《冷卻塔電動爬模施工工法》是中建三局第二建設公司、上海電力建築工程公司完成的建築類施工工法，完成人是湯麗娜、李再倫、許洪、崔東靖、史耀輝、顧菊生，適用於大型雙曲線冷卻塔、煙囪筒壁、水泥造粒塔筒壁、料庫、高墩、高聳建築（構築）物等的施工。
《冷卻塔電動爬模施工工法》主要的工法特點是操作方便、施工工期短；施工質量可靠；施工安全。
2008年01月31日，《冷卻塔電動爬模施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2005-2006年度國家一級工法。
基本介紹
- 中文名：冷卻塔電動爬模施工工法
- 工法編號： YJGF029-2006
- 完成單位：中建三局第二建設公司、上海電力建築工程公司
- 主要完成人：湯麗娜、李再倫、許洪、崔東靖、史耀輝、顧菊生
- 套用實例：湖北蒲折電廠1號和2號冷卻塔
- 主要榮譽：國家一級工法（2005-2006年度）
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
中建三局第二建築工程有限責任公司在冷卻塔的施工中根據公司多年施工高聳構築物的經驗並在引進國際上先進的爬模施工工藝基礎上，根據冷卻塔工程的特點。對爬模的爬升系統、電動液壓傳動系統、操作平台及模板系統和配套的施工機械等方面進行了改進。
《冷卻塔電動爬模施工工法》先後套用於湖北蒲折電廠1號、2號冷卻塔，四川成都金堂電廠1號、2號冷卻塔和安徽準南洛河電廠5號、6號冷卻塔等工程的施工。通過爬模施工工藝，解決了大型雙曲線冷卻塔混凝土筒壁施工的難題，降低工人勞動強度、加快工程施工進度、保證工程施工質量和安全。
工法特點
《冷卻塔電動爬模施工工法》的工法特點是：
1.操作方便、施工工期短
電動爬模系統依靠筒體混凝土結構，通過固定在筒體上的導軌，利用電動機和蝸桿的正反轉動來提升爬模系統，操作過程中，爬升架體可以單獨提升也可以同步提升。爬升架提升完畢，就可以提供出工作面進行下一道工序的施工。與傳統的三腳架翻模施工工藝相比較，操作方便，勞動強度低，大大提高了施工速度。
同時該爬模施工工法將以往通常使用的1.3米×0.5米筒壁模板改進為2.6米×1.7米專用大模板。通過此項改進，減少了模板拼裝的次數，節約了模板安裝的時間。
通過電動爬模的使用，中建三局第二建設公司、上海電力建築工程公司在施工過程中創造了一天爬升一層（即1.5米/天）的施工速度，與傳統的施工速度相比，施工工期有了大幅度的縮短。
2.施工質量可靠
爬模系統的導軌在施工過程中對筒壁起著控制定位的作用，通過控制導軌的傾斜度、子午向曲線的位置、半徑和水平方向度，可準確控制筒體結構的半徑、斜率和外觀線條，從而保證通過爬模施工的冷卻塔筒壁的質量。
電動爬模系統內外各有三層的操作平台（寬1300毫米），可保證在鋼筋綁紮、模板支設、混凝土澆築和養護等各個施工環節有良好的工作面來保障施工人員做好各工序施工，從而保證施工質量。
另外通過採用2.6米×1.7米專用大模板，與採用普通的小尺寸模板相比，減少了模板的拼縫，提高了混凝土筒壁的外觀質量。
3.施工安全
電動爬模體系全部的施工荷載和自重藉助導軌傳遞給筒體結構，爬模體系構造合理，爬升架裝置設限位開關和螺桿保險銷雙重安全裝置。爬升架剛度大，爬升時平穩、無晃動。爬模體系設定三層操作平台，操作平台上均按照規範要求設定了安全防護欄桿。與普通的三角架翻模施工工藝相比較，極大保證了施工的安全。
