淺談鍋浪蹺水電站廠房網架施工技術

李 德 政, 白 雷 雷

(1.中國水利水電第十工程局有限公司,四川 都江堰 611830;2.大唐雅安電力開發有限公司,四川 雅安 625500)

1 工程概況

主廠房為地面式,包括主機間和安裝間,其中主機間長45.4 m,安裝間長17 m。主機間安裝3臺立軸混流式發電機組,單機容量70 MW。主機間建基面高程972.70 m,安裝間建基面高程982.50 m。鋼網架廠房總長62.42 m,寬21.50 m,高38.30 m;設計使用年限為50年,結構安全等級為Ⅱ級。

廠房結構型式為螺栓球正放四角錐網架,網架節點型式為螺栓球節點;網架支撐于混凝土柱頂上。

屋面圍護結構:屋面采用聚氨酯夾心板屋面,屋面顏色為紅色。規格為0.5 mm厚涂層彩鋼面板+75 mm厚聚氨酯發泡層+0.5 mm厚涂層彩鋼底板,單層收邊泛水板為0.5 mm涂層彩鋼板。網架外挑部分封口板采用3 mm紅色鋁單板。檁條采用鍍鋅方鋼管。防火涂料:本工程鋼網架及鋼結構耐火等級要求達到Ⅱ級,網架的耐火時間為1.5 h。防火涂料采用SCB超薄膨脹型室內鋼結構專用防火涂料,同時要求能根據發包人對建筑物外觀的色彩要求進行配色、調色。

2 鋼網架屋面施工規劃

螺栓球、桿件在公司廠內加工,加工完畢后在廠內除銹和噴涂防腐涂料,然后運至現場,在地面組裝成小單元,吊裝到位在高空就位組裝成形。

屋面檁條、支托和天溝在加工廠內加工,運至安裝現場安裝。

高強螺栓和普通螺栓直接從廠家購買成品。

屋面板在廠內加工,運至現場。

安裝順序:先網架、檁條及屋面;再安裝封檐龍骨、面板及排水管。

3 施工方法

3.1 鋼網架加工

3.1.1 鋼球加工

球坯加工:螺栓球的坯料為鋼球,鋼球用45號鋼鍛造。

螺栓球孔加工:球徑D<200。

工藝孔:M16,球矩D≥200。

工藝孔:M20。

六角套、封板和錐頭加工:使用Q235鋼制作六角套、封板和錐頭,采用機械加工的方法。

高強螺栓的采購與檢測:高強螺栓為標準件,需直接到廠家采購,采購回廠后,進行100%的全面檢查,同時進行表面硬度和抗拉強度的抽樣試驗。螺栓性能等級達到《鋼結構用高強度大六角頭螺栓》(GB 1228-91)[1]規定的10.9S。

3.1.2 桿件加工

鋼管桿件的下料長度,網架施工圖已給出,但是不能直接按給出的尺寸下料,仍然存在焊縫收縮余量的取值問題。每條焊縫留1 mm焊縫收縮余量。鋼管下料與坡口鋼管下料要保證尺寸準確,保證管端面垂直。桿件組對和焊接要保證準確。

3.2 鋼網架運輸

3.2.1 運輸規劃

鋼結構部分需在公司廠內制作,然后運至安裝現場。圍護部分也在廠內壓制好屋面板和泛水板,然后運至安裝現場。同時,將其余材料均運至距現場附近進行臨時堆放,再按安裝進度分批次運至現場。

3.2.2 運輸要點

待運送的產品必須放置在干燥通風無積水的空間內,需做防銹措施,底部需墊實。鋼構件按種類和安裝順序分區存放,底部墊枕應有足夠的支撐面。各層鋼結構在疊放時,各層墊木應在同一豎直線上,保證應力集中在墊木上,防止構件變形或破壞。現場材料,應掛牌分類堆放,盡可能在室內堆放;高強螺栓連接副件必須堆放在現場干燥的地方,并得到確實保護。廠內外堆放都必須整齊、合理,標識明確,做好防雨措施。

