《冷卻塔人字柱現澆移動式鋼模板體系施工工法》是上海電力建築工程公司完成的電力建設類施工工法，完成人是唐超群、奚風、柏斯海、陳耀華與戴國霖；該工法適用於類似於冷卻水塔人字柱的傾斜型混凝土結構的現澆施工。
《冷卻塔人字柱現澆移動式鋼模板體系施工工法》主要的工法特點是：對人字柱的垂直角度、直線度、截面尺寸均可通過控制模具得以實現，將現場的監控工作轉移至工廠內，質量精度可達毫米級，質量控制更有保障，並減少監控環節以及多環節的累計誤差；大多數工作均在地面完成，僅有上模安裝及鋼筋籠吊裝在高空完成，且作業環境安全設施齊全，工人的安全有了更大保障。
2012年8月，《冷卻塔人字柱現澆移動式鋼模板體系施工工法》被中國電力建設企業協會批准為2012年度中國電力建設工法。
基本介紹
- 中文名：冷卻塔人字柱現澆移動式鋼模板體系施工工法
- 工法編號：DJGF-HD-03-2012
- 完成單位：上海電力建築工程公司
- 主要完成人：唐超群、奚風、柏斯海、陳耀華、戴國霖
- 類別：電力建設類
- 審批單位：中國電力建設企業協會
- 套用實例：中國國電九江發電廠“上大壓小”2×660MW機組擴建工程冷卻塔項目工程
- 所獲榮譽：2012年度中國電力建設工法
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,技術理論,工藝流程,操作要點,材料設備,質量控制,控制標準,保證措施,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
隨著中國電力工業的高速發展，以及節能環保要求不斷提高，淋水面積超過10000平方米的超大冷卻塔已越來越多冷卻塔人字柱的直徑、長度也在不斷地增加，單根人字柱重量也隨之變大，從原先的10噸左右發展到20噸甚至更大，現場的機械已無法滿足預製吊裝的工藝或成本的成跳躍式增長，為此中國國內很多公司都採用滿堂腳手架現澆的施工工藝，但隨之而來的是勞動力的增加、高空作業等危險源的增加、工期變長以及質量不可控等現象。
根據行業的情況以及市場的人工工資的增長情況，上海電力建築工程公司對大型冷卻塔人字柱現澆施工工藝進行革新，尋找出一種安全、質量有保障，又能減少工期，減少用工量的施工工藝；以田集電廠二期工程、國電九江電廠冷卻塔項目工程為依託，研發了移動式人字柱現澆鋼模板體系，打破了常規冷卻塔人字柱現澆採用排架進行支撐的方式，並獲得了兩項實用新型專利《冷卻塔混凝土立柱現澆全鋼模板體系》（專利號：ZL201020637927.3）和《混凝土全鋼模板脫模裝置》（專利號：ZL201120253713.0）。
在正式使用該套體系前，上海電力建築工程公司還邀請了專家組對施工方案及關鍵技術進行評審，專家們一直認為該施工體系具有“結構設計合理、技術先進、顯著的綜合技術經濟效益等特點，具有創新性，為中國國內首創”，並提出些合理化建議，為施工的順利進行提供了寶貴意見。
《冷卻塔人字柱現澆移動式鋼模板體系施工工法》已運用於中國國電九江發電廠冷卻塔項目工程中，綜合資料顯示該體系強度、剛度和穩定性滿足規範要求，工藝設施滿足安全、質量的要求，達到了預期效果。
工法特點
《冷卻塔人字柱現澆移動式鋼模板體系施工工法》具備以下4個方面的特點：
1.該鋼模具體系現場定位快速、準確，操作簡單，借鑑了吊車的單元式組件及銷軸連線方式，提高了安裝的速度；另設計與製作中對組裝的簡便性及互換性作了充分的考慮，從而降低了對勞動力素質的要求。
2.運用該工法，對人字柱的垂直角度、直線度、截面尺寸均可通過控制模具得以實現，將現場的監控工作轉移至工廠內，質量精度可達毫米級，質量控制更有保障，並減少監控環節以及多環節的累計誤差。
3.進度方面可控，且效率較高，較傳統的滿堂腳手架方式單人字柱這一分項工程可縮短近一個月，並減少了用工。
