倒锥壳型水塔整体吊装施工工法

倒锥壳水塔整体吊装施工工法主编：副主编：编写人：1、前言倒锥壳水塔具有技术先进、结构紧凑、造型美观等优点，在外观上也起到了供人欣赏的作用。倒锥壳水塔的结构特点比较适合液压滑模施工。在近三十年的施工中，我公司经实践总结形成了倒锥壳水塔整体吊装施工工法，其运用取得了良好的经济、社会效益。2、工法特点2.1、整体施工安排程序化。工序安排合理、紧凑，穿插适宜，从而保证了施工工期和施工效率。2.2、整套施工方法标准化。合理的、标准的、定型的施工方法为保证施工质量及施工安全提供了先决条件。2.3、规定了严格的保证质量措施。保质是本工法的核心。2.4、规定了材料限额领料制度。控制材料损耗，确保材料最低消耗。2.5、规定了完善的保证安全措施。从技术上、管理上全面保证施工安全。3、适用范围适用于500m3及以下的钢筋混凝土支筒、倒锥壳水箱的水塔施工。4、工艺原理水塔由三部分组成，即：基础、支筒和水箱。基础施工方法与土建基础相同。支筒施工方法，即：液压滑动模板施工方法。水箱施工采用在支筒下部围绕支筒预制的方法，混凝土强度达到设计强度100%后，吊装就位的施工方法。吊装就位施工又分为四种方法，即：千斤顶提升法、提升机提升法、倒置穿心千斤顶提升法和卷扬机提升法。我公司现采用倒置穿心千斤顶提升法，此方法适用于较大水箱的提升，操作比较平稳，安全可靠，提升杆件少，易于安装，省工省力，施工效率高。5、施工工艺及操作要点5.1、施工工艺流程水塔施工工艺流程见图5.1定位放线定位放线土方开挖基础施工支筒钢筋绑扎滑模平台组装平台设计和加工支筒滑模施工吊装水箱水箱混凝土达到100%强度人井及气窗施工水管安装，平台板施工水箱预制支筒涂料施工图5.1水塔施工工艺流程图5.2、操作要点、基础施工1、按总图方格网及设计规定坐标位置，测出坐标定位点，按十字在基础外埋设中心控制桩。2、按中心点放线挖土，挖土期间由测量配合，严禁超挖。挖土坡度按实际土质确定放坡系数。3、按设计要求标高打混凝土垫层，垫层一般均为C10混凝土，厚度100mm。4、在垫层上按水塔中心点放出基础几何尺寸线及排放钢筋位置线。5、基础混凝土分两次浇注，二者之间可留一道施工缝。先浇注基础底板。按垫层上钢筋位置先绑扎底板钢筋，支设模板，经检查无误后浇注底板混凝土。再浇注杯口。在底板上，放出杯口的几何尺寸线，按之绑扎杯口钢筋及支设模板，经检查无误后，浇注杯口混凝土。模板支设详见图：图杯口基础模板施工示意图6、在上述混凝土施工前，需先搭设施工用脚手架，包括基础外脚手架及杯口内脚手架，作为绑钢筋、支模板及浇注混凝土时使用。7、按规定时间拆模，做好混凝土养护工作。8、清理基坑，及时按规定做好回填土工作，并取样检验回填土压实系数。、支筒施工采用液压滑动模板施工方法。1、组装滑模平台滑模平台组装前，认真做好定位放线工作，用钢管扣件搭设简易组装平台，组装平台高于±0.00约40cm，支筒滑模平台安装顺序如下：内平台→内模板→绑扎钢筋1.8m高→外模板→液压系统组装及调试→起重支架及钢绳吊钩→试滑→正式滑升。支筒滑模平台及支撑详见图：图支筒滑模平面布置示意图2、绑扎钢筋支筒竖向钢筋插接时，在同一截面处接头应错开，接头数量不得超过该截面钢筋总数的25%，支承杆作竖筋使用，也作防雷引下线，支承杆安装时必须与基础伸出钢筋对应焊牢，焊缝长度单面10d，同时与环筋焊牢。