火力发电厂空冷塔X形钢支柱泵送顶升施工的问题与对策

火力发电厂 空冷塔 X 形钢支柱泵送顶升 施工的问题与对策

邹孟豪

浙江省二建建设集团有限公司 浙江宁波 315000

摘要：单榀X形斜支柱体型大，高度高，自密实混凝土泵送顶升需对称同步进行，一次到顶，因此如何采取相关措施提高自密实混凝土的流动性和工作性，对钢管混凝土X形斜支柱的施工质量具有十分重要的意义。基于此本文针对火力发电厂空冷塔X形钢支柱泵送顶升施工过程中存在的问题和相关对策进行了探讨。

关键词：火力发电厂；X形钢支柱；空冷塔；泵送顶升；自密实补偿收缩混凝凝土；对策

借鉴已有的土木工程经验，将钢管混凝土X形斜支柱运用到双曲线自然通风冷却塔，属于国内首创、世界首例。与常规钢筋混凝土X形斜支柱相比，钢管混凝土X形斜支柱技术要求高、质量要求高、施工难度大、工艺新颖，在火力发电行业中无同类型经验可借鉴。钢管混凝土X形斜支柱可采取工厂化加工、现场拼装、整体吊装、逐榀对接，闭合成环后，管内从底部注入自密实混凝土顶升法完成X形斜支柱浇筑。通过对于新技术的科学有效使用，能够在一定程度上让施工质量和施工安全得到保障。

1.火力发电厂空冷塔X形钢支柱泵送顶升施工中存在的主要问题

1.1原材料选择问题

在混凝土拌制过程中,石子粒径,颗粒级配,表面特征,颗粒性状等对于混凝土的强度有着重要的影响。

1.2混凝土配合比优化问题

良好的配合比是保证钢管混凝土顺利泵送顶升的关键，这也是混凝土生产控制的技术难点。

1.3泵送与泵送损失问题

X钢支柱混凝土浇筑一次泵送到顶需要一定的时间，如何采取相关措施减小泵送损失是泵送顶升能否一次到顶的关键之一。

1.4泵管顶升突发问题

X钢支柱混凝土泵送顶升过程中往往会遇到各种突发问题，将问题有效得到控制不但能减少损耗，并且能节约一定的经济成本。

1.5泵送顶升监测问题

由于X钢管柱为双向倾斜，且在X钢支柱交叉点处成“折”形，因此通过采用摄像头对混凝土浇筑进行监测的方法无法实现。那么如何采取一定的措施对顶升混凝土进行实时监测呢？

2.火力发电厂空冷塔X形钢支柱泵送顶升施工质量控制对策

2.1原材料选择质量控制对策

首先，要从根本上保证顶升自密实的性能，就要选择优质的、适宜的原材料。要根据所采用的水泥选用和配制优质的外加剂，确保混凝土的自密实性能，解决黏度与和易性之间的矛盾以及扩展度和黏度经时损失的问题，从而有效的保证混凝土在要求的时间内扩展度和坍落度损失达到要求。

同时，采用天然中砂和适宜的小粒径石子，以保证骨料级配的合理性，同时可进一步降低混凝土的收缩。在配制顶升自密实混凝土时，采用小粒径石子，含泥量控制在 0.5%以内，以满足混凝土拌和物流动性和强度的要求。较低的含泥量不但对自密实混凝土拌和物的性能保持有利，而且可以有效地降低混凝土的收缩。

2.2混凝土配合比质量控制对策

要充分进行混凝土配合比的优化工作，调整掺合料的掺量和浆骨比例，优化混凝土所有组成材料的级配，确保混凝土的可泵性与流动性满足要求，并解决坍落度与扩展度泵送损失的问题，并达到进一步降低混凝土收缩的目的。通过掺加适宜的外加剂减少自密实混凝土坍落度与扩展度泵送经时损失。

和普通混凝土不同的是，自密实混凝土还要有适宜的浆骨比，以保证混凝土拌和物的流动性和硬化后混凝土的体积稳定性，通过增加水泥用量或粉煤灰等优质矿物掺和料的用量， 并调整石子用量， 配制出性能满足要求的混凝土。同时，要保证胶凝材料体系级配的合理性，以保证混凝土在泵送过程中不发生较大的压缩变化，而导致出现较大的泵送损失，从而有效保证顶升自密实的在高压下的性能保持和泵送的顺利进行。适宜的胶凝材料体系和浆骨比对降低混凝土的收缩也较为有利，以充分保证钢管混凝土的性能。