4.相比傳統工藝，該工法的大多數工作均在地面完成，僅有上模安裝及鋼筋籠吊裝在高空完成，且作業環境安全設施齊全，工人的安全有了更大保障。
操作原理
適用範圍
《冷卻塔人字柱現澆移動式鋼模板體系施工工法》適用於類似於冷卻水塔人字柱的傾斜型混凝土結構的現澆施工。
技術理論
《冷卻塔人字柱現澆移動式鋼模板體系施工工法》所用的鋼模板體系分為支座小車桁架、模具體系以及穩定系統，其中模具體系分為模具、斜支撐及下橫樑。
模具體系即為人字柱的模板支撐體系，模具兩側設定爬梯，在各施工地點、混凝土澆築點均設定平台和欄桿；同時模具體系為一獨立體系，可以在支座小車桁架上前後移動，便於人字柱混凝土達到拆模強度後拆模。
人字柱鋼筋採用預綁紮後，整體吊裝，以鋼模板體系為基準就位。
工藝流程
《冷卻塔人字柱現澆移動式鋼模板體系施工工法》的施工工藝流程見圖1。
圖1 施工工藝流程圖
操作要點
《冷卻塔人字柱現澆移動式鋼模板體系施工工法》有如下7個操作要點：
1.定位放線
利用CAD放樣，按照小車定位的相關尺寸，確定出小車定位控制點的坐標。再根據現場已有的測量基準點，利用全站儀放出小車定位控制點。小車放樣尺寸見圖2，圖中A1點為半徑61864毫米處的支墩中心點，C1、c1點分別為兩個人字柱中心線與環基面的交點。通過上圖中的F1、G1、f1、g1四點定位兩部支座小車，而後將前後“八字”拋錨臨時固定。
圖2 小車定位尺寸圖
2.支座小車調平
支撐小車調平採用4支腿上的絲桿進行調整，將支座小車調整至設計標高后（見圖3），即可拉設“八字”拋錨，再安裝下模具及斜支撐系統。
圖3 4支腿標高調整
3.模具支撐系統安裝
（1）起吊下橫樑、斜撐桿，將其平放在支座下車上，並將相關銷軸連線；通過四點起吊組裝好的下模板，使得下模板連線耳板與下橫樑通過銷軸連線，緩慢落下下模板，使下模板放置在斜撐桿的枕木上。見圖4。
圖4 下模具吊裝就點陣圖
（2）換短頭鋼絲繩，並通過卸扣與模板頂部兩個吊耳連線，起吊下模板，緩慢提升下模板。見圖5。
圖5 下模具起板
（3）緩慢提升下模板，當斜撐桿端部耳板插入下模板連線耳板，用撬棒將斜撐桿端部耳板銷孔與下模板連線耳板銷孔對齊，穿上銷軸。
至此整個模具體系已安裝完成，由於模具是工廠法製作，所有的定位、誤差校正均在工廠內完成，現場只需控制好平面定位即可。
4.支墩鋼筋臨時安裝
（1）對環基上的支墩插筋位置進行覆核，按照設計圖紙將支墩的各部位鋼筋臨時就位，接頭待人字柱鋼筋就位好後再進行焊接。
（2）由於上支墩面層鋼筋、柱鋼筋規格大且較密，支墩面層鋼筋按正常順序擺放，與大多數人字柱主筋相碰，為節約人字柱鋼筋籠的就位時間，需要將支墩面層鋼筋位置作調整，使柱主筋與面層鋼筋錯開。
5.鋼筋籠吊裝
待模具就位後即可吊裝人字柱鋼筋籠，人字柱主筋為32C28，環向螺旋箍筋為A16@100/150，鋼筋籠總長15.642米，保護層為35毫米；柱鋼筋錨入支墩長度為1.68米，伸入筒壁環梁2.24米；人字柱鋼筋籠自重為3097.89kg，重心見圖6，起吊鋼筋籠採用滑車組結合鏈條葫蘆翻身。具體起吊索具見圖7。
圖6 鋼筋籠翻身圖紙
圖7 鋼筋籠翻身就位
待鋼筋籠翻身至設計角度左右，就位至人字柱支墩內，待人字柱最下層內圓環筋至支墩上層鋼筋面即達到設計標高，而後綁紮支墩面層鋼筋，內圓環筋與支墩面層鋼筋綁紮牢固後，方可卸鉤。
人字柱鋼筋安裝完畢後，即可進行支墩插筋、箍筋的焊接、模板安裝以及混凝土澆築工作，待支墩混凝土終凝後開始澆築人字柱的混凝土。
6.人字柱混凝土澆築
（1）人字柱混凝土振搗採用人下至鋼筋籠子內完成的方式，為便於混凝土工振搗時上下，預先在鋼筋籠子內綁紮上下爬梯通道，爬梯採用不小於A16鋼筋與鋼筋籠子綁紮而成，間距300毫米，此爬梯不拆除，澆築在混凝土中。
（2）由於柱子有一定的傾斜角，柱子上表面不易振搗充分，在模板外面另外輔以振搗棒振搗，減少表面蜂窩等缺陷。