作为防雷引下线，必须与基础内接地极引下线构成可靠通路。支承杆通过千斤顶后，接头采用双帮条单面焊，焊缝长单面10d。支筒底部设布筋盘，与坚向钢筋逐根绑扎。为增强支筒钢筋骨架的刚度，保证滑模施工的质量、安全，按设计要求于竖向钢筋外侧每1m设置Ф12环形水平箍筋，并与支承杆和坚筋焊接牢固。3、试滑液压控制台安装在地面，主油管接长随平台滑升。钢筋、模板经建设单位检查签证后，即可封闭外模。模板封闭时应把基础顶面冲洗干净，经全面检查合格后即可试滑，接缝用1：2水泥砂浆处理，底层混凝土浇一层，静置一段时间，然后升高6～10cm，观察出模混凝土凝结硬度、有无坍落、下坐、变形及泌水现象，如有应延长间隔时间，并查清原因采取措施，待正常后才能继续滑升。4、滑升及浇灌混凝土⑴、滑模支撑设计单根支承杆承载力（见公式－1）：P单=KP总/n（公式－1）式中：K----安全系数，取1.25；n----支承杆总量；P总--总荷载（包含滑模平台上的静荷载、施工荷载以及模板上的摩阻力）；单根支承杆允许承载力（见公式－2）：P允=2EI/K(µτ)2（公式－2）式中：K----安全系数，取2；u----自由长度修正系数，取0.7；τ----自由长度取150cm；E----支承杆弹性模量；I----支承杆截面惯性矩。P允>P单时，为可用。⑵、滑升施工钢筋及混凝土等物料垂直运输利用平台随升起重支架，用1t卷扬机吊运。随平台滑升时安装支筒内钢爬梯，作为操作人员上、下用。爬梯预埋件应与主筋焊牢。滑升时水平控制用千斤顶限位卡，垂直控制用吊锤法即可满足要求。混凝土应分层对称浇灌，每层高度不超过300mm，混凝土塌落度控制在40～60mm。滑升时注意铁件及孔洞预埋，雨蓬及支筒平台待滑升过后支模现浇，雨蓬钢筋与支筒内预留插筋焊牢。内平台主筋伸入支筒预留孔，绑扎定位后用水泥砂浆充填。⑶、支筒混凝土养护技术措施支筒混凝土养护主要采用喷水措施，具体做法为：在滑模吊架上模板下口约1.0m处环绕支筒设Ф20PVC管，在管上靠支筒一侧均匀钻孔，用管道泵将水压入PVC管，随滑模施工对支筒混凝土进行喷淋。⑷、滑模平台的改装为满足水箱吊装的要求，滑模平台必须进行改装。即支筒滑升到设计标高后停滑，筒壁顶部埋设180×180预埋件8件，沿筒壁均匀分布，将8个外提升架支腿内移到筒壁预埋件上，每个提升架支腿用两根[14加固，螺栓连结，作为吊装承重支柱，槽钢底部与预埋件焊接。支筒滑模平台作为起重平台，下横梁支承于立柱上，作为起重横梁，用Ф16螺栓与提升架支腿连接，为增强抗剪力，每个提升架支腿与横梁连结处增加一颗M24螺栓。下横梁上设置内外环形槽钢，用[16制作，卡块式千斤顶均匀布置在环形槽钢上，与下部水箱吊杆位置相对应。每两只千斤顶分别在槽钢上下倒立安装。5.3、水塔水箱预制及吊装、水箱预制在支筒滑升完毕后，在地面环绕支筒就地面支模预制水箱，水箱预制采用搭设钢管脚手架，铺放射性Φ48钢管和三道Φ48环管，再根据水箱圆弧呈放射性满铺30mm厚的木板，最后铺上2mm厚竹篾席，绑扎钢筋，浇筑水箱壳体混凝土。水箱下环梁预埋环形铁件及24Ф48钢套管，作为吊装时穿吊杆用，水箱模板用竹篾席配制，并以若干排木板支撑固定，详见图水箱吊装示意图。水箱为C30混凝土，应按质量要求拌制，并做好取样试验，浇灌时布料要均匀，对称浇灌，以防模板变形，水箱下壳壁混凝土要连续分层浇灌，每层高度30～50㎝，边浇边振捣密实，不留施工缝。