4.經濟效益顯著
通過採用爬模施工工藝，組建專業施工隊伍，提高管理協調能力，可以減少勞動力投入，提高施工速度，保證施工的質量和安全，因此具有明顯的經濟效益。
爬模系統一次投入可多次周轉使用，施工中只需配備一套模板周轉，施工用材的節約非常明顯，且工程適用範圍很寬，設備閒置時間短，有很好的節能和環保效益。
操作原理
適用範圍
《冷卻塔電動爬模施工工法》適合大型雙曲線冷卻塔、煙囪筒壁、水泥造粒塔筒壁、料庫、高墩、高聳建築（構築）物等的施工。
工藝原理
《冷卻塔電動爬模施工工法》的主要工藝原理是爬模的導軌附著在冷卻塔混凝土筒壁上，爬升架承重在導軌上，通過爬升架上所安裝的電動機和蝸桿的正反轉動來提升爬模。在每節1500毫米高的筒體結構施工過程中，爬升架分兩次提升，每次提升750毫米。同時爬模採用2.6米×1.7米專用大模板，通過模板的收分來保證曲線變化筒壁的外形尺寸，電動爬模構造示意圖見圖1所示。
圖1 電動爬模構造示意圖
1.導軌承力工藝原理
導軌通過對拉螺桿與筒壁另一側的模板補償器相連線，以控制筒壁子午向曲線位置的正確，並夾緊混凝土筒壁，將整個爬升模架自重和施工荷載傳遞到筒壁混凝土上。見圖2、圖3。
2.爬架爬升工藝原理
當混凝土強度達到規定強度後，即可進行提升架爬升。整個爬模系統爬升時按順時針方向進行，並控制相鄰兩提升架的高差在750毫米以內。
爬升時先將爬架的上支撐點固定在導軌上，同時鬆開下支撐點，啟動電動機將整個爬架爬升750毫米。然後將爬架的下支撐點固定在導軌上，同時鬆開上支撐點，啟動電動機將爬架中的內套架頂升750毫米。重複上述過程，實現下一個750毫米的爬升。
3.相鄰架體分段爬升工藝原理
該爬模經過改進，將相鄰架體之間的操作平台通過活動和可調節的方式進行連線。通過這種改進，一方面可以保證架體在向上爬升過程中可以方便調節相鄰架體之間的尺寸；另一方面，由於操作平台與架體為活動方式連線，這樣可以實現架體的分片提升，提高工作效率。見圖4。
圖4 相鄰架體分段爬升示意圖
4.模板安裝工藝原理
該爬模工法將以往通常使用的1.3米×0.5米筒壁模板改進為2.6米×1.7米專用大模板。通過此項改進，實現了每節1.5米高的筒壁只需進行一次的模板支設，極大地提高了施工速度。
同時通過在兩塊模板之間設定補償器，通過模板的收分來實現筒壁雙曲線尺寸的要求。
圖5 冷卻塔爬模施工模板系統組裝圖
圖6 現場拼裝完成的大模板
施工工藝
- 工藝流程
《冷卻塔電動爬模施工工法》的施工工藝主要包括爬模的組裝、爬模現場安裝、爬模施工過程中的爬升和爬模的拆除等流程，如圖7。
圖7 爬模施工工藝流程圖
- 操作要點
《冷卻塔電動爬模施工工法》的操作要點如下：
一、爬模的地面組裝
爬模在正式安裝前，應在地面將架體進行組裝。
先將主架平放在地面，將活動小平台安裝到主架上，然後安裝活動套架及電動機和頂升絲桿。見圖8～圖10。
二、爬模的現場安裝
爬模的現場安裝包括導軌的安裝、爬模架體的安裝和爬模操作平台的安裝，見圖11～圖14。
三、爬模施工過程中的爬升
當混凝土強度達到規定的強度後，即可進行提升架爬升，整個爬模系統爬升時按順時針方向進行，並控制相鄰兩提升架的高差在750毫米以內。每節筒體分兩次進行爬升。見圖15、圖16。