3.3 鋼網架安裝技術方案

3.3.1 基礎復檢、交接

(1)積極與土建單位聯系,確認施工現場滿足施工條件,做好現場工作面交接。

(2)對預埋件表面進行清理,應對預埋件標高尺寸、幾何尺寸、中心線的偏移進行復核,確認其在施工允許范圍之內。

3.3.2 安裝規劃

在安裝間外側靠尾水防洪墻平臺處及3號機外側靠尾水防洪墻平臺處分別組裝2榀鋼網架,組裝完成后采用吊車整體吊至安裝間頂及3號機頂進行安裝。剩余鋼網架利用已安裝完成的鋼網架為初次安裝平臺分別按安裝間→1號機→2號機→3號機→2號機→1號機安裝方向采用散裝法進行安裝。當安裝至相對應的部位時,下部基坑暫停其他作業,待該部位鋼網架安裝完畢后恢復施工。鋼網架安裝完畢后依次進行檁條、天溝、屋面彩板、維護收口及排水管安裝。

3.3.3 安裝流程

材料運輸→鋼網架安裝→檁條安裝→天溝安裝→屋面彩板安裝→維護收口→排水管。

3.3.4 網架安裝方法

網架安裝采用高空散裝法。以三角單體為安裝單元[2],按安裝間→1號機→2號機和3號機→2號機→1號機方向進行安裝。

鋼網架桿件及零配件垂直運輸:采用卷揚機將組裝完成的三角單體吊運至安裝工作面進行安裝。用經緯儀及水平儀定位第一片支座球的位置及標高,并安裝支痤球,然后進行檢測、涂裝及驗收。

3.3.4.1 單元拼裝的操作程序

(1)以第一片中拼單元的一端部支承球為安裝起點,將此支座定位,核實其X、Y、Z座標無誤后緊固;

(2)以此支承座為原點,裝配其X、Y軸線方向的下弦球及桿,至中拼單元的另兩角部支承球;

(3)支承座外下弦球的臨時支承標高應高于設計標高10～20 mm左右;

(4)收緊上述下弦桿,調整臨時支承標高,使之達到設計起拱值;

(5)檢測中拼單元支承球座X、Y、兩軸線間距(即單元長度與跨度),并與設計值比較,如果跨度和長度偏差大于10 mm,則調整已固定的支承座,使其跨度、長度偏差值均勻分布在兩軸線側;

(6)緊固另兩個支承球座,并再次復測單元長度和跨度;

(7)由處于原點位置的支承球向X、Y軸兩邊逐次拼裝小拼單元;

(8)小拼單元拼裝,應把該單元的所有球、桿裝配完畢,才能收緊桿件,并檢測該小拼單元的裝配尺寸;

(9)如發現小拼單元異常(即收緊過程中,球與桿間隙大,桿件彎曲等),應對該單元的所有零件全數檢查,查出問題,更換零件,絕不允許強行裝配;

(10)小拼單元是中拼單元質量保證的基本要素,零件加工的誤差要在小拼單元拼裝中消化,所以對小拼單元的質量控制要給于充分的注意;

(11)中拼單元完成后,由專職人員對其認真檢查合格后,方能從中拼單元中部向四周逐漸拆除臨時支承點;

(12)以檢查合格的中拼單元跨度邊及支承球座為基準,拼出另一中拼單元;

(13)按以上順序完成整個網架的并裝。

3.3.4.2 檢驗

在檢驗過程中,小拼單元、中拼單元及整片網架的允許偏差見表1～3。

表1 小拼單元的允許偏差 /mm

表2 中拼單元的允許偏差 /mm

表3 鋼網架安裝的允許偏差 /mm

3.3.4.3 檢測及涂裝

對網架整體進行檢測須在網架支座焊接前,檢測項目有:網架軸線的偏移量、支座節點的高程、荷載和撓度等,標準要按《鋼結構工程施工質量驗收規范》[3]GB 50205-2001,符合設計和規范要求后,才對網架支座進行焊接。

在網架安裝完成及各項檢測符合要求后,涂刷第二遍底漆。涂刷之前,對桿件、球頭和各節點的返修、油污、塵土、銹點等雜物清理干凈。涂裝順序為:底漆→防火涂料→面漆。

3.3.4.4 驗收

當所有安裝工作全部完成之后,通知質檢部進行網架內部驗收,若發現問題及時整改。網架主體安裝通過內部驗收后,及時通知監理和設計業主單位進行驗收。

3.3.5 檁條安裝

(1)在網架主體結構驗收通過后,進行屋面檁條安裝施工;

(2)主次檁條和天溝按施工圖及規范要求進行鋪設,焊接必須由專業焊工進行操作;

(3)各焊點焊接必須牢固,焊道均勻美觀、可靠,符合規范要求。

3.4 屋面及圍護系統施工

3.4.1 安裝前準備工作

(1)根據項目設計要求,檢查檁條是否變形,及現場安全措施是否落實。人員和設備準備是否齊全;

