水塔施工技术

严国平

【摘要】 本文作者对中冶东方江苏重工有限公司电炉炼钢工程500m3事故水塔工程进行了详细的描叙，并将自己的亲身经历和感受以及积累的一些成功经验整理出来与大家交流。作为一个典型的水塔施工工程，对同类型工程施工有一定的参考作用。

【关键词】水塔 、滑模、水柜、施工技术

前言

中冶东方江苏重工电炉炼钢工程位于江苏省丹阳市后巷镇飞达村，距镇江、常州均40余公里，距沪宁高速公路罗墅湾及丹阳入口均20公里。建设单位为中冶东方江苏重工有限公司，由中冶东方建设有限公司负责设计，中国五冶集团上海有限公司负责施工，工程总投资额60亿。该电炉投产后单炉出钢量在世界现有已投产电炉中排名第二，亚洲第一。

工程概况

本工程为中冶东方江苏重工有限公司电炉炼钢工程500m3事故水塔工程，在厂区建设一座500m3、41.9m高的钢筋砼水塔， 钢筋砼水塔由基础、筒身、水柜三部分组成。基础：采用管桩、钢筋砼园板式基础，由底板、环壁组成，基础底板直径12m、厚1.8-2.2m，环壁高1.3m，砼等级：C30。筒身：筒身高度34.6m，壁厚220mm，外径3.4m圆形筒身，34.6M设300厚筒顶盖、人孔井。塔内每隔5m设内平台，内平台为钢平台，在筒身内设上人爬梯，砼等级：支筒、顶板C30。水柜：为钢筋砼倒锥形水柜，由气楼，上、中、下三道环梁，正锥壳、倒锥壳等组成，中环梁直径15.04m，砼等级：C30S8。水柜底板设置800厚环梁支承。本文主要描述的是水塔筒身滑模和水柜施工。

3主要施工技术

3．1筒身滑模施工

⑴滑模模板系统：内外模采用100×1200普通定型钢模，在模板上下端孔处设双钢管内外围圈，以管卡勾头拉结模板，围圈以调节钢管与提升架立柱连接，门窗洞口采取配制木模事先预埋的方法处理，安装好的模板单面倾斜度为模板高度的0.2～2.5%，按规范要求模板高2/3处净距与结构截面等宽。

⑵提升架：提升架立柱为200×188，直径48×3.5普通钢管焊接而成的结构构件，上下横梁为双拼10号槽钢，提升架宽度1200，均匀布置6榀，间距1.31m。

⑶液压系统：千斤顶使用3T滚珠式千斤顶，直径Φ25支撑杆（也可采用6T千斤顶Φ48钢管支撑杆），液压设备使用YHJ-36型控制台。

⑷滑升平台：内平台使用钢管桁架作为支承结构，桁架用钢管通过扣件搭接成型，由上、下弦杆、斜杆构成共布置6榀，纵横各3榀，桁架高度0.9m，间距为0.8m上铺木方与走道板。

⑸平台组装：组装顺序：安装提升架→安装内外围圈→挂内模板→绑扎钢筋→挂封外模板→安装操作平台→安装油泵、千斤顶及液压油路→插入支承杆→试车→浇砼。

⑹垂直运输：在水塔外设48m外井架一座，设爬杆一根吊运钢筋、砼。

⑺滑模施工：顺序：浇砼→滑升→绑扎钢筋→浇砼。

初升：每层砼高度控制在0.3m以下，均匀分四次浇满，每层砼高差小于0.1m，每层间隔时间在一小时左右，第一次入模砼在3～5小时(视气温定)开始初升1～2个行程，以后每次不超过一小时提一个行程，防止模板粘结，在保证砼出模强度在0.2～0.4Mpa时转入正常滑升，滑模用砼坍落度在5cm左右。上层砼振捣时插入下层砼深度不要超出50mm。

钢筋：垂直下料长度为4m，绑扎搭接长度为35d，同一水平面内接头数小于25%。环向筋分为三段以便于穿过提升架，搭接长度同一。为防止塌方，在筒身内增加施工用筋(内壁), Φ8@200竖向筋，环筋Φ6@200。

埋件与钢梯安装：根据引到支顾杆一的规定标高安放埋件并与方筋点焊，埋件位置允许误差±20mm。门窗洞口允许误差+15mm。

停滑措施：一般情况下要求连续滑升，如遇预先通知的停电，劳力不足单班运转等情况必须停歇时，应做停滑措施。做法：每45分钟到１小时提升一个行程，连续提升４～５小时，提升时应注意平台保持水平。