四、爬模的拆除
爬模拆除時，先拆除上面兩層操作平台，然後設定臨時掛架，將對拉螺桿拆除使爬架脫離筒體，然後依次拆除最下層操作平台和架體。如圖17~圖20。
材料設備
《冷卻塔電動爬模施工工法》爬升架構造：爬升架由導軌、操作平台、爬升裝置、模板系統等四部分組成。
1.導軌
它是一種比較精密的部件，每根長1.5米，每組爬架配4根導軌。導軌的作用一是定位，控制筒壁子午曲線位置的正確，二是將爬升模架的施工荷重傳遞到筒壁上。
2.操作腳手架
它由提升架部分和三層（P1、P2、P3）平台組成。在上層P1平台上可從事綁紮鋼筋、澆混凝土、安裝導軌和處理水平縫等施工操作。中層P2平台上可從事拆除模板及清理等操作。下層P3平台可從事拆除導軌及提升架的操作。每層平台由左右兩塊平台板疊合組成，中間以滑塊相連，以便在爬升過程中隨著筒殼直徑改變，平台長度可以伸縮調整，平台兩端擱在提升架上。
3.爬升裝置
該裝置由電動機、減速器、提升螺桿及活動支架組成。安設在提升架主要桿件的中部。
4.模板系統
該系統由補償器、模板和豎擋等部件組成，設在兩個相鄰導軌的中間。在筒壁的內外側，導軌與補償器是交叉布置的。
質量控制
《冷卻塔電動爬模施工工法》的質量控制要求如下：
一、執行的標準規範和檢驗方法
採用電動爬模工藝施工冷卻塔筒體，能保證鋼筋、模板、混凝土、筒體防水質量，施工質量標準依據為《火電施工質量檢驗評定標準》，主要採用目測、鋼尺檢驗、取試件、儀器檢驗等檢驗方法。
鋼筋工程的檢驗具體依據鋼筋質量檢驗評定表（驗表Ⅱ-3-43）。
模板工程的檢驗具體依據模板質量檢驗評定表（驗表Ⅱ-3-42）。
混凝土工程的檢驗具體依據混凝土質量檢驗表（驗表Ⅱ-3-44）。
防水工程的檢驗具體依據防水質量檢驗評定表、堵孔記錄、防腐記錄、施工縫處理記錄、混凝土澆築記錄、混凝土養護記錄等。
二、質量保證技術措施和管理方法
1.筒壁模板的收縮應經過計算，事先在模板背面劃出切割線，且必須兩側等量對稱切割，以保證對穿螺栓孔位置的正確性。
2.筒壁半徑誤差調整值每節不得大於20毫米，且應使各節導軌半徑值相一致。筒壁施工過程中，每隔8~10節應進行一次標高測量，必要時應按實測標高對半徑進行調整。測量人員必須核對原始記錄，發現錯誤重新覆核。
3.筒壁模板與導軌、補償器之間，必須用木楔塞緊，並有可靠防止漏漿措施。
4.筒壁對穿螺栓塑膠套管應嚴格按圖紙要求尺寸下料，不同壁厚塑膠套管應分別堆放，防止錯用。對穿螺栓孔用塑膠粘膠堵塞，不得遺漏。
5.為防止筒壁在澆築混凝土過程中發生鋼筋位移，應在模板面向上1.3~1.5米處綁紮一圈環向鋼筋，同時在內外層鋼筋間沿環向每米範圍內增加一根ф6的S形拉筋，以保持其位置和保護層厚度正確。
6.混凝土澆筑前，技術負責人應會同質檢員進行以下項目檢查，合格後方可施工：
1）半徑、截面和標高等偏差符合規範規定；
2）施工縫已按要求處理完畢；
3）模板內已清理乾淨，接縫密合、支撐牢固；
4）預埋件、預留孔位置正確，鋼筋綁紮符合要求。
7.導軌安裝要有專人負責，嚴格按要求尺寸調整導軌斜率。
8.爬梯、電梯、纜風繩等件要求位置正確，安裝牢固。
9.施工縫應嚴格按設計圖紙要求處理，並保證不滲漏。
10.筒壁施工時，每節均需做不少於三組混凝土強度試塊，第一組測一天強度（應大於3兆帕），以作為可否拆模的依據；第二組測三天強度（應大於等於12兆帕），以確定爬升架是否可以爬升；第三組測定28天強度，作為混凝土評定依據。