另外，在生产过程中加强专用材料的管理，顶升自密实混凝土的所用的优质原材料与普通混凝土不同，石子需采用专用料仓存储，确保混凝土质量的可靠性和稳定性。

最后，根据自密实混凝土的质量控制标准，加强各项试验项目的检测频次， 确保混凝土配合比的性能和出厂质量满足现场泵送顶升施工和钢管混凝土质量要求。具体在配合比设计过程中，要对配合比自收缩进行检测，选择收缩小的混凝土配合比。在实际生产过程中，要定制专门的试验仪器对顶升自密实混凝土拌合物的性能包括 J 环扩展度、V 漏斗试验、U 型箱试验等多项性能指标进行检测，确保出厂混凝土与入模混凝土的性能满足顶升和泵送要求。

综合分析多方面信息后，决定泵送顶升混凝土的研究、配制技术路线是：水泥与外加剂的适应性试验→确定优质矿物掺合料→寻找掺合料的最佳比例和掺量→调整混凝土和易性尤其是黏度的经时变化率及坍落度、扩展度损失率→确定满足技术指标要求的一组或几组配合比为试验室最佳配合比→确定最终施工配合比。根据这一配合比设计思路及类似工程经验，通过多次正交试验优化出最佳配合比。

2.3泵送与泵送损失质量控制对策

（1）混凝土拌和物的经时损失要尽可能地小。

（2）增加初始（入泵）值。以控制坍落度与扩展度泵送损失，避免由于稠度变化,扩展度随时间推移而得不到保证造成泵送困难。

（3）骨料空隙率或吸水率要小。

（4）粉料级配要合理。

（5）由于高等级混凝土中水泥掺量大引起黏度变化，要优化配合比，调整好黏度与和易性之间的矛盾。

2.4泵管顶升突发问题对策

（1）顶升过程中出现堵管时采取的措施：如发现泵管内堵管，则立即停泵，关闭接口处的止回筏后，再拆除泵管，待疏通后继续顶升；如发现钢柱内堵管，则立即停泵，关闭接口处的止回阀，可采用从上口高抛的做法进行弥补或在堵管处重新开孔二次顶升。

（2）顶升过程中出现漏浆时采取的措施：顶升时，在泵管接头处，有时会出现漏浆现象。漏浆时，要暂停泵送，把泵管拆下重新安装，及时更换橡胶垫圈。高压泵管采用的是法兰连接，在泵管之间要垫橡胶圈。

（3）顶升过程中设专人观察顶升浇筑的速度，及时与混凝土泵操作工联系，随时调节泵速和泵压。发现异常，立即通知停泵，待查明原因后再进行顶升。  

2.5混凝土顶升浇筑监测措施

（1）根据混凝土运输车的混凝土泵送方量，结合敲击法确定混凝土浇筑高度，以此监测混凝土浇筑方量和顶升的动态情况。

（2）在钢管柱顶派专人旁站，观察混凝土上升情况。当混凝土顶升面距离柱顶约3m高度时，柱顶旁站人员通过对讲机与地面人员保持时刻联系，并控制好混凝土的顶升速度，使混凝土顶升均匀上升，确保不超罐。

（3）在泵送过程中，派专人对泵管进行查看，当发现有泵管堵塞时，立即停止泵送，检查泵管被堵塞的位置，将泵管内混凝土清空。当重新开始泵送前，要将泵管连接部位的螺栓拧紧，再继续开始泵送。

（4）为避免泵送顶升过程中混凝土混入空气，车载泵料斗内要有一定的淹没深度，料斗内混凝土应控制在料斗三分二高度以上，作业前需对放料及开泵人员进行专门的技术交底，并派专人进行旁站监督。

3.结束语

火力发电行业中，首次将X钢支柱运用到空冷塔，它代替了原有的钢筋混凝土斜支柱。如何运用相关的施工技术措施将X钢支柱混凝土顺利浇筑完成，便成了一项突破性的技术难题，基于此，就需要从问题源头不断优化质量控制措施，以保证施工安全、有效的完成。

参考文献

[1]邹孟豪.火力发电厂土建施工的问题与对策[J].中华传奇（中旬刊）.2020（04）.

[2]刍议火力发电厂土建施工技术的现状和展望[J].王汉青.科技展望.2020（07）.