鋼筋混凝土反應(yīng)槽槽體施工技術(shù)分析

(中國五環(huán)工程有限公司，湖北 武漢 430223)

反應(yīng)槽是特殊的工藝設(shè)備，設(shè)備內(nèi)為腐蝕性高溫介質(zhì)，工藝設(shè)計(jì)上對磷酸反應(yīng)槽的施工質(zhì)量要求極為苛刻。鋼筋混凝土槽內(nèi)壁所有部位要求平整、密實(shí)、無鼓模、無裂縫、無麻面、無露筋、無滲漏，各轉(zhuǎn)角、埋件與槽體接觸部位等要平滑過渡，不得有凹槽、凸起、折形等。整套施工工藝對施工精度要求極高，不允許出現(xiàn)返工和超過設(shè)計(jì)允許的誤差，對鋼筋混凝土槽體施工精細(xì)化管理提出了很高的要求。磷酸反應(yīng)槽構(gòu)造見圖1。

1 模板工程

模板工程為鋼筋混凝土反應(yīng)槽主體結(jié)構(gòu)中最關(guān)鍵的一個(gè)工序，直接影響著混凝土槽體尺寸的精確性和混凝土表面光潔度、平整度，這些都是槽體的核心質(zhì)量指標(biāo)。磷酸反應(yīng)槽雖然是混凝土結(jié)構(gòu)，然而施工精度卻和設(shè)備安裝精度一致，反應(yīng)槽對于混凝土密實(shí)度和平整度要求很高，模板工程表面應(yīng)平整、接縫應(yīng)嚴(yán)密、澆筑后的砼表面無任何凹凸不平、蜂窩、麻面及外摻入雜物等質(zhì)量缺陷，砼表面平整度不大于5mm(2m靠尺檢查)；所有拐角處的圓角半徑不小于10mm；此外，反應(yīng)槽內(nèi)壁及內(nèi)隔墻壁成型后均要滿足一定的斜度要求。為了達(dá)到工藝要求的施工質(zhì)量，反應(yīng)槽施工過程中，除了滿足常規(guī)的模板工程施工技術(shù)要求以外，還應(yīng)該完成本技術(shù)規(guī)定的施工流程和質(zhì)量管理要求。

1.1 模板的選材、預(yù)制和編號(hào)

槽壁內(nèi)外模板全部采用915mm×1 830mm×15mm厚的新木工板模板，并輔以50mm×100mm×3 000mm的枋木加固；由于槽內(nèi)壁均為上寬下窄的尺寸形式，為了保證接縫嚴(yán)密，槽壁中部采用整塊模板；按照模板材料計(jì)劃表對預(yù)制好的模板和倒角模進(jìn)行編號(hào)，預(yù)制的模板采取集中存放，加強(qiáng)保護(hù)，防止堆積擠壓變形、搬運(yùn)損壞，使用前需再次檢查模板尺寸及表面和邊角質(zhì)量，確保合格后才能使用。

圖1 磷酸反應(yīng)槽構(gòu)造

1.2 定制倒角模板

陰角模板采用50mm×200mm×3 000mm的木板現(xiàn)場放實(shí)樣拼接預(yù)制成型，下口寬度150mm以上，并用熟練木工刨倒角成r=10mm的圓弧形，表面貼0.2mm厚白鐵皮，確保表面平整。陰角模板結(jié)構(gòu)見圖2，陰角模板制作加工尺寸見表1，按照材料計(jì)劃表對成型的倒角模進(jìn)行編號(hào)領(lǐng)用。拆模后，用電動(dòng)砂輪機(jī)將陽角打磨成R=10mm的圓弧角。所有模板使用前，均在內(nèi)表面涂刷兩道清漆隔離劑以保證脫模質(zhì)量。

圖2 陰角模板制作加工示意

表1 陰角模板制作加工尺寸/mm

1.3 支撐系統(tǒng)選材與編號(hào)

支撐系統(tǒng)采用φ48mm×3mm國標(biāo)鋼管及相應(yīng)的扣件。按照材料計(jì)劃表選擇支撐桿并對拉螺桿進(jìn)行編號(hào)，按照使用部位進(jìn)行領(lǐng)用，使用前再次復(fù)核規(guī)格、尺寸和止水片是否有損壞變形等情況，安裝時(shí)支撐桿和對拉螺桿按計(jì)算間距交錯(cuò)布置，全面而充分地確保墻板截面尺寸和表面平整度。