11.混凝土養護應及時，澆水次數以能使筒壁內外兩側混凝土保持濕潤狀態為準，養護期不少於14天。
12.筒壁混凝土拆模後，如發現偏差超過允許值時，應在其上各節的施工中逐漸糾正，每節糾正量不宜超過20毫米。
安全措施
為保證爬模施工的正常進行，針對工程的施工特點，採用《冷卻塔電動爬模施工工法》施工時應採取下述安全措施：
1.設冷卻塔施工專職安全員一人，各施工班組均設兼職安全員，建立健全項目安全管理網。
2.認真貫徹國家及公司有關安全施工規程和規章制度，落實各級責任制。
3.堅持連續開展百日安全無事故活動，堅持安全施工與經濟責任制掛鈎。
4.凡參加現場施工人員，每年接受一次統一安全教育和安全基本知識考試，並堅持每年所招臨時工必須進行三級安全教育後才能允許上崗。
5.凡參加現場施工人員，應定期進行一次身體檢查，凡患有精神病、高血壓、心臟病等人員，均不得參加高處作業。
6.按規定在冷卻塔周圍劃出施工危險區30米，並設臨時圍欄和警戒標誌，非施工人員及車輛禁止進入。因冷卻塔施工後場地狹窄，部分公路、人行通道、加工車間及混凝土集中攪拌站均在危險區內，需搭設安全隔離棚。
7.警戒線內搭設進塔專用通道、曲線電梯通道，通道上設安全隔離棚。
8.進入施工現場的人員要戴好安全帽，高處作業人員應系安全帶（不包括在爬升架平台上工作人員），登高人員不準穿塑膠底鞋和硬底鞋。
9.操作平台應經常進行清掃檢查，防止高空落物。
10.中心塔吊、曲線電梯等在使用前均應做負荷試驗，合格後方可使用，並設專人操作維護。非操作人員嚴禁亂動。
11.所有高處設備均設避雷裝置。
12.夜間施工有足夠照明設施，所有臨時性電源開關、配電盤等電氣設備均設防雷設施，並有可靠接地和絕緣保護。
13.現場應設防水消防設施，施工需要現場生火時，應先編制安全防火措施，並申請辦理現場生火許可證後，方可生火。
14.遇有5級以上大風、暴雨、打雷及大霧等惡劣氣候時停止高處作業。
15.拆內模板時，要求混凝土強度不小於3兆帕，拆提升架時，要求混凝土強度不小於12帕斯卡，並嚴格按照提升順序操作。
16.提升爬升架時，P1平台上不準放重物，並應在P1、P2平台上設專人進行巡視。
17.導軌對穿螺栓螺母要擰緊，保險螺母切不可忘記安裝。
18.剪力環不可忘記安裝，拆下後放在導軌內，不準放在平台上，以免遺失或落下傷人。
19.爬升架提升完畢後，固定塊、活動塊的位置必須正確，安全插銷不得漏插。
20.操作平台要保持一定水平度，傾斜角不大於10°。
21.爬升架爬升時，相鄰兩爬升架高度差不得大於250毫米。
22.如果爬升架發生左右偏差，不準用另一個爬升架來糾正歪斜爬升架。
23.停電、電動機發生故障時，要插好安全銷。
24.爬升架蝸桿彈簧片要經常清掃，每星期加一次油，軸承箱一個月加一次油。
25.曲線電梯要有專人負責操作，嚴禁超載。
26.塔機操作人員要經培訓後方可持證上崗，並嚴格按塔機操作規程進行操作。
27.吊運鋼筋時每吊重量不得超過1噸，並分散堆放，超過3噸的重物不準堆放在平台上。
28.塔吊工作時，上、下均應有人指揮，操作人員必須按指揮人員的信號進行操作。
29.吊物範圍下方嚴禁站人，運輸車輛起吊後儘快離開。嚴禁吊物碰撞爬升架和筒壁。
