倒装法施工工艺推广应用分析

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摘要:在化水系统建设中，通过在箱体、罐体施工中应用倒装法施工工艺，缩短了工期，提高了施工质量，在保障安全施工的同时，取得了较好的经济效益。

关键词:倒装法;水箱;安全性;经济性

1立项背景

冯营电力公司进行的热电联产改造工程中，新增加一套锅炉补给水处理设施，新增加制水系统设备中包含5个大型水箱，采用半成品进场再现场制作的工艺安装。常规正装法施工工艺安装5台水箱需要90个工作日，无法按期完成。经过项目组人员研究讨论，决定采用倒装法施工工艺安装5台大型水箱。

2项目概况

1)冯营电力公司隶属于焦作煤业(集团)，现有2台50MW非调抽汽冷凝机式汽轮发电机组。冯营电厂机组热电联产改造项目，利用现有2台240t/h循环流化床锅炉，将2台50MW非调抽汽冷凝机式汽轮发电机组，改造建设为2台25MW热电联产背压机组，同时扩建现有化水车间，实现改造后约320t/h的对外供汽能力，新建设一套水处理能力305t/h的制水系统，其中包含5台大型水箱。5台水箱的技术参数如表1所示。由表1可知，5台水箱体积较大，规格不一，施工难度较大。水箱的结构图如图1所示。2)通常水箱施工采用正装法，即箱体壁板自下而上依次组装焊接，最后焊接顶层壁板、抗风圈及顶端包边角钢等，该方法高空作业量大、操作不方便、费时、不易保证组对和焊接质量。薄壁钢板悬在高空中容易变形、工序严格、作业面窄、各工种互相制约、制约条件较多。3)另一种新型工艺是倒装法施工，即在箱底板铺设焊接后，先组装、焊接顶层壁板、拱顶及包边角钢，再组装、焊接箱体，自上而下依次组装焊接每层壁板，直至底层壁板。倒装法的特点是节省了脚手架搭设，减少了高空作业，低空组焊操作方便，易于控制焊接质量。施工作业面大，各工种可以同时开展施工，混合施工，可以大大缩短工期。

3制作安装技术方法

1)正装法工艺流程图如图2所示。正装法工艺:先制作箱底板，再依次安装第一层壁板、第二层壁板直至最上层壁板，最后安装拱顶板，需要说明的是施工过程中须同步搭设脚手架。2)倒装法工艺流程图如图3所示。倒装法工艺:先制作拱顶板，再制作箱底版，依次安装最上层壁板直至最下层壁板，此过程中需要使用到吊车等起重设备。3)由工艺流程图对比可知，倒装法与正装法工艺流程几乎相反，施工顺序不同，所需施工条件区别较大，施工过程中须使用到不同器械及设备。4)经论证，本工程项目部决定采用倒装法施工，较采用正装法可缩短工期，按期完工，还可节省施工费用，提高安全施工水平。

4技术方案及实施

4．1技术方案

4．1．1施工准备1)场地平整清理，检验水箱基础是否符合施工要求。2)材料进场，水箱组件运到水箱基础周边。

4．1．2水箱底板的制作安装1)底板铺设前，应在基础上划出十字中心线，然后按排版图由中心向外侧铺设中幅板和边缘板。底板铺设采用错压法，相邻2块板搭接200mm，两端各预留250mm对焊。2)底板组件拼接安装。3)进行焊接作业，按照施工技术要求进行2遍焊接作业。

4．1．3拱顶制作安装1)拱顶板按设计图进行拼接组装。2)焊接作业。3)拱顶附件安装(预留口、围栏、溢流管等)。

4．1．4倒数第一层箱体壁板安装1)壁板按设计图进行围护固定。2)活口对接收紧，安装限位板。3)焊接作业。

4．1．5拱顶板的吊装1)按步骤4安装好第一层壁板。2)起重吊车就位，专业指挥人员就位，拉好警戒线，安全员巡视周边确认安全后通知指挥员，指挥员根据现场实际情况指挥作业。作业过程中，安全员保持安全警戒，无关人员不得靠近作业区域。3)将拱顶板吊起放在已安装好的第一层壁板上，固定好。4)进行焊接作业。

4．1．6倒数第二层壁板的安装1)提升拱顶板。2)围护第二层壁板，安装限位板，收紧活口(如步骤4)。3)进行焊接作业。

4．1．7倒数第三层至第一层壁板安装重复上述步骤即可。

4．1．8水箱附件安装水箱附件包括螺旋爬梯、顶部连接平台、取样装置、液位计等。1)盘梯及箱顶平台在地面按图预制。2)将预制件吊装至设计位置固定。3)进行固定焊接作业。

