摘要：本文详细阐述了火力发电厂冷却塔工程池壁施工采用一体式模架新工艺技术的原理、工程具体应用情况、关键创新点、工艺特点、工程施工效果等。
关键词：模架；一体化；对拉螺栓；体外；加固
电力工程循环水冷却系统双曲线型冷却塔为火力发电厂建设工程中标志性构筑物之一，冷却塔由环基、集水池、人支柱、风筒和淋水装置等部分构成。集水池常规设计为深约两米左右的圆形薄壁钢筋混凝土结构池体。随着国家“上大压小”能源产业结构的调整，大型淋水面积的冷却塔被广泛应用，使冷却塔集水池设计周长越来越超大、超长。这种超大、超长大型集水池池壁以往常采用普通拼装钢模板或木质覆膜胶合板分段施工，对拉螺栓使用量大，模板安装质量不易控制，易出现池壁砼漏浆、错台、渗漏水等现象。
我公司施工的某电厂9000m2自然通风冷却塔池壁设计内半径63.037m，周长395.872 m，池壁高2.200m，壁厚0.250m，为现浇钢筋混凝土薄壁结构，混凝土强度等级为C30 W6 F150，在本次池壁施工中我们成功应用了新型一体式模架施工技术，很好地解决了以往常规方法施工池壁存在的质量通病。
1 工艺概述
新型一体式模架技术是一种新兴的工艺技术，结合所施工冷却塔超大、超长池壁设计参数，对池壁施工后成品效果和模板体系进行深化设计，合理确定池壁分仓段模板尺寸和细部构造，绘制模板加工制作图。池壁每仓段内、外模板均采用工厂化定制整体弧形大钢模板，通过池体上口外部及池体下部各设置的一道对拉螺栓紧固，使大钢模板及其背面焊接槽钢背楞形成稳固型一体式模架加固体系。通过严谨的施工配合比和原材料控制以及科学的振捣作业，保证混凝土色泽一致、振捣密实。施工过程中，利用池壁一侧搭设的双排架作为施工操作平台，模板实行定置化管理，采用汽车吊安装、拆除模板，实现模板分段周转移置作业。
该技术可以在不同半径、高度的圆形钢筋混凝土薄壁结构中实施，还可推广应用于工业与民用建筑工程等各类形状超长、超大型混凝土薄壁结构的同类型工程施工。
2 该技术的具体应用
本工程在冷却塔池壁施工前，将池壁按照预先设计的变形缝划分施工段，将超大、超长的池壁分为40段，分段跳仓施工。
每段池壁内、外模板均采用定型钢模板，模板规格尺寸为内模板9064 X2220X10mm、外模板9100X2220X10mm。模板加工制作前，利用BIM技术将对拉螺栓孔精确定位，并根据池壁预留施工缝的长度及池壁设计圆形弧度将成品10mm厚钢板加工成相应弧度的整块大钢模板。
在池壁顶部内侧加设塑料倒角线条，因塑料线条与钢模板无法直接结合，在钢模板顶部距离上口10mm处间距150mm成孔，在模板支设好后，再用螺丝和垫片将塑料线条调平并和池壁模板拧紧固定，保证塑料线条的弧度和水平度。
为保证模板刚度，池壁模板上根据强度计算设计有三道水平[10槽钢箍肋，经计算确定池壁模板螺栓水平间距设计为880mm，防止出现涨模现象。池壁模板加固时采用槽钢、对拉螺栓、钢管加固体系，在池壁模板内、外竖向水平间距每隔880mm处，将两根[18槽钢通过上、下两道对拉螺栓安装加固池壁模板，同时采用上、下两道钢管顶撑在已搭设好施工环梁的脚手架上，保证池壁模板的整体稳定性。
模板安装前，将模板表面清理干净后均匀涂刷隔离剂，用吊车将一侧池壁钢模板就位并临时固定，同时穿对拉螺栓，然后将另一侧模板用吊车吊至相对应位置，并与另一侧已经穿好的对拉螺栓一一对应，根据池壁模板定位控制线，将模板就位。
池壁对拉螺栓采用全新的可拆卸三节式对拉螺栓，在池壁体外高出模板上口100mm处安装一道Φ16可拆卸对拉螺栓，池壁下部也设置一道 Φ16可拆卸对拉螺栓，螺栓堵头采用统一大小、材质较好的橡胶堵头，可有效避免对拉螺栓孔处产生漏浆，且螺栓孔大小统一、规整，池壁整体观感效果可达到最佳。模板上口内设模板支撑，保证模板上口尺寸正确，对拉螺栓中间按规范要求设置100mm×100mm方形止水片，防止漏水，池壁大钢模板支设示意见图1。
在池壁内侧搭设双排脚手架作为施工操作平台，脚手架上侧铺设操作架板，方便施工验收检查和混凝土浇筑施工。脚手架部分横杆的端头设U形丝托辅助内模调节半径并实现池壁加固。内模次背楞采用[10弧形槽钢，利用U形丝托装置顶次背楞临时就位内模，紧固对拉螺栓、调节U形丝托，调整加固内模，利用水平尺、线坠等校正模板的垂直度。
池壁采取跳仓法进行混凝土浇筑，填仓施工时，池壁模板两端利用前段池壁预留螺栓进行加固，加固前在已施工池壁两侧粘贴双面粘胶带以防漏浆。