30.塔吊纜風繩的初拉力，必須按設計要求，纜風繩拉完後，需用經緯儀檢查塔吊垂直度。
31.所有電纜、電線和金屬接觸處用套管保護，整體爬升架系統必須有良好的接地。
環保措施
為保證爬模施工的正常進行，根據國家有關環保法規，採用《冷卻塔電動爬模施工工法》施工時應採取下述環保措施：
1.應根據工程施工進度，制定爬模的電動機及頂桿的定期檢查制度，定期檢查相應部位是否有漏油現象發生，並及時採取措施。
2.爬架和模板上定期清理的垃圾應按照有關規定集中堆放，集中外運和處理。
3.施工過程中周轉損壞的木模板應集中堆放和處理。
4.混凝土澆築過程中，應採用低噪聲環保型振搗器，以降低噪聲污染。
效益分析
採用《冷卻塔電動爬模施工工法》施工，相比翻模工藝，效益主要集中於以下因素：設備投入、模板投入、工期、安全、質量、社會效益、環保效益，見表1。
序號 | 比較因素 | 電動爬模工藝 | 翻模工藝 |
1 | 設備投人（分六次攤銷） | 320萬/6次 | 70萬 |
2 | 模板投人 | 一套 | 四套 |
3 | 工期 | 1~1.5天/節 | 1.5~2.5天/節 |
4 | 安全 | 安全有保障，二次安全投人費用低 | 安全保障性低 |
5 | 質量 | 可控性牆，外觀效果好 | 較難控制外觀質量差 |
6 | 社會效益 | 良好的外觀效果是電廠的標誌，帶來的是未來的效益，受業主、監理及社會各界認可 | 外觀差 |
7 | 環保效益 | 模板投入少，爬模系統基本上為可重複利用材料，資源消耗少 | 模板投人大，資源消耗大 |
註：施工費用以2005-2006年施工材料價格計算
套用實例
《冷卻塔電動爬模施工工法》先後被中建三局第二建設公司、上海電力建築工程公司套用到湖北蒲折電廠1號2號冷卻塔、成都金堂電廠1號2號冷卻塔和安徽淮南洛河電廠冷卻塔5號6號冷卻塔工程等。取得了良好的效果。
- 套用實例1：湖北蒲折電廠1號和2號冷卻塔（圖21）
工程名稱：湖北蒲折電廠1號和2號冷卻塔。
工程地點：湖北省赤壁市。
實物工作量：5000平方米。
開竣工日期：2003年2月~2004年8月。
套用效果：良好。
圖21 湖北蒲折電廠冷卻塔施工實景圖
- 套用實例2：四川成都金堂電廠1號和2號冷卻塔（圖22）
工程名稱：四川成都金堂電廠1號和2號冷卻塔。
工程地點：四川省成都市。
實物工作量：9500平方米。
開竣工日期：2004年11月～2006年12月。
套用效果：良好。
圖22 四川成都金堂電廠1號和2號冷卻塔施工實景圖
- 套用實例3：安徽淮南洛河電廠5號和6號冷卻塔（圖23）
工程名稱：安徽淮南洛河電廠5號和6號冷卻塔。
工程地點：安徽省淮南市。
實物工作量：9000平方米。
開竣工日期：2006年3月～2007年4月。
套用效果：良好。
圖23 安徽淮南洛河電廠冷卻塔施工實景照片
榮譽表彰
《冷卻塔電動爬模施工工法》先後獲得了2007年度湖北省省級工法、2004~2005年度中建三局局級工法和2002~2003年度中建三局局級科技進步獎。
2008年01月31日，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2005-2006年度國家級工法的通知》建質[2008]22號，《冷卻塔電動爬模施工工法》被評定為2005-2006年度國家一級工法。