在中环梁的顶端设置一道水平施工缝，接缝加1:2水泥砂浆处理，混凝土强度达到设计强度的100%以上时，方可拆模。拆模时不得用锤击和用力撬压，以免损伤混凝土。、水箱吊装水箱混凝土养护达到设计要求，方可起吊安装。在地面做好中环梁及倒锥部分的外部花饰涂料。⑴、吊杆的设置吊杆采用Ф25螺纹钢筋，500m3以下设置24根、500m3设置32根，吊杆长度为水塔高度加4m左右，吊杆在中环梁上均匀设置，即在水箱预制时在中环梁上用Ф48钢管作套管预留。作为起重吊杆，接头采用对焊连接，焊后需作抗拉试验，达到设计要求方可使用。焊缝需打磨平整，以便千斤顶顺利通过。⑵、油路布置为保证水箱吊装的同步性，采用二级分组并联油路布置，主油管选用19mm高压耐油橡胶管，支油管选用10mm高压软管伸向各千斤顶；分油器采用无缝钢管制作。各主油管长度和直径均取其相等，并作环形布置有利于均衡滑升；每级、每组均设有截流阀加以控制，千斤顶单独设针形阀，这样方便纠偏。⑶、水箱的吊装液压滑升系统经检查调试后，对水箱进行一次试提，提升高度约10cm，在支架和筒身无变化的情况下，方可正式提升。每次提升高度约30cm，调平工作每升高1m检查一次，以最高一次为准，其它相应提高，当现场的偏差较大时，要分几次找平，使水箱在相对同步的情况下提升。当水箱的底标高提升到位时，水箱提升完毕，开始安装钢支架作为水箱临时支撑架。水箱制作及吊装详图：图水箱吊装示意图水箱吊到位后，需安装临时固定装置，临时固定装置为钢支架，做法如图和图5.3.4所示。图钢支架立面示意图图钢支架平面面示意图水箱按图示就位固定后，开始施工水箱环板，待下环板施工完毕，拆除滑模设备及平台。人井和气窗顶盖采用常规支模现浇混凝土，物料用钢绳滑轮从支筒内提升，用钢管扣件搭设简易支撑固定模板，同时悬挂钢绳滑轮。单根吊杆拉力计算（见公式－1）P吊=KP/nr2（公式－1）式中:K---安全系数，取3.5；n---吊杆数量；r---吊杆半径；P---提升架和吊杆自重、水箱重量、施工荷重的总和、水箱防水及其它水箱人井采用常规支模现浇，且连续浇注，不留施工缝，水箱内防水层采用五层作法：刷防水水泥浆2～3mm（50kg水泥内渗1kg防水粉）。第一层完后即抹水泥砂浆5mm厚（水泥、粗砂为1:2），要求压实、无开裂，并在终凝时在表面拉毛纹，第二层完毕凝固后刷水泥浆，作法同第一层，第三层完后即抹防水砂浆厚8～10mm，配合比同第二层，不得有裂纹。最后再刷防水水泥浆，做法同第一层。筒身处爬梯、溢水管在水箱吊装完毕后进行安装，在此之前为满足施工上下需要，在筒身内、外搭设简易而安全的安装支架。在筒身爬梯、防护笼及防护栏处设防雷接地，均刷红丹漆二遍，防锈银粉漆二遍，上下水管外壁按要求作防腐处理。、水箱顶部及水箱人井施工1、水箱顶部包括箱顶小栓及顶盖。混凝土一次浇注完。2、人井，包括人井顶部平台，预埋件随施工进度埋设。3、此项工作在水箱提升完后进行。5.4、钢平台、管道、门窗及电气安装、钢平台、梯子安装钢平台安装在拆除竖井架时进行。随竖井架的拆除，自上而下安装平台钢梁，随之将平台板放在钢梁上，同时将爬梯安装好。放平台板时，注意留出管道位置，在管道安装完成后安装平台板。人井平台围栏及水箱顶护栏在人井及水箱施工完成后穿插进行。、管道安装管道设计有两种连接方式，一为焊接安装，一为法兰连接。