電解槽整體移動施工工法

《電解槽整體移動施工工法》是七冶建設有限責任公司、二十三冶建設集團有限公司完成的建築類施工工法，完成人是王來強、張勁松、皮忠錫、陳長月、李勇軍。適用於地理環境條件限制、特殊環境（地震、山洪、地質下陷、與其他設備相連線不易解體、無法使用大型機械吊裝設備、場地狹窄等）條件下的電解槽整體移動工程施工，同時，也適用於各類大型設備整體移動工程施工。

《電解槽整體移動施工工法》主要的工法特點是採用了頂升保護裝置；使用了易於搬運、安全可靠、結構簡單、使用方便的鋼支架；採用了傾斜設備頂升輔助裝置；成本低、工期短、操作安全係數高、不損傷被移動設備，簡單易行。

2011年9月，《電解槽整體移動施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009-2010年度國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：電解槽整體移動施工工法
• 工法編號：GJEJGF325-2010
• 完成單位：七冶建設有限責任公司、二十三冶建設集團有限公司
• 主要完成人：王來強、張勁松、皮忠錫、陳長月、李勇軍
• 套用實例：青海黃河水電鋁型材聯營項目黃河鑫業有限公司電解鋁工程
• 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）

形成原因

在現代化大型工程建設項目中，不可避免地要涉及一些特重特大型設備、非標設備的整體移動，特別是在特殊環境中，如因地震、山洪等自然災害引發的地基下沉、傾斜等，導致大型設備在與其他設備相連線的情況下，出現整體移位，具體在有色冶煉工程來說涉及一些特大型整流變壓器和電解槽的整體移動。

阿壩鋁廠11萬噸電解鋁工程在遭到2008年四川汶川“5.12”特大地震災害後，110台特大型360千安培預焙燒鋁電解槽嚴重基礎下沉（最深處1200毫米），導致阿壩鋁廠110台電解槽險象環生，慘不忍睹。中央及四川省領導要求阿壩鋁廠在2008年12月12日恢復生產，樹立災後重建的標緻性工程。在這么短的時間要恢復受損如此嚴重，而且數量眾多的大型電解槽設備，不管是在工期上，還是在技術上都是相當困難的。

七冶建設有限責任公司組織專家組多次進入受災現場進行實地考察，並結合公司的專業技術優勢開展了技術創新，取得了“電解槽整體移動施工工法”這一成果，並在阿壩鋁廠災後恢復重建中使用，僅用不到5個月的時間，就恢復了生產。

工法特點

《電解槽整體移動施工工法》的工法特點是：

1.採用了具有自主智慧財產權的頂升保護裝置，即在電解槽底部兩個側邊對稱布置8個液壓千斤頂，在搖籃架和液壓千斤頂之間設定鋼扁擔，千斤頂頂在鋼扁擔的重心處，能使電解槽受力均勻，平穩上升。

2.使用了具有自主智慧財產權的易於搬運、安全可靠、結構簡單、使用方便的鋼支架，保證了頂升過程的安全、有效，降低了成本。

3.採用了具有自主智慧財產權的傾斜設備頂升輔助裝置，使電解槽在頂升過程中能自動平穩調節，上座與被頂升的設備始終保持接觸，不易打滑，易於操作，提高了安全係數，同時，使電解槽被頂的位置也不會被頂傷、變形。

4.電解槽整體在三維方向移動過程中平穩可靠，成本低、工期短、操作安全係數高、不損傷被移動設備，簡單易行。

操作原理

適用範圍

《電解槽整體移動施工工法》適用於地理環境條件限制、特殊環境（地震、山洪、地質下陷、與其他設備相連線不易解體、無法使用大型機械吊裝設備、場地狹窄等）條件下的電解槽整體移動工程施工，同時，也適用於各類大型設備整體移動工程施工。

