尿素造粒塔內部工藝施工技術

文/冀筱鵬 中化二建集團有限公司河南分公司 河南三門峽 472300

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。通過對塔體預留槽、埋件的預留設與施工平臺的應用使工期與費用比同期減少10%，安全達標100%，并滿足造粒塔的整體性。

1、造粒塔內部工藝施工簡介

此分析、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，勁性骨架為型鋼鋼筋混凝土結構。

2、施工技術要求

塔體采用滑模施工，勁性骨架的施工很難同步完成，

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，并在塔體的適當位置預留孔洞和埋件為后續施工做準備，極大的滿足的整體性、經濟性與安全性。

勁性骨架的施工主要依靠下部施工平臺的輔助支撐與上部拉桿的拉力，施工平臺基本不受力，以拉桿與骨架的自重體系完成混凝土的澆筑，施工平臺的設計減少了腳手架的搭拆（0-80m）及腳手架安全性，穩定性的論證，且平臺可以重復利用，極大的滿足了安全性與經濟性。

2.1 塔體埋件的留設

在塔體滑升過程中預埋件的留設位置因根據施工平臺與拉桿的位置進行留設，并滿足以下要求：

2.1.1 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。

2.1.2 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。

2.1.3 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。

2.2 塔體環梁處預留孔洞的留設

預留孔洞的留設主要依托塔體滑升過程中預埋泡沫板，待滑升結束后進行拆除，為增加結構的整體性泡沫板的留設位置為勁性骨架端頭處和環梁內側一周。（為了鋼筋能夠與骨架交叉焊接）

2.2.1 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；

2.2.2 在環梁朝塔內的外側鋼筋內埋設一圈泡沫板，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。

2.2.3 在外側鋼筋與勁性骨架有可靠的連接后，將勁性骨架槽洞和環梁內側一圈槽洞用高強度無收縮灌漿料對環梁進行補強；

2.3 施工平臺的搭設

施工平臺作為勁性梁以及后續施工的輔助平臺，主要有塔頂就位操作平臺和塔內施工平臺，其程序主要為施工平臺的設計-牛腿的焊接-桁架的安裝-桁架上槽鋼的安裝-木板、安全網的鋪設-桁架拉桿的設置-桁架腳手架的搭設-桁架的拆除

2.3.1 施工平臺的設計

針對工程特點，采用起拱式桁架結構，桁架的布置、桁架間的間距、桁架的結構形式、桁架上槽鋼及塔頂就位操作平臺及桁架節點簡圖見下圖所示，桁架僅承擔勁性骨架、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，桁架受力必須滿足要求。

圖3 桁架的布置圖

2.3.2 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。

2.3.3 桁架的安裝

根據塔內徑的大小進行桁架的搭設，利用塔吊與塔頂就位操作平臺進行施工平臺的安裝，桁架就位后，與牛腿進行焊接。

圖4 牛腿的焊接

圖5 桁架的安裝

2.3.4 桁架上槽鋼的安裝

桁架與分布梁同步進行安裝，分布梁必須與桁架垂直鋪設且與桁架必須焊接牢固，避免松動發生意外。

2.3.5 跳板與安全網的鋪設

在鋪設分布梁的同時，鋪設跳板與安全網，木板的厚度符合腳手架及施工的要求，安全網放置在桁架的下面，網的密度必須達到防人防物的要求，安全網必須達到防火要求，平臺上配備滅火器。

2.3.6 桁架拉桿的設置

勁性骨架的主要受力為與之連接的拉桿，施工平臺基本不承重，但是施工桁架的跨度大，為了安全起見在跨度大桁架每邊增加2根25的圓鋼用于拉設桁架。

圖6 勁性骨架與之連接的拉桿

2.4 平臺上腳手架的搭設

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。

2.5 施工平臺的拆除

在勁性骨架和噴淋層施工完畢后利用塔吊和塔頂就位操作平臺、小型卷揚機等機械設施對平臺進行拆除，拆除后的施工平臺中的鋼材、木板可以作為周轉材料另作他用。

3、預留槽、埋件和施工平臺及其他注意事項

預留槽、埋件和施工平臺的標高、尺寸及受力必須經過反復的驗算，達到要求后方可實用。

3.1 預留槽的留設必須結合勁性骨架的位置進行，泡沫板采用防火型，且在泡沫的安裝過程中涂刷隔離劑，方便拆除，待與勁性骨架安裝完畢后，預留槽洞與環梁槽洞用比同期高一等級的混凝土或無收縮的灌漿料進行補強。

3.2 埋件的留設位置必須結合施工平臺、桁架拉桿的位置進行，位置、標高必須實際嚴格把控。

3.3 施工平臺安裝過程專人負責建立安全應急管理組織，桁架在利用塔吊的安裝時，先進行試吊，遵守十不吊原則，在跳板與安全網的施工中注意防火要求。

3.4 勁性骨架混凝土的澆筑一定要在與之連接的拉桿施工完畢后進行，不得把全部力量作用的施工平臺上，以免造成塌方，切記施工平臺只是輔助平臺。

4、推廣的價值和意義

勁性骨架的施工作為造粒塔施工的重中之重，難度極大，如果采用與塔體同時施工并在塔內搭設腳手架的方法（高度約80m）,對于安全、費用、工期的要求極高且施工困難。塔體預留槽、埋件的留設使塔體與塔內施工分步進行解決了造粒塔整體性和工期的要求；施工平臺的應用極大的滿足了施工的安全性與經濟性。（拆除后的平臺可另做他用）

結論：

通過對造粒塔勁性骨架施工過程塔體環梁預留槽、埋件的留設和增加施工平臺的方法的研究，結合安陽中盈化肥有限公司年60萬噸/年尿素項目的實際效果比同期類似項目工期、費用減少10%，人員傷亡0，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。