單位：中化二建集團有限公司河南分公司；職稱：助理工程師；參與建設項目：1.安陽中盈化肥有限公司60萬噸/年尿素項目；2.河南晉煤天慶18305項目；3.洛陽年產20萬噸乙二醇項目；4.洛陽宏興新能化工芳烴項目。