(1)為確保砼表面平整度不超過5mm，采取加密加固枋木和對拉防爆螺栓的加強(qiáng)措施，所有枋木均采用木工壓刨雙面刨光，確保枋木厚度為95mm，以防止木模板、枋木、防爆鋼管之間的空隙變形。

(2)由于槽內(nèi)壁和內(nèi)隔墻均為變截面，為了保證截面尺寸和壁板坡度，在傳統(tǒng)的模板定位支撐方式外，還設(shè)計(jì)增加了壁板模板支撐桿，反應(yīng)槽內(nèi)壁模板支撐桿示意見圖2。采用φ22鋼筋，根據(jù)不同的標(biāo)高，壁板截面尺寸不同，預(yù)制不同長度的支撐桿。為了到達(dá)防滲漏效果，在支撐桿中部雙面焊接止水片，使用時(shí)支撐桿與壁板立筋焊接固定。

圖2 反應(yīng)槽內(nèi)壁模板支撐桿示意注：1.止水片焊接確保不滲水；2.按間距400mm直接焊接在槽壁內(nèi)外立鋼筋上。

(3)在增加壁板模板支撐桿之外，對拉螺桿上也設(shè)計(jì)補(bǔ)充了模板限位桿(見圖3)，按照不同的墻厚預(yù)制不同的限位對拉螺桿，同樣為防滲漏，對拉螺桿中部也雙面焊接止水片。

圖3 模板高強(qiáng)防水對拉防爆螺栓示意圖注：1.止水片焊接確保不滲水；2.按間距400mm直接焊接在槽壁內(nèi)外立鋼筋上。

(4)由于2m以下槽體壁板和底板需一次澆筑成型，在壁板和內(nèi)隔墻板的模板均需采用吊模。傳統(tǒng)的吊模和腳手架管是直接支撐在底板面筋保護(hù)層墊塊或支撐鋼筋上，在澆筑完成后會(huì)造成大量的外露鋼筋，同時(shí)腳手架立桿在池底板會(huì)形成很大的空洞，按此方式施工會(huì)造成大量的修補(bǔ)工作，膠泥用量大，費(fèi)用高。采用預(yù)制支撐鐵腳碼(反應(yīng)槽內(nèi)滿堂腳手架支撐桿示意見圖4)，以減少修補(bǔ)工作量。

圖4 反應(yīng)槽內(nèi)滿堂腳手架支撐桿示意

(5)槽底斜挑板部分采取雙面支設(shè)模板，用φ16通絲高強(qiáng)防水防爆對拉螺桿縱橫間距500mm加固固定。為確保斜挑板幾何尺寸和表面平整度，與對拉防爆螺栓位置錯(cuò)開，按縱橫間距500mm設(shè)置帶止水片的φ22鋼筋定位桿，與底板上下層鋼筋焊接固定，挑底板模板定位桿見圖5。為便于砼振搗，其頂面模板先進(jìn)行試配并安裝就位，在砼澆筑前，拆除上層模板，按順序堆碼，在砼澆筑時(shí)邊安裝模板邊澆筑砼。

圖5 挑底板模板定位桿注：1.止水片焊接確保不滲水；2.與防爆螺栓錯(cuò)開，按縱橫500mm間距布置，并與底板鋼筋點(diǎn)焊固定。

1.4 槽壁木模板

接縫平整嚴(yán)密，坡度符合設(shè)計(jì)要求，加固木枋雙面刨光，確保木枋厚度95mm，加固木枋間距150mm，搭接600mm以上。按水平間距400mm、豎向間距500mm設(shè)置φ16防水高強(qiáng)防爆通絲對拉螺桿，雙面加厚型蝶型扣M16螺帽緊固。對拉螺桿的中部應(yīng)雙面焊接止水片(80mm×80mm×3mm)，兩端內(nèi)面焊接l=50mm的φ8鋼筋限位桿，模板接觸面外置放置50mm×50mm×20mm(厚)硬雜木墊，對拉螺桿按設(shè)計(jì)傾斜度1∶1現(xiàn)場實(shí)際放樣制作，且必須保證制作精度。模板系統(tǒng)加固示意見圖6。