安装时，在支筒最高点安设一横担，上挂滑轮，用小卷扬机提升管件进行组装，管道附件的伸缩器、弯头、阀门等均应严格按设计施工。进出水管安装完成后，做打压试验，按规范要求试压，压力为0.9MPa。泄溢水管做通水试验，液面满足规范要求即可。、门窗安装施工中按设计预埋木砖，安装工作在施工中配合穿插进行。、电气安装照明部分，按设计照明电缆有穿管及明敷两种，固定点可以预埋木砖，也可最后用冲击钻打眼方式安装。照明在工程最后进行。避雷部分，按设计和国家标准图集施工，在工程完成后进行。避雷针导线利用支筒内站筋，要在支筒施工中注意连接焊好，接地部分要做好接地电阻试验，要求按标准图的规定进行。6、材料与设备6.1、材料：本工法支筒滑模采用的Φ48钢管作为支撑杆，Φ25的钢筋作为吊装水箱的吊杆。6.2、设备详见表6.2表6.2机具设备表序号设备名称设备型号单位数量用途1搅拌机JDY-350台1现场混凝土搅拌2闪光对焊机NV-100台1钢筋加工3钢筋切断机GJ-40台1钢筋加工4钢筋弯曲机WJ-40台1钢筋加工5交流电焊机BX16-3300台2焊接钢筋加固平台台6钢筋调直机D93-15台1钢筋加工7插入式振捣器ZX50根2浇灌混凝土8油压机YKT-72台1滑模平台9提升架支腿2.8m高个12滑模平台10千斤顶JDY-60台48滑模平台11激光铅垂仪台1支筒垂直度控制7、质量控制7.1、工程质量控制标准、基础、支筒和水箱混凝土结构施工质量按《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002执行。、支筒滑模施工质量执行《滑动模板工程技术规范》GB50113-2005。滑模施工工程混凝土结构的允许偏差按表7.1.2执行。表滑模施工工程混凝土结构的允许偏差按表项目允许偏差（mm）圆形筒结构半径≤5m5＞5m半径的0.1％，不不得大于10垂直度全高高度＜10m10高度≥10m高度的0.1％，不不得大于30门窗洞口及预留洞洞口位置偏差差15预埋件位置偏差207.2、质量保证措施、全体施工人员必须树立质量第一、为用户服务的思想，严格把关，人人负责，控制好每道工序的交接工作，施工前后应做好以下几点工作：⑴、认真做好技术交底工作，施工前由技术负责人向全体施工人员做全面交底，各分部施工前由技术人员做详细交底，每班上班前，再做补充交底。施工中，要强化落实。⑵、认真贯彻三检制，做好各项检查记录及签证工作。⑶、严把材料进料质量验收关，按规定做好检验和复检工作，做到不合格材料和无合格证材料坚决不用。、认真做好混凝土及砂浆配合比的计量工作，配齐计量器具，贯彻计量制度，做好必要记录。、支筒施工关键是确保支筒外壁尺寸准确。为此，支模时，要保证尺寸准确，支设牢固；浇注时，要做好看模工作，确保支筒外表美观和水箱提升顺利。、支筒施工过程中，如遇不可抗力的环境因素而必须停止滑模施工时，必须采取相应处理措施：确保混凝土上口在一个水平面上；在混凝土初凝后，千斤顶应松一个行程，保证模板与混凝土面脱离；在恢复支筒滑模施工时，应对混凝土面打毛处理，用清水清洗干净后，先用混凝土同比例的砂浆浇筑50mm厚，然后再进行混凝土浇筑。、水箱预制，尤其是水箱下部施工，重要控制的内容是：支模牢固，混凝土水灰比适合，振捣到位，不留规定外的施工缝及做好养护工作。施工中抓住以上环节确保水箱混凝土密实，尺寸准确。、水箱防水是整个水塔工程的核心，施工前应制定专项保证质量措施。