工藝原理

《電解槽整體移動施工工法》的工藝原理敘述如下：

採用枕木先將受損的設備的懸空位置墊實，再用千斤頂進行局部找平使設備大致處於水平，然後再使用頂升保護裝置將設備平穩頂升至超過設備的安裝高度，用鋼支架臨時支撐起設備。待土建基礎修復完並達到養護期後，用枕木搭設支撐，移除臨時鋼支架後，再進行設備的縱橫向位移，直到達到設備的安裝標準後，重新安裝設備的支撐梁和絕緣裝置，電解槽準確就位後移除枕木。

施工工藝

• 工藝流程

《電解槽整體移動施工工法》的施工工藝流程是：

施工準備→扁擔梁、鋼支撐製作→測量放線→電解槽頂升→土建基礎恢復→電解槽縱向或橫向移動→就位。

• 操作要點

《電解槽整體移動施工工法》的操作要點如下：

一、扁擔梁及鋼支撐製作：

1.扁擔梁製作

扁擔梁斷面的大小、長度由設備的荷載和受力部位等因素確定，可用型鋼與鋼板組焊而成，也可用鋼板組焊成箱形梁。製作中的具體要求如下：

1）根據設備的荷載及關聯設備的牽連荷載計算出扁擔梁的斷面尺寸。

2）精確控制扁擔梁的各受力點，並在此位置加加強筋。

3）嚴格控制扁擔梁支撐點及上平面的平整度。

4）保證焊接質量。

2.鋼支撐製作

鋼支撐的斷面大小、高度由設備的荷載和設備所處的位置（搖籃架或端頭梁與地基的距離）等因素確定。可用無縫鋼管與鋼板組焊而成，也可用型鋼與鋼板組焊而成，視現場情況而定。製作中的具體要求如下：

1）根據設備的荷載及關聯設備的牽連荷載計算出鋼支撐的斷面尺寸。

2）鋼板與鋼管連線處應加焊加強筋。

3）嚴格控制鋼支撐的上下工作面的平整度。

4）保證焊接質量。

二、在頂升和移動電解槽之前，先用測量儀器在電解車間平台和鋼柱上標出電解槽安裝的中心線和標高基準線，並做好標準線的保護措施。

三、電解槽頂升。

電解槽頂升，如圖1所示，包括如下步驟：

1.在電解槽底部兩側邊對稱均布布置8個千斤頂，在兩者之間設定鋼扁擔，千斤頂頂在鋼扁擔的重心位置；

2.布置好千斤頂後，用枕木墊好電解槽，把電解槽墊實；

3.在電解槽一長側邊先小距離平穩頂升，達到能塞進層枕木時立即停下來塞一層枕木後再頂升對應的另一長側邊；

4.頂升到搖籃架、端頭梁底部距地面的距離略高於原始安裝高度時用鋼支架支撐住電解槽；

5.放下千斤頂，把千斤頂和枕木起移開；

6.用角鋼把相鄰鋼支架連線起來形成框架結構增大穩度。

圖1 電解槽頂升圖

四、電解槽基礎恢復。

為節約工期，該工程採用高效混凝土（混凝土強度等級一周就可以達90%以上）現場澆築。

五、電解槽縱向或橫向移動，如圖2所示。

圖2 電解槽縱、橫向移動圖

在基礎已經達到養護期的電解槽下面用枕木按井字形搭好支撐架，在接近搖籃架底部時用一整塊厚鋼板鋪在支撐架枕木上形成光滑的平台利於滾動，對準搖籃架的底部位置放上一層縱向圓鋼和一層橫向圓鋼，布置完畢後根據現場的實際情況選取平移支撐點和移動工器具，若支撐點較近、用作頂點位置距離較小時可選擇螺旋千斤頂或液壓千斤頂作為動力使物件向需要的方向移動，若支撐點或固定點較遠時使用手拉葫蘆或電動卷揚機來作為動力使物件向需要的方向移動。