（3）人字柱上模板有三節，必須逐段安裝模板，澆築完成一節混凝土後再安裝下一節模板。
（4）搗混凝土時，要做到“快插慢拔”，在振搗上一層混凝土時，應插入下層50毫米左右，以消除兩層之間的接縫。在振搗上層混凝土時，要在下層混凝土初凝之前進行。每層混凝土厚度不大於500毫米。
7.模板拆除
（1）上模拆除：①人字柱澆築超過12h後，即可進行上模板拆除；②上模板分頂節、中節、底節三段拆除，先拆除各接模板之間的連線螺栓、定位銷軸，再通過旋進脫模螺栓，將模板與混凝土脫開，必須先用卸扣將吊機吊鉤與模板吊耳掛好後才能旋進脫模螺栓；③起吊上模板頂段。將底部安放在地面的枕木上，而後起吊旋轉使上模板翻身，及時進行上模板清理。
（2）下模拆除：通過計算，當人字柱砼強度達到15兆帕以上（不同截面拆模強度不同）即可進行下模板拆除的拆除，通過同條件試塊強度確定。拆除步驟如下：①拆除模具體系與支座小車桁架之間的銷軸；②旋出下模板最底部、靠近底部的兩處脫模裝置，讓模具體系的滾輪落在小車水平桁架上；③同步向下旋轉支座小車桁架前支腿兩側的絲桿一圈，查看下模板頂部、靠近頂部的脫模裝置是否可以旋出，如否，則每次同步旋進絲桿半圈直至脫模裝置可以旋出為止；④將2噸鏈條葫蘆一側拉在下橫樑後側的耳板上，另一側拉在補償小車水平桁架耳板上，注意檢查小車滾輪外側擋板位置是否在軌道外側，收緊鏈條葫蘆，向後移動三角體系約300毫米，拉緊纜風緊繩器。見圖8。
圖8 模具支撐體系外移
（3）局部修補、養護：拆模後，對人字柱表面局部缺陷進行修補，修補由專人進行。針對個別位置的氣泡，用純水泥漿批嵌修補（嚴禁用乾水泥敷在水泥漿的表面），待水泥漿乾後，再根據氣泡的大小，用抹布或細砂皮進行表面打磨修整。
材料設備
《冷卻塔人字柱現澆移動式鋼模板體系施工工法》無須特別說明的材料，採用的機具設備見表1。
序號 | 設備名稱 | 設備型號 | 單位 | 數量 | 用途 |
|---|---|---|---|---|---|
1 | 塔吊 | St70/27 | 台 | 1 | 起吊主力吊機 |
2 | 人字柱模板系統 | - | 套 | 6 | 模板及支撐體系 |
3 | 全站儀 | RTS632 | 台 | 1 | 測量 |
4 | 水準儀 | DSZ3 | 台 | 1 | 測量 |
5 | 鋼捲尺 | 50米 | 把 | 2 | 測量 |
6 | 鋼捲尺 | 5米 | 把 | 5 | 測量 |
7 | 電焊機 | BX-400 | 台 | 4 | 鋼筋加工 |
8 | 鋼筋彎曲機 | GW40 | 台 | 1 | 鋼筋加工 |
9 | 鋼筋切割機 | GQ40 | 台 | 1 | 鋼筋加工 |
10 | 直螺紋套絲機 | - | 台 | 1 | 鋼筋加工 |
11 | 插入式振動器 | - | 套 | 6 | 混凝土施工 |
12 | 鏈條葫蘆 | 2噸/12米 | 只 | 1 | 鋼筋籠起吊 |
13 | 卸扣 | 2噸 | 只 | 12 | 鋼筋籠起吊 |
14 | 短頭鋼絲繩（2米） | 17.5毫米 | 根 | 4 | 鋼筋籠起吊 |
15 | 鋼絲繩（6米） | 17.5毫米 | 根 | 1 | 鋼筋籠起吊 |
16 | 鋼絲繩（12米） | 17.5毫米 | 根 | 3 | 鋼筋籠起吊 |
17 | 滑輪組 | H5×1D | 只 | 2 | 鋼筋籠起吊 |
質量控制
控制標準
《冷卻塔人字柱現澆移動式鋼模板體系施工工法》需採取以下質量控制標準：《雙曲線冷卻塔施工與質量驗收規範》（GB 50573—2010）、《混凝土結構工程施工質量及驗收規範》（GB 50204—2002）、《水工混凝土施工規範》（DL/T 5144—2001）、《電力建設施工質量驗收及評定規程第1部分：土建工程》（DL/T 5210.1—2005）、《鋼筋機械連線技術規程》（JGJ 107—2010）、《鋼筋焊接及驗收規程》（JGJ 18—2012）。
