球罐整體吊裝搬遷施工技術

楊 茂 張洪偉 尹彭霞 郭啟元 張 瑩

中國化學工程第六建設有限公司 湖北襄陽 441100

隨著我國化工行業的快速發展，設備工廠化預制、模塊化安裝成為大勢所趨，單機設備變的越來越重、安裝質量和精度要求越來越高。如何保證這些大型設備吊裝的順利進行，有效地控制設備吊裝的質量，合理地設計吊裝保證措施變得越來越重要。大型球罐一般是在施工完成的基礎上拼裝、焊接完成，因體積大、重量重、吊裝難度高，整體吊裝項目較少。以中國化學工程第六建設有限公司（六化建）承擔的新疆阿拉山口市3 臺2000m3球罐整體吊裝搬遷項目為例，詳細介紹了球罐整體吊裝搬遷施工技術。

1 球罐整體搬遷移位的難點

新疆省阿拉山口市年平均8 級大風天數達到166天，吊裝過程中可能隨時出現大風天氣，影響吊裝進度；每臺球罐設備及附件合計自重均達到370t，直徑15.7m、高20.2m；單罐路程移位距離長，其中T- 301 移動330m、T- 302 移動360m、T- 303 移動450m；必須保證設備不受到任何損傷；球罐吊裝采用的吊耳需要重新設計、安裝；移位通道現有路面地耐力不滿足吊裝移位需要。

針對以上各球罐整體移位的難點和具體現場條件，六化建優化設計和施工措施，包括道路選擇、道路換填、地耐力檢測、吊具設計、鋼絲繩選擇、球罐支腿加固等，最終實現了在整體移位中確保各球罐安全、完好，并避免直接在球罐上焊接、切割等有可能損壞球罐的操作。

2 吊裝工藝設計

2.1 施工前技術準備

（1）為了保護球罐，保證罐體必要時臨時落地支腿的穩定性，對各支腿之間進行輪輻、輪緣狀加固，罐體支腿的加固如圖1 所示。

圖1 罐體支腿加固

（2）附件的拆除：將妨礙球罐吊裝的噴淋管、平臺、附屬管道拆除，不妨礙吊裝的管道固定；

（3）吊車選型進廠：根據吊裝方案選擇滿足吊裝要求的吊車型號進廠組裝；

（4）業主對移動球罐罐體進行全面檢測，明確球罐罐體的各項性能；

（5）對吊車行走路線換填并檢測合格；

（6）工序交接：新罐區各球罐各支腿基礎上墊板施工，對新球罐基礎驗收合格；

（7）柱腳與原基礎分離：原基礎柱腳與基礎采用在底板處齊根拆除，新施工基礎預埋鋼板等候安裝。

2.2 吊耳設計

（1）參考規范《化工設備吊耳設計選用規范HG/ T 21574- 2018》進行吊耳選型。球罐支腿為Ф600×12 鋼管，材質為16MnDR，采用J507RH 焊條焊接護板與支腿，吊耳形式如圖2 所示。

圖2 吊耳設計

（2）本次吊裝利用在球罐的10 根立柱上個焊接一組主吊吊耳的方式，保證各吊裝點的受力保持最小。吊耳焊縫均為滿焊，焊縫尺寸不小于相連構件的最薄厚度，接頭處設置45°坡口。焊接完成后做100%磁粉檢測，Ⅰ級合格，并出具檢測報告。吊耳裝配順序為：吊耳板與立柱→吊耳板→其他構件。

2.3 吊裝重心核算

經查原設計圖紙，球罐球殼質量為318196kg，球罐支座質量為27305kg，底部加強措施質量為3800kg。未拆除附件質量為9600kg。由重心計算公式（式1）可得到重心距地面高度（Z）。

式中：Z——重心距地面高度；

G——總重量；

Gi——重量不均勻分布時各自的重量；

X——重量不均勻部分各自重心距地面高度。

由于吊點在支腿上，支腿長度為10.5m，根據吊耳及吊耳底板尺寸知：吊點高度為10.5- 0.3=10.2m。可見，重心位于吊點下方，無失穩危險，安全可行。

2.4 吊車選型

根據吊裝載荷計算并利用CAD 吊裝模擬，選取800t履帶吊，吊臂長度=48m，根據工況選吊裝半徑為16m，擬采用WBWФ52 壓制鋼絲扣10 根。吊車核算及選型如圖3 所示。

圖3 吊裝核算及選型

2.5 吊裝作業區域地基處理措施

2.5.1 路基板鋪設

800t 履帶吊起重機吊車工況示意圖如圖4 所示。

圖4 800t 履帶吊起重機吊車工況

由于800t 吊車負重時，行駛300m 需要8h，又考慮到當地自然條件，大風天氣較多，所以準備20m2、厚δ=12mm 的鋼板備用。球罐移動過程中需要臨時暫停時，將球罐落在備用鋼板上。因地面荷載達不到要求，履帶吊不能松勾，防止球罐傾斜。路基板鋪設如圖5 所示。

圖5 路基板鋪設圖

2.5.2 施工測量與放樣

開工前進行現場恢復和固定路線，對現場放出路基邊緣線、棄土場等的具體位置，標明輪廓。路中線和路邊線控制樁采用木樁，直線段每50m 放一個斷面樁；在施工區域以外再布設兩個控制樁，為恢復提供依據，并標出樁號，以便施工時檢查。