1.上述的電解槽縱向或橫向移動中，具體要求如下：

1）放置鋼支架時，鋼支架位置不能影響土建恢復基礎施工。

2）圓鋼的直徑大小根據被移物體的重量來選取，物體越重所需的圓鋼直徑越大。

3）鋼扁擔，包括工字鋼、加強筋板，其中：加強筋板對稱固定在工字鋼兩側的凹槽內。

4）鋼支架，包括鋼板及鋼管，其中：鋼板固定在鋼管兩端，鋼管內設有垂直於鋼板的加強筋板。加強筋板為呈十字形交叉的兩塊構成。

2.上述的電解槽的整體移動方法，頂升之前還包括：

1）用枕木把能直接布置頂的地方先用枕木墊實。

2）用兩三個千斤頂先頂已經墜地的角部下面的丁字板，選擇丁字板是因為其位置由三塊立板（此三塊立板為電解槽短側壁板和呈垂直焊接的丁字板構成）焊在底板上，這種結構能承受很大的力，用兩倍甚至三倍的力儘快把傾斜部分頂起，少頂的時間來達到減少變形的目的），當把最低點頂到與其他三點基本在一個平面後，用枕木墊實。

3）用枕木先把離地高的長側邊墊實，在墜地的長側邊兩頭布置千斤頂，在電解槽中部安全位置準備不同厚度的鋼墊板。

4）兩邊同時頂升電解槽，頂升出能墊一塊鋼墊板的空間時立即墊進一塊鋼墊板。

5）當頂出的中間高度達到能架一組千斤頂時應立即在中部增加一組千斤頂同時頂升；達到可以架千斤頂和鋼扁擔時立即採用在千斤頂上架設鋼扁擔，鋼扁擔托住搖籃架或端頭梁。

6）當三組千斤頂頂升的一邊達到另一邊的同一高度時用枕木墊實。

勞動力組織

《電解槽整體移動施工工法》的勞動力組織見表1。

參考資料：

材料設備

《電解槽整體移動施工工法》所需的材料及設備見表2。

參考資料：

質量控制

《電解槽整體移動施工工法》的質量控制要求如下：

• 質量控制標準

1.鋼扁擔梁及鋼支撐製作質量執行《鋼結構工程施工質量驗收規範》。

2.電解槽安裝質量執行《輕金屬冶煉機械設備安裝工程施工及驗收規範》。

• 質量保證措施

1.電解槽頂升與移動前，應拆除電解槽位移的走台板支架、鋁母線支架等影響電解槽位移及安裝質量的附屬構件。

2.在電解槽頂升時，頂升支撐點不能設在電解槽底部和兩長側面以保護電解槽內襯不受損傷。

3.在縱橫向移動電解槽時，每次移動的距離不宜太大（≤50毫米為宜），移動距離過大會損傷用於連線電解槽陰極鋼棒和陰極母線之間的軟母線。

4.電解槽恢復找正後，按電解槽編號認真填寫安裝自檢記錄，以備複查（電解槽之間相互連線，移動下一台時會影響已安裝好的電解槽，還有餘震也會影響電解槽安裝質量）。

5.待所有電解槽找正完後，應重新複查安裝精度直到符合相關標準為止。

安全措施

採用《電解槽整體移動施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

1.認真貫徹“安全第一，預防為主”的方針，根據國家有關規定、條例，結合施工單位實際情況和工程的具體特點，成立項目安全生產管理機構，組成由項目經理、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組織機構，執行安全生產責任制，明確各級人員的安全職責，抓好工程的安全生產。

2.施工現場按符合防震、防火、防雷、防洪防觸電等安全規程及安全施工要求進行布置，並完善布置各種安全標識。

3.各類房屋、庫房、堆料場等的消防安全距離做到符合公安部的規定，室內不堆放易燃品，隨時清除現場的易燃雜物，不在有火種的場所或其近旁堆放生產物質。

4.氧氣瓶與乙炔瓶按規定距離存放，嚴格保證氧氣瓶不沾染油脂，有防止回火的安全裝置。

5.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》的有關規定執。

6.施工現場使用的手持照明燈嚴格使用36伏安全電壓。

7.編制電解槽頂升及位移專項安全施工方案，進行專項安全方案技術交底。

8.在施工作業區設定專門的安全疏通通道，餘震來臨時能做到有序撤離。

9.編制防餘震事故緊急預案，並組織演練。

10.每周組織一次安全檢查，對查出的安全隱患由項目部安全管理機構發出整改通知，責令限期整改並書面回復。

環保措施

《電解槽整體移動施工工法》的環保措施如下：

1.成立項目部施工環境衛生管理機構，在工程施工過程中嚴格遵守國家和地方政府下發的有關環境保護的法律、法規和規章，加強對施工燃油、工程材料、設備、廢水、廢油、生產生活垃圾、棄渣的控制和治理，遵守有關廢棄物處理的規章制度。