保證措施
《冷卻塔人字柱現澆移動式鋼模板體系施工工法》需採取以下14點保證措施：
1.人字柱小車定位、安裝尺寸必須嚴格按照設計圖紙進行。
2.所有緊固螺栓必須擰緊。
3.預埋鐵件位置準確，固定牢固。
4.鋼筋的規格，數量和位置、接頭形式、部位，同一截面的數量和搭接長度，必須符合設計要求和有關現行規範規定。
5.鋼筋間距均勻，主筋、箍筋與構造筋間距偏差±10毫米；主筋保護層偏差±5毫米；主筋長度偏差±10毫米。
6.嚴格控制鋼筋的保護層厚度，拉結筋和保護層墊塊不漏綁，鋼筋表面質量應潔淨，不應有損傷、油漬、漆污、片狀鐵鏽和麻點，而且鋼筋應平直無彎曲。
7.模板表面必須平整光滑，塗刷模板隔離劑時不得沾污鋼筋和混凝土接槎處。
8.模板上下半徑偏差±10毫米；軸線偏差≤10毫米；截面尺寸偏差±5毫米；相鄰模板面高差≤2毫米。
9.模板拼縫必須嚴密，採用加海綿膠條的方法，防止漏漿。
10.振搗時，嚴禁漏振、少振，嚴禁直接振搗鋼筋；混凝土初凝前，對混凝土表面採取二次抹壓，以控制混凝土表面乾縮裂縫。
11.截面尺寸偏差+10～-5毫米；表面平整度≤5毫米；上下半徑偏差±20毫米；柱定標高偏差±10毫米。
12.施工縫留設位置符合設計及規範要求，施工縫表面混凝土鑿毛處理，清除施工縫內雜物和已鬆動的骨料與浮漿，澆筑前，保持混凝土表面充分濕潤，但不得有積水。
13.混凝土澆築完畢後12h內必須加以覆蓋並灑水養護。
14.嚴格控制拆模強度，按計算的拆模強度拆除底模。
安全措施
《冷卻塔人字柱現澆移動式鋼模板體系施工工法》需採取以下13點安全措施：
1.認真貫徹“安全第一，預防為主”的方針，根據中國有關規定、條例，結合施工單位實際情況和工程的具體特點，組成專職安全員和班組兼職安全員以及工地安全用電負責人參加的安全生產管理網路，執行安全生產責任制，明確各級人員的職責，抓好工程的安全生產。
2.施工現場按符合防火、防風、防雷、防觸電等安全規定及安全施工要求進行布置，並完善布置各種安全標識。
3.施工現場的臨時用電嚴格按照《施工現場臨時用電安全技術規範》（JGJ 46—2005）的有關規範規定執行。
4.現場所有用電設備均經專職電工檢測，確保全全後方可使用，並做到“一機一閘一漏一保護”，雨天應防護好避免受潮；電動工具操作時應戴絕緣手套、穿絕緣鞋、戴防護眼鏡。非專職電工不得隨意拆裝電氣設備。
5.進入施工現場的人員必須正確佩戴安全帽等個人防護用品。
6.施工前必須進行安全技術交底，並做好記錄，施工過程中有新人加入要補充交底。
7.操作工、電工、焊工、起重工等特種作業人員持有效證件上崗。
8.施工前應對各機械各部件進行檢查。
9.各種機械的操作工，必須熟悉機械性能和操作方法，遵守機械設備安全操作規程，定期進行機械保養，但在機械運行期間，不得進行維修保養工作。
10.夜間施工要有足夠的照明，照明設備應使用工作行燈，如發現照明不足或故障應由專業電工修理。
11.兩米以上高空作業必須系好安全帶，並將帶扣掛在上方牢固可靠的地方。
12.起重作業必須有專人指揮，做到“十吊十不吊”，吊物下嚴禁站人。
13.按《人字柱現澆鋼模具體系使用手冊》中規定做好防風措施。
環保措施
《冷卻塔人字柱現澆移動式鋼模板體系施工工法》需採取以下5點環保措施：
1.施工現場設立專門的廢棄物臨時存儲場地，廢棄物應分類存放，對有可能造成二次污染的廢棄物必須單獨存放，並有醒目安全標識。
2.將施工場地和作業限制在工程建設允許的範圍內，合理布置、規範圍擋，做到標牌清楚、齊全，各種標識醒目，施工場地整潔文明。
3.施工現場應建立有效的排污系統，確保雨水管網和污水管網分開使用，嚴禁將非雨水類的其他水體排進市政雨水管網。
