一种确保汽轮机预埋螺栓套筒精确度的技术

本工程新建1×9MW背压式汽轮发电机组及其辅助系统。汽轮机系统土建部分总体分为三部分：底部为800mm厚筏板基础，中间为8根现浇框架柱，顶部为1.3m厚混凝土平台，平台内预埋螺栓套筒，等汽轮机、发电机、齿轮箱安装就位后，安装螺栓通过套筒直接贯穿混凝土平台，具体套筒型号和位置见表1。表1  套筒型号由图1可以看出，每个套筒看似独立，但实际却暗含玄机，根据图纸给出的几条中心线，所有套筒位置均为指定唯一，并且相互关联。汽轮机混凝土工程作为整个汽轮机房的重点工程部位，其中，汽轮机平台的螺栓套筒的预埋，更是整个工程的核心，如果施工过程中，预埋套筒出现差错和位移，补救非常困难，如果差错严重，整个汽轮机基础将面临爆破报废，因此，汽轮机平台螺栓套筒的质量控制，是整个汽轮机土建工程的关键工序，是关系到整个汽轮机的工程施工的成败，是土建工程的重点，也是难点。图1  套筒位置为此，项目部整体技术人员仔细研究图纸，借鉴以往公司的类似工程的施工经验，在讨论了数套方案以后，最后确定了用“下凸模，上固定”的技术来确保本工程螺栓套筒的精确度。1

工艺原理施工中，在汽轮机平台底板模板安装完毕后，在模板上统一放线，将汽轮机、齿轮箱、发电机的x、y轴的中心线弹出，根据各中心线将螺栓套筒的十字位置线弹出，确定套筒位置，保证精度。然后利用扩孔器制作与套筒内径等同的圆形模具（该模具采用双层木模板），将制作好的模具用钉子固定在套筒位置的平台底木板上，使平台底木板在套筒的位置上“凸起”，其作用是确定套筒位置，将套筒插入“凸起”的模具内，这样就保证了套筒的底部位置的准确，并且不易发生位移。此方法称之为“下凸模”。根据本工程施工图纸，平台内暗梁梁顶标高为5.2m，平台顶标高为5.5m，因此，在5.2m位置，采用100mm角钢作为螺栓套筒的固定框架，使螺栓套筒连成一个整体，并与汽轮机八根框柱顶部预埋的角钢焊接，形成整体刚性框架，这样保证了螺栓套筒上部的位置准确，此为“上固定”。在平台钢筋绑扎前将螺栓套筒位置、垂直度校验后，进行加固焊接后，方可进行钢筋绑扎，钢筋绑扎完毕后，再次进行复验，在确定套筒位置、垂直度无误后，方可进行混凝土浇筑，浇筑混凝土时应进行均匀、分层浇筑，待混凝土养护达到设计要求后，方可进行拆模工作，交付给安装单位。2

工艺流程工艺流程，如图2所示。若在尺寸检查流程，检查不合格，需作废，重新制作；在验线流程，检查不合格，需返工，重新放线；在复测套筒位置、垂直度流程不合格，需返工，重新调整。图2  工艺流程

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施工工艺步骤（1）在本工程施工图纸中，根据设计总说明的混凝土施工缝的留置条件，可设置水平施工缝隙，水平施工缝可设在基座顶板底面，也就是说，中间八根框架柱可单独浇筑，浇筑至4.2m，因此在浇筑前，将螺栓套筒固定架的立柱直接预埋入框柱内，外露柱顶标高为5.3m。（2）平台底模板安装，考虑施工方便需要，不考虑平台模板预留孔的切割，模板将整体进行铺设，底模板安装完毕后，用全站仪测量打点，确定出汽轮机、齿轮箱、蒸汽机的中心线，通过中心线将螺栓预埋套筒的位置确定，打出十字线，用红漆标注。同一时间开始制作套筒模具，用扩孔器制作模具，如果模具偏小，利用电工胶带缠绕在模具周围，扩大模具尺寸；如果模具偏大，利用砂轮机均匀打磨微调，调整到合适尺寸。将模具用铁钉固定在平台底模板上，每个圆形模具用5根80mm铁钉固定在底模板，圆形模具中心即为套筒位置十字线中心。（3）利用提前预埋好的角钢立柱，在标高5.3m位置制作安装套筒固定架，将每一个螺栓套筒均用100mm的角钢进行刚性连接，采用横、竖两道焊缝，保证竖向焊缝不小于5cm，并与预埋角钢立柱进行焊接，保证整体稳固性。这样，底部通过上凸模固定，上部通过角钢的刚性连接固定，保证螺栓套筒位置的稳固性，在钢筋安装和浇筑混凝土施工作业时，套筒不会出现移位和倾斜。具体施工工艺步骤：预埋柱角钢→柱混凝土浇筑→平台底模板安装→打点、放线→套筒模具安装→套筒安装→套筒固定架安装→复测→加固。（4）在钢筋安装完毕后，汽轮机平台侧模可以安装，安装完毕后，具备混凝土浇筑条件后，应再次进行螺栓套筒的复测，利用平台侧边模板，将汽轮机、齿轮箱、发电机中心线用线绳拉出，利用各中心线再次复测螺栓套筒的位置以及垂直度，复测无误后，方可进行混凝土浇筑工作。预留螺栓套筒内应灌装约50cm高木屑，避免浇筑时，从套筒底部返浆。其余部分填充废旧麻袋，并将套筒口进行临时封堵，防止浇筑作业时混凝土灌入套筒内，导致套筒堵塞。（5）在进行混凝土浇筑工作时，项目部成员一定要现场旁站，监督施工。施工人员应严格按照技术交底进行浇筑工作，浇筑时应分层对称浇筑，每层厚度不应超过40cm，沿暗梁四周向中间浇筑，严禁从一侧向另外一侧平铺浇筑混凝土，严格控制浇筑速度，不宜过快，防止混凝土侧压力对螺栓套筒造成冲击而产生位移，进而影响套筒的施工质量。在分层浇筑作业时，浇筑上层混凝土时，振动棒应插入下层混凝土50mm左右部位，使之振捣均匀，以消除两层之间的接缝，振捣上层混凝土时，要在下层混凝土初凝之前进行振捣。4

工艺控制（1）确定可能发生偏差原因并制订对策。可能发生偏差的原因及对策，见表2。表2  可能发生偏差原因并制订对策（2）质量允许偏差。质量允许偏差，见表3。表3  质量允许偏差5

效益分析项目部在制订施工方案时，针对套筒加固方案，提出几套较为可行的方案，通过对比经济性、施工可操作性、施工难易性等多方面考虑分析，认为螺栓套筒的“下凸模，上固定”的施工方法最为合适，大幅