2.將施工現場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，施工現場整潔文明。

3.對施工中可能影響到的各種公共設施制定可靠的防止損壞和移位的措施，加強實施中的監測、應對和驗證。同時，將相關方案和要求向全體施工人員詳細交底。

4.設立專用排漿溝、集漿池、污水和廢油進行集中，認真做好無害化處理，從根本上防止施工廢漿、廢水廢油亂流。

5.液壓千斤頂使用前進行密封性能檢查，防止出現漏油，頂升時，在液壓千斤頂底部墊塑膠布進行防油隔擋。

效益分析

1.《電解槽整體移動施工工法》採用就地恢復設備安裝，避免了肢解設備占用大量的場地的困難；減少大量大型機械及人工降低了恢復重建工程的費用；減少了因肢解設備產生的大量場外運輸量，降低了對城鎮交通的影響；避免了因拆除槽內襯產生的振動、噪聲、粉塵等公害對居民的影響為以後類似工程施工提供了可靠的決策依據和技術保證，社會效益和環境效益明顯。

2.《電解槽整體移動施工工法》與同類工程的工法相比，由於占用作業面小、使用的機械和機具簡單易操作、工程進度塊、干擾因數少、有利於文明施工、各種資源能較好利用。能確保設備完好無損，免除的肢解設備增加的大量費用，同時縮短了工程工期，具體單台電解槽移動修復可節約：人工費1.2萬元，機械費2.3萬元，材料費1.6萬元，合計5.1萬元；縮短工期5天。形成了較好的經濟效益。

註：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算

套用實例

《電解槽整體移動施工工法》的套用實例如下：

• 實例1

阿壩鋁廠11千噸/年電解鋁360千安培特大型電解槽在遭受四川汶川“5·12”特大地震後的恢復重建工程

一、工程概況

工程結構為三聯跨鋼結構廠房，跨距為27米，長度為380米，兩邊跨各布置360千安培特大型電解槽55台。2008年5月10日建成投產，同年5月12日遭受四川汶川“5·12”特大地震災害襲擊。導致整個車間無法使用，電解槽東倒西歪，基礎下沉（最嚴重者下沉1500毫米之多）。阿壩鋁廠在接到中央和四川省領導的指示，同年12月12日要恢復生產，要求由原施工單位七冶建設有限責任公司承擔災後重建任務。單位接到通知後，立即組織有關技術人員現場勘察制定施工方案進行施工。

二、施工情況

1.阿壩鋁廠遭受四川汶川“5·12”特大地震後，電解槽損壞情況主要有以下三種：

1）對於電解槽四角部基本在一個平面上或傾斜度不是太大：（1）電解槽的絕緣板和支撐梁均未掉地，原安裝高度基本沒變，只是槽體縱橫向移動；（2）電解槽的絕緣板和支撐梁同時掉地，但基礎仍然支撐著電解槽，電解槽整體座到電解槽基礎上情形。

2）對於電解槽有三角部位置在基礎礅上，一角部位置下面基礎嚴重損壞，電解槽端頭梁底部離地不足370毫米，無法把千斤頂直接頂在搖籃架、端頭梁底部的情形。

3）對於電解槽縱向（長側邊）一邊在基礎上，而對面（即另一長側邊）出現嚴重墜地無法把千斤頂直接頂在搖籃架、端頭梁底部的情形。

2.採用的電解槽的整體移動施工，包括以下步驟：

1）用枕木把能直接布置頂的地方先用枕木墊實；

2）在電解槽底部兩側邊對稱均布布置8個千斤頂，在兩者之間設定鋼扁擔，千斤頂頂在鋼扁擔的重心位置；在千斤頂上放置一鋼扁擔的目的是增大頂點與電解槽的接觸面積來減小壓強，減少電解槽在頂升過程中的變形程度讓槽內襯在頂升時不再受到損傷；