4.優先選用先進的環保機械。採取設立隔音牆、隔音罩等消音措施降低施工噪聲到允許值以下，同時儘可能避免夜間施工。
5.對施工場地道路進行硬化，並在晴天經常對施工通行道路進行灑水，防止塵土飛揚，污染周圍環境。
效益分析
《冷卻塔人字柱現澆移動式鋼模板體系施工工法》具有如下7點效益：
1.根據現場的數據得出，九江工程人字柱在15兆帕的強度下人字柱頂部變形最終副值為28.6毫米，小於原先的預頂升的35.17毫米，差值為6.57毫米小於規範規定的10毫米，滿足要求；另根部附近未出現明顯的裂縫。
2.該體系定位快速、準確，操作簡單，對人字柱的垂直角度、直線度、截面尺寸均可通過控制模具得以實現，將現場的監控工作轉移至工廠內，質量精度可達毫米級，質量控制更有保障，並減少監控環節以及多環節的累計誤差。
3.進度方面可控，且效率較高，較傳統的滿堂腳手架方式，單人字柱這一分項工程可縮短近一個月。
4.相比傳統工藝，大多數的工作均在地面完成，僅有上模安裝及鋼筋籠吊裝在高空完成，且作業環境安全設施齊全，工人的安全有了更大保障。
5.該體系操作簡便，借鑑了吊車的單元式組件及銷軸連線方式，提高了安裝的速度；另設計與製作中對組裝的簡便性及互換性作了充分的考慮，從而降低了對勞動力素質要求。
6.雖然前期成本投入相對較高，但在早拆技術下，可減少排架搭設工程量和周轉性材料投入，按一個工程一座冷卻塔攤銷的原則人字柱分部工程可節約10.22萬元，如按一個工程兩座冷卻塔攤銷原則人字柱分部工程可節約55.34萬元（相關費用按2012年經濟標準計算）。
7.該鋼模板體系無論是在安全控制、質量控制、進度控制還是經濟效益方面均有不俗的表現，它開創了斜支柱無排架施工的先河，填補了中國國內該領域的空白。
套用實例
《冷卻塔人字柱現澆移動式鋼模板體系施工工法》在包括但不限於中國國電九江發電廠“上大壓小”2×660MW機組擴建工程冷卻塔項目工程中套用成功。
- 中國國電九江發電廠“上大壓小”2×660MW機組擴建工程冷卻塔項目工程
1.工程地點：江西省九江市東郊，鄰近長江南岸，距長江800米，西距九江長江大橋南岸引橋1.5千米。
2.工程概況：九江冷卻塔人字柱共有96根，人字柱直徑為A950，長度為11.722米，柱下底中心標高為-0.297米（相對標高），上口中心標高為10.60米（相對標高）、半徑為57.723米，傾斜角度為68.375度，水平投影與支墩中點徑向成32.403度夾角，混凝土強度為C30W8。見圖9。
圖9 人字柱平、剖面布置圖
人字柱主筋為32C28，環向螺旋箍筋為B16@100/150，鋼筋籠總長15.642米，保護層為35毫米；柱鋼筋錨入支墩長度為1.68米，伸入筒壁環梁2.24米；C——HRB400級鋼筋，B——HRB335級鋼筋。
主要工程量：混凝土1160立方米；鋼筋370噸。
3.開竣工日期：人字柱分項進度2011年9月10日～11月12日。
4.套用效果：九江工程冷卻塔人字柱採用該現澆鋼模板體系施工後，工人反映：用工少、操作簡單，定位快速、準確，安全實施齊全；項目管理人員反映：進度、安全方面可控，且效率較高，質量控制更有保障，監控環節少，避免了多環節的累計誤差。
5.存在問題：該體系雖然前期成本投入相對較高，但在早拆技術下，可減少排架搭設工程量和周轉性材料投入，按一個工程一座冷卻塔攤銷的原則人字柱分部工程可節約10.22萬元，如按一個工程兩座冷卻塔攤銷原則人字柱分部工程可節約55.34萬元（相關費用按2011年經濟標準計算）。見圖10。
圖10 人字柱拆模及養護工作狀態
榮譽表彰
2012年8月，中國電力建設企業協會發布《關於批准2012年度中國電力建設工法的通知》，以中電建協[2012]57號檔案公布，《冷卻塔人字柱現澆移動式鋼模板體系施工工法》被批准為2012年度中國電力建設工法。