纠偏措施：每0.3m吊中一次，发现中心误差超出10mm及时纠正，采取平台倾斜法，高差限在一个千斤顶行程内。

纠扭措施：采取提升架和相邻支顾杆拉结法纠正超差。

拆模：顺序如下：拆除液压控制设备→内外模板及围圈→内外吊脚手→操作平台→提升架、千斤顶。

垂直度控制：滑升中的筒身因自身强度尚在增长中，受风载、设备材料重量、摩擦力等各种因素影响，时刻都有一定的晃动，每一浇灌层提升0.3m后，用线锤吊中一次，偏差值超出10mm时，随即进行徐缓纠偏，避免出现急弯现象。

3．2 水柜施工

水柜砼总量约50m3，总重约130T，重量较大。故水柜吊装采用柱式千斤顶、双横梁吊装。

（1）在筒顶顶板上设置钢支架，钢支架在圆周均布8根立柱，立柱顶部设置8根辐射状横梁，支架高度2.1m；

（2）在钢支架横梁外挑端部设置两道[14双拼横梁（中间留50宽空隙以便穿插Φ25），QF-500千斤顶（50T）设置在两道横梁之间，选用16只50T千斤顶，总提升能力16*50*0.5=400T，满足要求；

（3）吊杆采用Φ25圆钢，吊杆56根（配224只卡起），对应预留孔位置在预制水柜下环梁上部预埋Φ32吊环56上部由卡起卡在上、下横梁上。吊杆单根提升能力10T，吊杆提升能力10*56*0.5=280T，满足要求。

吊装原理：千斤顶提升上横梁、吊杆卡起卡在上横梁上，千斤顶提升到位，把下横梁吊杆用卡起卡住（相当于止回阀，卡住吊杆只能下滑、不能上滑）；回油、上横梁下降，把上横梁处吊杆卡起下降，这样可再次提升，如此重复，达到水柜提升。

提升水柜顺序：Φ25钢筋坡口焊接接长→穿吊杆→安装千斤顶固定吊杆→吊杆未端与Ｕ型吊环焊接→安装提升液压设备→试车并以低压拉紧吊杆→初提升水柜并全面检查→正常提升，割除吊杆，循环直至支承环板上口就位。

吊杆焊接：手工电弧焊，焊后轴线允许误差1mm，焊条T422，支承杆必须有质保书，切断不得用切断机，焊前要求打坡口，焊接后焊缝不允许遇水急冷，焊缝接头用手提砂轮磨平，吊杆设计安全系数为3.5。

检查吊环材料和尺寸，吊杆就位与吊环绑焊，焊缝要求焊满，四条焊缝长度不得小于70mm。

油路系统：采用并联再分配油路(使用高压油管)，起吊能力按起吊重量的800吨设计，选用柱塞油泵。

连续开机试车：油压加到21Mpa时回油，抽紧所有吊杆，使其初始负荷基本一致起吊，离地50mm时停机静置12小时，对所有吊杆、焊缝接头进行检查，确认无误后转入正常提升，直到就位。

就位固定：当水柜吊至距设计标高50mm时以水柜外环梁进行一次找平，到达设计标高时关闭主阀(不卸荷)。然后在吊手脚上安装水柜支承钢结构并焊接，最后回油卸荷，然后拆除其余的吊杆和所有千斤顶。

水柜就位后，利用吊脚手浇筑水柜下部环板，再做水柜防水。

水柜试水时，做好沉降观测与记录。

4 结束语

“十一五”的五年里，我国从一个钢铁净进口国变成净出口国，钢铁产量稳居全球第一，原本大部分依靠进口的汽车用钢、造船用钢实现基本自给；同样在这五年里，中国钢铁行业实现了量与质的双重提升，今年产量将达6.3亿吨，现有的钢铁产量已经过剩。传统的焦炉高炉炼钢既浪费资源又污染环境毕竟要逐步淘汰，利用废钢回收后再利用电炉炼钢铸造出高品质的合金钢既保护环境又节约能源和水利资源是钢铁行业的发展趋势，电炉炼钢具有良好和广泛的应用前景。水塔作为电炉炼钢一部分，水塔滑模施工技术，对同类型工程施工有一定的参考作用。

主要参考资料：

[1]中冶东方江苏重工电炉炼钢工程水塔施工图《102204J31-(001-009)》；

[2] 江苏文博建筑设计有限公司提供的《岩土工程勘察报告》（编号：10（勘）114）。

[3]《混凝土结构工程施工质量验收规范》 （GB50204-2002）

[4]国家、行业和地方的相应安全技术标准、规范。