4．1．95台水箱按照上述步骤依次施工，直至全部工作完成

4．2实施

2019年10月中旬项目开始实施，严格执行已制定技术方案，顺利完成了5个大型水箱的安装制作。施工前已编制起重安全措施、吊装技术方案、焊接技术方案等，并按流程审批完成，作业中严格遵守操作规程，有序作业，取得了良好的施工效果(见图4、图5)。

4．3试验检测

箱体制造安装完毕，进行充水试验，以检验箱壁的强度和严密性，箱体拱顶的强度、稳定性及严密性试验，箱体基础沉降量观测等。1)对箱体拱顶的严密性、强度和稳定性进行检查。2)按照相关验收规范进行箱壁的强度和严密性试验。3)对整体沉降量观测，按以下技术方案实施。(1)在箱体下部圆周每隔10m左右，设一个观测点，且不得少于4个点。(2)在充水试验时，注水应缓慢进行，不得一次注满，每次注水高度不超过1m，待基础沉降观测点半数以上沉降速率小于10mm/d时，再进行下次注水，如此渐进充水到最高操作液位，继续进行观测至沉降速率小于5mm/d时为充水预压稳定标准。(3)分别在充水后和48h后进行观测，当沉降量无明显变化，即可放水;当仍有超过允许的沉降量时，则保持最高水位，进行每天定期观测，直至沉降稳定为止。

4．4验收

工程结束后，经冯营电力公司严格按照《DLT5068－1996火力发电厂化学设计技术规程》《电力建设施工质量验收及评定规程》等规范及机组改造技术要求标准验收，水箱施工质量合格，符合设计要求。

5项目投入资金

5台水箱的材料费用为251．35万元，制作安装费用为38万元，费用共计289．35万元。

6项目创新点

倒装法与正装法施工工艺优缺点的比较见表2。通过对比表2可知，倒装法工艺具有以下创新点。1)倒装法缩短施工时间、提高施工质量;正装法施工，制约条件较多，高空作业量大，操作困难，费时费力，不易保证施工质量。对比正装法，倒装法有较多优点:一是施工作业面大，各工种同时开展施工，大大缩短工期。仅用40d即完成正装法90d的工作量，节省了50d工作日。二是无需搭设脚手架，降低了高空作业量，能够较好控制施工质量。2)倒装法节省施工费用。若采用正装法需要887324元，经实施的倒装法费用为380000元。本次项目全过程节省总费用50余万元(节省的费用包括人工费、措施费、机具租赁费等)，经济效益显著。3)倒装法具有良好的安全效益。本工艺的采用减少了高空作业时间(较正装法施工减少了约80%的高空作业量)，降低了诸如高空坠落、物体坍塌等事故发生概率。施工中未发生安全事故，未出现人身伤害事件，达到了优良的安全施工水平。4)倒装法具有推广价值。倒装法施工工艺，能够节约时间、提高效率、降低费用，在相同条件下能够取得最优的施工效果。是一项较好的施工工艺，在同行业具有很大的推广作用。

7经济效益及效果

7.1经济效益

倒装法施工仅用40个工作日完成了全部工作量，较常规工艺90余个工作日节省了约50个工作日。节省费用细节如下。1)机械租赁费:每台吊车一个台班租赁费用为人民币2000元，则节省的机具租赁费为2000×50=100000元。2)人工费:现场每天的施工人员约有15人，每个工人工资每天约500元，则节省的人工费为15×500×50=375000元。3)措施费:正装法施工，须搭设脚手架(此处忽略租赁及损耗费用，价格按市场价格计算)。箱体外搭单排架，内部搭设满堂架，计算中套用行业规范计算公式，价格参照市场行情单排脚手架搭设费用为719．97元/100m2，满堂架搭设费用为1578．03元/100m2。因5个箱体大小不同，须分别计算。除盐水箱外架面积为S1=3．14m2×11．8m2×10m2=370．5m2;内部满堂架体面积套用行业公式计算S2=3．14×5×5×［(11．8－5．2)/1．2+1］=510．25m2，则2个除盐水箱的脚手架搭设费用为［370．52/100×719．97+510．25/100×1578．03］×2=21439.04元。同理算出2个清水箱的脚手架费用为7518．29元，1个浓水箱的脚手架费用为3366．73元，则总的脚手架的措施费用为:21439．04+7518．29+3366．73=32324．06元。综上所述，采用倒装法施工工艺在本次5个大型水箱制作中所节省的总效益为:100000+375000+32324．6=507324．06元。

7.2效果

项目实施后，不仅缩短了工期(工期由90d降到40d)，且降低了施工费用(施工费用由887324元降到380000元)，还避免了脚手架搭设，能够保证施工质量，具有良好的实施效果，在行业方面具有推广价值。

参考文献:

［1］陈裕川．焊接工艺设计与实例分析［M］．北京:机械工业出版社，2009．

作者：杨永保 单位：河南能源焦煤( 集团) 冯营电力公司