圖6 模板系統(tǒng)加固示意

1.5 槽壁/內(nèi)隔墻與底板模板

內(nèi)模板支撐系統(tǒng)(見圖7)采用的滿堂腳手架，腳手架立桿支撐在帶止水片的φ22鋼筋鐵腳碼上，支撐桿與底板雙層鋼筋骨架焊接定位，布置間距縱橫1.2m，各室間支架系統(tǒng)相互連接，并采取縱橫剪刀撐加固，形成一個(gè)穩(wěn)固整體；底板加設(shè)一塊寬度不小于200mm的頂模板與槽壁內(nèi)模/內(nèi)隔墻模板形成整體，并在陰角處做成圓角，倒角半徑不小于10mm。

圖7 內(nèi)模板支撐系統(tǒng)示意

2 混凝土工程

混凝土澆筑是磷酸反應(yīng)槽非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，該工作只能一次施工成功，無法中斷或返工。

2.1 混凝土配合比

經(jīng)計(jì)算確定了各原材料的比例之后，還應(yīng)經(jīng)試配試驗(yàn)，試配報(bào)告合格后，方可進(jìn)行正式施工。經(jīng)試配試驗(yàn)后確定的混凝土主要技術(shù)指標(biāo)如下：①骨料最大粒徑與管徑之比不宜大于1∶3，砂篩分通過0.315mm篩孔的砂不應(yīng)少于15%，砂率宜控制在40%～50%；②最小水泥用量不小于320kg/m3；③砼坍落度控制在120±20mm。每個(gè)項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐脑牧希_定混凝土技術(shù)指標(biāo)，并將配合比計(jì)量參數(shù)張貼在攪拌站，以便操作人員心中有“數(shù)”。

2.2 澆筑過程主要注意事項(xiàng)

進(jìn)行混凝土試驗(yàn)，取得混凝土初凝時(shí)間，根據(jù)報(bào)告的初凝時(shí)間給現(xiàn)場混凝土工交底，不得光憑經(jīng)驗(yàn)控制澆筑間隔。為解決從槽底壁結(jié)合處返漿的問題，可采用含水量比不同的砼，先澆結(jié)合處、后澆底板中部砼的方法掌握時(shí)間差；槽壁預(yù)埋件底部砼很難到達(dá)，必須將砼“趕”至底部，并振搗密實(shí)；嚴(yán)禁砼隨意自由落下，澆筑高度超過2m時(shí)，應(yīng)采用溜槽等。

3 成品保護(hù)

3.1 反應(yīng)槽混凝土澆筑完畢后的養(yǎng)護(hù)

用“養(yǎng)護(hù)毯+塑料膜”覆蓋，指派專人定時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，混凝土養(yǎng)護(hù)采用飲用水，根據(jù)氣溫情況至少7d內(nèi)嚴(yán)禁松動(dòng)模板體系，包括對接螺桿。

3.2 混凝土成品保護(hù)

養(yǎng)護(hù)完畢后底板養(yǎng)護(hù)毯和塑料膜繼續(xù)覆蓋，在塑料膜上滿鋪一層木跳板，用于下一步腳手架支設(shè)；下一層槽體模板拆除后立即用塑料膜覆蓋保護(hù)，防止上部槽體澆筑時(shí)混凝土濺出污染下部混凝土結(jié)構(gòu)；所有腳手架鋼管不得直接接觸反應(yīng)槽底板和槽壁，鋼管落于混凝土底板時(shí)底板必須增加木墊板?；炷帘Ｗo(hù)措施見圖8。

圖8 混凝土保護(hù)措施

4 結(jié)語

中國五環(huán)工程有限公司運(yùn)用自主研發(fā)的國家專利技術(shù)“二水磷酸生產(chǎn)技術(shù)”和“半水-二水磷酸生產(chǎn)技術(shù)”在國內(nèi)外EPC總承包或設(shè)計(jì)了多套大中型磷酸裝置，處于磷酸行業(yè)領(lǐng)先地位。磷酸反應(yīng)槽是該專利技術(shù)中的核心混凝土槽式設(shè)備，承載著主要介質(zhì)反應(yīng)的重要任務(wù)，對整套裝置的運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。