(2)按照有關規定接通電源,注意接地保護;

(3)屋面聚氨酯夾芯板及維護鋁單板的檢查驗收。

3.4.2 屋面聚氨酯夾芯板及維護鋁單板的安裝

(1)安裝工藝流程:天溝→屋面板→泛水板→女兒墻架→龍骨→面板。

(2)天溝安裝:本工程天溝為鍍鋅鋼板天溝,利用人工拉至屋面拼接在地下調整、焊接。

(3)屋面聚氨酯夾芯板及維護鋁單板安裝流程:就位→安裝并固定→調整檢驗;利用人工從地面拉至屋面,保證板與管之間的滑動不致損傷彩板;安裝屋面板時應從進口處的里端往外安裝。

(4)板的搭接:因屋面施工在洞內,場地限制,需分段制作及安裝,搭接長度不得低于150 mm。

(5)屋面板檢驗及調整:所有施工完成屋面鋼板,需對其測量寬度,頂部及底部個測量一次,在屋面板安裝至屋面一側中線時,測量安裝板頂線和底線,保證板的位置正確,如需移動,只需在扇面上稍稍偏移即可。

(6)檐口處屋面板的防水處理:屋面板下端與肋條之間的平板部分,利用工具使其向下彎曲,保證雨水順著鋼板終端被排出。

(7)密封:全部使用釘槍固定之后,板材搭接處及時用棉布擦拭干凈,保證板材的清潔,涂滿密封膏,用密封膏槍打完一段后,使用工具涂抹均勻。

(8)過程校正:在安裝屋面板過程中,應注意經常校正肋條與屋脊的垂直度和板的搭接錯位。

安裝完成之后效果如圖1。

圖1 安裝完成之后效果圖

3.4.3 屋面聚氨酯夾芯板及維護鋁單板安裝注意事項及要點

(1)屋面聚氨酯夾芯板及維護鋁單板在工廠加工好之后,需分類堆放[4],用雨篷布覆蓋遮擋,如果空氣濕度大,材料受潮,需將鋁單板分開,用干棉布擦拭,去除濕氣,然后注意通風,保持堆放環境干燥。

(2)屋面聚氨酯夾芯板及維護鋁單板利用塔機加人工拉到屋面,需要特別注意的是:工人必須穿戴干凈的手套,彩板表面嚴禁拖拉任何東西,在屋面的工作人員,須穿軟底鞋,上屋面前須清理鞋底泥沙及污物。

(3)在安裝中,使用電鋸切割、電鉆打孔散落的金屬屑,應及時清理,避免長期滯留屋頂,氧化使彩鋼板表面形成污點,腐蝕屋面。

(4)安裝屋面聚氨酯夾芯板及維護鋁單板時,必須防線,安裝完成后,實時測量跟進,保證所有彩鋼板邊緣在一條直線上。

(5)在安裝第一塊時,必須兩方向進行檢查,并及時進行調整后,才能鎖緊。每安裝六塊板左右,必須進行一次檢查,時常調整,以避免產生累計偏差。

(6)利用的工具必須是專用工具,由施工方提供。

3.4.4 密封膠的應用

(1)對于鍋浪蹺屋面鋼網架圍護結構,選用中性硅硐屋面[5],它適用于壓型鋼板油漆,不會對涂層造成損傷,并且有良好的粘附力和柔韌性、抗冷墊性能。

(2)構件表面處理:在密封膠使用之前,必須對構件表面清理干凈,可以用酒精來清潔壓型板或泛水板表面,但不可使用二甲苯或松香水。

(3)節點處理:使用拉鉚釘固定密封膠密封的接縫,搭接時可按如下步驟進行:

①預裝配,夾緊,用電鉆鉆孔;

②分離構件,清除鐵屑,將表面清除干凈;

③涂密封膠;

④重新裝配構件;

⑤用防水鉚釘,將搭接處固定。

(4)注意事項:常溫下,使用的硅膠在外暴露時間不宜超過20分鐘。密封膠較易硫化,在擠壓出之后,應及時處理。

4 結 語

鋼網架的安裝施工質量關乎整個廠房主體工程的質量,因此,在鋼網架安裝施工過程中,必須從鋼材本身質量、構件制作、焊接處理、構件裝配、涂裝處理等多個方面入手,保證每一環節的質量,才能提高整個鋼網架的安裝質量。鍋浪蹺水電站進場廠房鋼網架施工技術,切實考慮施工各個步驟,在經濟、工期、安全上均滿足施工要求。