2.5.3 路基防水與排水

在路基施工期間，始終保持場地處于良好的排水狀態。并修建一些臨時排水設施，以防雨水浸泡。

2.5.4 清理場地路基施工前，清除施工范圍內的垃圾、有機物殘渣，拆除圍墻墻體，并清除拆除墻體下來的垃圾。

2.5.5 軟基處理

臨時道路寬15m，原球罐區加寬至17m，采用360 型挖掘機對路基原地面進行開挖，挖至地勘報告中的第5 條場地工程地質條件的1 層為雜土層：厚度0.5～2.3m，雜色，以粉土為主，夾有礫石、建筑垃圾及大量植物根莖，結構性差，易鉆進。密實度：松散。所以挖至2.3m 進行換填。路面剖面圖如圖6 所示。采用砂夾石作為換填材料，壓實系數大于0.94。

圖6 路面剖面圖

2.5.6 路面平整度控制

采用水平儀測量整體路面標高，確保路面平整度誤差在±20～50mm。

2.5.7 路基試驗

為了控制壓實質量，隨時任意取樣進行檢驗。壓實度要符合技術規范的要求，第三方地耐力檢測合格后進行吊裝。

2.5.8 倒運路基板路線處理

用100t 汽車吊和80t 汽車吊對路基板倒運。因地面是粉土，將原地面兩側各平整壓實10m 寬，用來作為吊車的行駛路線。

3 吊運的實施

3.1 準備

對吊車行進路線進行換填碾壓夯實；800t 吊車提前進場，由100t 汽車吊和80t 汽車吊共同配合進行吊車組裝；吊耳、吊索具進場驗收，對吊耳焊接檢測合格；對新基礎進行驗收，確認其平整度、標高，提前放置墊鐵；將原基礎地腳螺栓切除，原基礎灌漿層拆除。原罐區吊裝站位如圖7 所示。

圖7 原罐區吊裝站位圖

3.2 試吊

試吊須按下列程序進行，并做好記錄。

（1）操作：按要求進行分級（按比例進行分級加載，進行20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、100%分級加載）加載，使球罐受力，仔細檢查，確保達到規定值；

（2）觀察：每個觀察點應及時反映觀察情況；

（3）測量：各個測量點應認真做好測量工作，及時反映測量情況；

（4）校核：數據匯交現場，比較實測數據與理論數據的差異；

（5）分析：若有數據偏差，有關各方應認真分析原因；

（6）決策：認可當前工作狀態，并決策下一步操作。

認真檢查整體提升系統的工作情況。提升離地后，空中停滯一定時間，要定時組織人員對結構進行觀察。有關各方也要密切合作，為下一步做出科學的決策和正式吊裝提供依據。試提升結束，經確認后，提升至預定高度。空中停滯30min 以上，觀察整個系統的情況。

3.3 起吊

先將T- 101 主吊車以16m 半徑起吊，將設備提升至設備最低處與支墩最高處距離約100mm 后停止，檢查索具受力及設備穩定性；然后主吊機起鉤，將設備吊離基礎支墩，提升約0.1m；主吊車以33m 半徑逆時針轉桿，使設備處于其正前方，然后帶載向新建球罐區行走。

3.4 行走

行走過程中，注意調整吊車半徑，保證整體負荷率保持在80%左右，保證吊裝安全。同時在帶載轉向過程中，為保證吊裝安全不得同時進行兩個以上相關操作，轉向過程中要平穩。主吊車行走至設備臨時放置位置后，慢慢回鉤，對新球罐基礎進行測量，保證球罐能直接就位。吊車行走時一定要緩慢，保持勻速。輔助100t 吊車和80t 吊車倒運路基箱。

3.5 就位

主吊車帶載行走至設備基礎正上方，找正，直至安裝完畢。球罐就位如圖8 所示。

圖8 球罐就位圖

3.6 摘鉤

設備找正完畢后，通過吊籃將作業人員吊至設備頂部拆除吊裝索具；然后主吊車摘除超起裝置，通過起鉤、轉桿、回鉤等動作將索具吊至地面。

3.7 就位

根據安裝吊裝就位圖依次將T- 302、T- 303 按上述要求吊裝就位。

4 施工要點

4.1 對設備的要求

提前將設備附件（噴淋裝置等）拆除完畢，地基處理完畢，設備周圍妨礙吊裝雜物處理干凈，空中架空線拆除。對吊點設置位置處結構件及焊縫進行強度校核。

4.2 吊車進場組裝

主吊車(800t 履帶式起重機）和輔助吊車組裝時涉及運輸、吊裝等多種作業，且吊車部件多，單件重量重，組裝難度大。因此，對負責組裝吊車的機組人員、起重人員、輔助吊車及司機、場地條件要求較高。

4.3 輔助吊車

根據組裝計劃和需要，80t 起重機配合100t 起重機共同完成800t 履帶式起重機的組裝。

4.4 組裝過程控制

對參與吊車組裝的人員進行合理分工，確保每個作業環節完成后均由相關責任人員進行檢查確認，并認真填寫《履帶式起重機組裝過程檢查表》，嚴禁流于形式。根據組裝計劃，100t 起重機站位場地、800t 履帶式起重機組裝場地，由業主根據現場實際情況指定。現場施工應確定吊車吊裝作業范圍。吊車行走范圍內場地必須按要求下挖、回填，處理完畢的地耐力要滿足吊裝作業要求；必須保證吊裝索具長度相等。主吊鋼絲繩扣中間部分與球罐支腿間連接件接觸，兩端部分與吊鉤連接，鋼絲繩與支腿間結構件接觸部位墊設膠皮，以防鋼絲繩磨損結構件。

5 結語

科學方法與施工經驗的有效結合，使整個吊裝過程平穩有序，3 臺球罐整體吊裝移位一次成功，總共耗時7d（中間2d 大風）。此項目球罐吊裝成功的實施，表明該吊裝措施的正確、安全、可行性，為同類型項目提供了經驗，可供類似工況借鑒。