池壁混凝土配合比中掺加抗裂纤维、引气剂，结合设计混凝土强度、施工坍落度要求、原材料等多方因素进行对比试验，确定最佳混凝土施工配合比，固定混凝土原材料供应，确保混凝土色泽稳定一致，达到清水混凝土色泽要求。
池壁混凝土浇筑过程中采用分层浇筑，自由倾落高度小于2m，每层浇筑厚度控制在400mm左右，并充分振捣排除混凝土中的气泡。振捣时振捣棒不得触碰池壁模板上已安装好的角线条，池壁上口统一浇筑到角线条位置，由人工收平上口。
池壁混凝土强度达到1.2Mpa以上时可以拆除模板，在拆除过程中先将加固对拉螺栓去掉，再将池壁模板上口线条螺丝去掉，保证池壁上口倒角部位不受损坏。
3该技术主要创新点
一体式模架技术采用的池壁单块模板规格尺寸达到9100（长）×2220（宽）mm，远大于常规模板尺寸，实现了超长池壁表面无模板拼缝。通过优化槽钢、对拉螺栓加固体系的力学计算，与常规模板加固体系相比，加大了竖向对拉螺栓间距，取消了池壁施工常规模板加固采用的环向上、中、下三道对拉螺栓的中间一道对拉螺栓，并将下部对拉螺栓下移至模板底部，上部对拉螺栓移至池壁上口体外，实现上部对拉螺栓体外加固，减少了常规加固池壁对拉螺栓的使用数量。每一施工段池壁混凝土整体浇筑，即减少了池壁漏水隐患又改变了常规模板施工工艺存在的模板接缝不严密、漏浆、错台等现象，且无需再搭设模板加固支撑架体，成功实现模板加固体系的一体化和对拉螺栓体外加固，减少了施工工序，提高了施工效率。
采用BIM技术放样制作孔眼装置一体化弧形大钢模板，建立大型超大、超长圆形池体模架支设模型，确定池壁内、外模板上的对拉螺栓孔眼空间定位，解决了由于单段池壁内、外弧长度不一致，空间上易出现内、外模板与对拉螺栓不垂直，易在此处产生漏浆的通病。
4 该技术主要特点
新型一体式模架技术是一种单块面积较大、模数化、通用化的大型模板，通过创新优化模板加固体系，减少常规模板加固体系三分之二以上的对拉螺栓使用数量和池壁对拉螺栓孔的堵孔数量。
模板加固采用可拆卸三节式对拉螺栓，螺栓孔眼留置采用我公司清水混凝土专利堵头，有效地避免了螺栓孔处产生的漏浆现象，且螺栓孔大小统一、规整，对拉螺栓孔封堵时采用定制堵孔器，封堵对拉螺栓孔时孔眼处比池壁表面略低1mm，提高了池壁观感质量和实体质量，增强了池壁美感及观赏性。
模板安装较常规采用钢木模板工艺支设方法不同，每一池壁施工段均采用成品厚钢板加工成整块模板的形式，取消水平及竖向模板拼接，实现无模板拼缝。对每一池壁施工段混凝土整体浇筑，改变了常规模板工艺施工存在的接缝不严密、易漏浆、缝体较宽，不美观的现状。
池壁模板上口采用螺栓连接塑料角线条倒圆，有效控制池壁上口混凝土表面标高及平整度，既美观又不易被磕碰损坏，施工后的池壁上口混凝土光滑、平整，曲线圆顺。
根据所施工工程设计的构件结构型式、预留施工缝的长度，利用BIM技术加工整块大钢模板，将模板上口倒角线条控制孔眼与对拉螺栓孔眼装置进行一体化定位成型，使模板上口塑料角线条在钢模板上易于安装、易于拆除，不会损伤池壁混凝土阳角，同时还使超大、超长的池壁上口平整度得到精确控制，提高了池壁清水混凝土阳角观感效果。
采用汽车吊进行模板安装、拆除，机械化程度高，施工操作简单、方便、可靠，施工速度快，可形成标准化流水作业施工，提高生产效率，具有较强的实用性。
5结束语
我们通过应用新型一体式模架技术，创新性地将模板与模板支撑体系融为一体，并将模板对拉螺栓移至池壁混凝土体外加固，将BIM放样技术成功用于生产实践。施工后的冷却塔池壁表面平整光洁，内实外光，曲线顺畅，不需抹灰装饰即能达到清水混凝土效果，着力体现了混凝土的原色原貌、原汁原味，极大地提高了冷却塔池壁混凝土的外观质量。
鉴于该技术自身的特点及其施工工艺的先进性，对比常规池壁施工工艺，模板安装工序化繁为简，免模板拼缝、无错台，对拉螺栓孔眼定位准确且减少三分之二以上的堵孔数量，实现了池壁薄壁结构模架一体式加固，有效地提高了施工机械化程度，降低工人劳动强度，缩短工期，且可实现模架体系多次周转使用，实现资源利用最大化，对环境保护非常有利，充分展示了绿色施工、节能环保的工程建设理念，符合国家建筑业绿色施工产业方向，具有较高的推广价值。
论文作者:徐利平
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/23
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