、其他部位施工保证质量要点已在前面“施工”一节中述及，应严格按之逐项落实。8、安全措施8.1、开工前组织全体施工人员学习安全技术操作规程和有关安全文件，做好安全交底和分部分项安全交底，组织好每周一安全日活动，提高施工人员对安全工作的认识和重视程度。8.2、凡参加高空作业的人员，均应进行身体检查，不适应高空作业人员，严禁参加高空作业。8.3、工作台及施工现场应设有可靠的灭火设施。8.4、进入施工现场必须带安全帽，高空作业人员必须挂安全带。8.5、高空作业采用36V低压照明。使用220V或380V电源时，线路应采用橡胶绝缘电缆。8.6、施工中遇有六级以上大风或雷雨时，应立即停止高空作业，全体施工人员迅速撤到地面，并切断高空电源。8.7、水塔支筒外10m范围内为危险区，危险区应设明显标志，并派人巡逻。在危险区工作处应设保护棚。8.8、支筒施工时，筒身内距地面2.5m处设保护棚，以上每20m设一道柔性连接器。8.9、工作台上工作处周围应设保护栏杆，吊梯下设安全网，安全网底部距支筒距离不大于10cm。8.10、水箱提升要有统一指挥，保证协调操作。8.11、水箱提升过程中，要随时检查吊杆受力情况，及时调整，做到各吊杆受力均匀。8.12、施工机械设备、索具等要有专人经常进行检查、维修。严禁设备带病作业。操作人员要有上岗证。8.13、夜间施工要有足够照明。9、环保措施9.1、成立施工环境卫生管理机构，在工程施工过程中严格遵守国家或当地政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章，加强对施工燃油、工程材料、设备、废水、生活垃圾、弃渣的控制和治理，遵守有关防火及废弃物处理的规章制度，做好交通环境疏导，充分满足便民要求，随时接受相关单位的监督检查。9.2、设置合理的施工作业区范围，在施工作业区设置有效围栏，并设置各种醒目标示牌，保证施工场地整洁文明。在施工区还应设置施工区进出场大门，在大门处设置洗车台，控制场地内的泥土和灰尘带出工地，并在洗车台周围设置沉淀池，施工现场的排水沟把水引入沉淀池，定期清运沉淀池内的泥砂和杂物。9.3、在施工平平台上应设置置杂物堆放台台和便桶，每每天按时运往往地面。9.4、施工现场场使用的机械械应定期保养养，防止机械械使用的油外外漏，对现场场机械还应设设置隔音措施施，同时尽可可能避免夜间间施工。9.5、对施工场场地进行硬化化，并在晴天天经常对施工工通行道路进进行洒水，防防止尘土飞扬扬，污染周围围环境。9.6、生活区建建盖厕所，并并设置化粪池池，防止向外外排生活污水水。10、效益分析10.1、本工法法采用支筒采采用液压滑动动模板施工，减减少了支设模模板的环节，提提高了工程的的施工速度，减减少了粉尘和和噪音的污染染，也为后期期吊装水箱提提供了便利。水水箱在地面预预制后，采用用倒置穿心千千斤顶提升法法把水箱提升升至设计标高高，避免了大大量的周转材材料（搭设脚脚手架用钢管管）。10.2、本工法法与常规模板板施工方法相相比，不但减减少了大量的的周转材料，施施工速度快、有有利于场地布布置、有利于于文明施工，还还减少了对周周围环境的污污染，提高了了经济效益。10.3、本工法法施工的水塔塔外观达到了了清水混凝土土的效果，在在国外工程施施工中从质量量、速度、成成本、安全文文明等方面都都得到了各方方的好评，增增进了与他国国的技术交流流，取得了良良好的社会效效益