3）布置好千斤頂後，用枕木墊好電解槽，把電解槽墊實；以防頂升時電解槽傾斜或下滑出現意外事故；

4）為了安全起見初次頂升時先不同時頂8個點，而是布置好8個頂點後分成進、出電側（兩長側邊）先後小距離平穩上升。在電解槽一長側邊先小距離平穩頂升，達到能塞進一層枕木時立即停下來塞一層枕木後再頂升對應的另一長側邊；每次頂升距離不宜過高，以防電解槽傾斜過大出安全事故和千斤頂伸出過長出現軸變形、密封圈損壞噴油等情況；

5）頂升到搖籃架、端頭梁底部距地面的距離略高於原始安裝高度時用鋼支架支撐住電解槽，放置鋼支架時鋼支架位置不能影響土建恢復基礎施工；

6）放下千斤頂，把千斤頂和枕木一起移開；

7）用角鋼把相鄰鋼支架連線起來形成框架結構增大穩度；

8）土建恢復基礎；

9）縱橫向平移，在基礎已經達到養護期的電解槽下面用枕木按井字形搭好支撐架，在接近搖籃架底部時用一整塊厚鋼板鋪在支撐架枕木上形成光滑的平台利於滾動，對準搖籃架的底部位置放上一層縱向圓鋼和一層橫向圓鋼（圓鋼的直徑大小根據被移物體的重量來選取，物體越重所需的圓鋼直徑越大），布置完畢後根據現場的實際情況選取平移支撐點和移動工器具，若支撐點較近、用作頂點位置距離較小時可選擇螺旋千斤頂或液壓千斤頂作為動力使物件向需要的方向移動，若支撐點或固定點較遠時使用手拉葫蘆或電動卷揚機來作為動力使物件向需要的方向移動；

10）電解槽整體就位。

三、工程監測與結果評價

阿壩鋁廠2008年7月15日正式開工，在受交通、通信、電力、餘震等眾多因素的影響下。七冶建設有限責任公司於2008年12月12日完成了110台360千安培特大型電解槽的災害重建任務，並一次送電成功，使用至2009年運行情況良好。

• 實例2

青海黃河水電鋁型材聯營項目黃河鑫業有限公司電解鋁工程

一、工程概況

青海黃河水電鋁型材聯營項目黃河鑫業有限公司電解鋁工程，為25萬噸/年電解鋁，使用350千安培電解槽型。

二、施工情況

自項目建成生產後，因地質情況原因，出現地基下沉，使電解槽產生位移。採用了電解槽整體移動施工工法，對產生位移的電解槽進行整體糾偏處理，縮短了工期，降低了成本，安全可靠，自2009年12月18日投產以來，各項生產指標符合設計要求，運行情況良好。

三、工程監測與結果評價

項目從2009年3月15日開始進行電解槽整體處理，在建設單位分批停產後，七冶建設有限責任公司在要求時間內完成修復任務，並一次送電成功，使用至2009年運行情況良好。

• 實例3

青銅峽鋁業股份有限公司異地改造一期項目

一、工程概況

青銅峽鋁業股份有限公司異地改造一期項目，為20萬噸/年電解鋁，使用350千安培電解槽型。

二、施工情況

自項目建成使用後，因地質情況原因，出現地基下沉，使電解槽產生位移。採用了電解槽整體移動施工工法，對產生位移的電解槽進行整體糾偏處理，縮短了工期，降低了成本，安全可靠，自2010年5月1日投產以來，各項生產指標符合設計要求，運行情況良好。

三、工程監測與結果評價

項目從2009年5月18日開始進行電解槽整體處理，在建設單位分批停產後，七冶建設有限責任公司在要求時間內高效地完成修復任務，並一次送電成功，使用至2009年運行情況良好。

榮譽表彰

2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號，《電解槽整體移動施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。