汽轮发电机施工工法

汽轮发电机基座
施工工法
目录
1 前言 (1)
2 工法特点 (1)
3 适用范围 (1)
4 工艺原理 (1)
5 工艺流程及操作要点 (2)
6 材料及机具设备 (8)
7 质量控制 (8)
8 安全措施 (9)
9 环保措施 (10)
10 效益分析 (10)
11 应用实例 (10)
汽轮发电机基座施工工法
1 前言
在火力发电厂工程中，其核心部位为汽轮发电机，由于汽轮发电机是蒸汽催动汽轮高速运转而发电，因此对汽轮发电机基础的要求较高；汽轮发电机基础由基础底板和基座组成，其中汽机基座为框架结构，结构较为复杂。

通过对“汽轮发电机基座”的施工，我们总结出了一套“汽轮发电机基座”的施工技术，并且先后在《八局科技》和《施工技术》杂志上，发表过相关内容的文章，为了使“汽轮发电机基座”的施工逐步规范化、标准化和系统化，在具体实践的基础上，我们经过系统地整理、归纳、分析，并经过认真地提炼，形成了本施工工法。

2 工法特点
2.1该工法主要特点是汽机基座框架结构的支撑系统，不需专门设计型钢支撑系统，仅采用φ48×
3.5mm脚手钢管可满足要求，施工简便，投入较少。

2.2汽机基座运转层上布置的大型埋件和地脚螺栓，采用“大整体固定支架”概念，施工操作简便清晰、稳定可靠，可有效满足其精度要求。

2.3汽机基座属于大体积砼工程，利用设计的弧形埋管作为降温水管，可有效降低运转层砼内部温度，避免砼温度裂缝产生。

3 适用范围
该工法是针对电厂工程的最核心部位——汽轮发电机基座进行编制的，对于电厂工程较为适用，而汽轮发电机基座运转层的大型埋件及地脚螺栓安装控制，对于其他类似工程、具有超高精度地脚螺栓等的可供参考使用。

4 工艺原理
汽轮发电机为电厂工程的最核心部位，对于汽机基座运转层上的大型埋件和地脚螺栓，其核心原理是将单座汽机基座运转层设计为一个“大整体固定支架”，将汽机基座运转层上的所有大型埋件及地脚螺栓均置于“整体固定支架”内，从而使汽机基座运转层形成一个独立的“大整体固定支架”，有效地保证了大型埋件以及地脚螺栓的安装精度要求。

5 工艺流程及操作要点
5.1汽机基座施工工艺流程
汽机基座由中间层和运转层组成，其中汽机基座运转层结构十分复杂，大型埋件及地脚螺栓均布置在运转层，汽机基座运转层单独组织施工。

单座汽机基座的框架梁底留置2道施工缝（见图1、图2），单座汽机基座分4次施工完成，其中分道板墙板作为插入工序、单独进行施工。

汽机基座总体施工工艺流程：中间层以下框架柱施工→中间层梁板施工→运转层以下框架柱施工→分道板施工→汽机基座运转层异形大梁施工。

汽机基座运转层施工工艺流程：异形梁满堂支撑体系搭设、底模安装→大型埋件和地脚螺栓就位安装→大型埋件和地脚螺栓初验→与“整体固定支架”焊接固定→异形梁钢筋安装→大型埋件和地脚螺栓复验→异形梁侧模安装→大型埋件和地脚螺栓终验→运转层砼浇筑。

图1 汽机基座运转层平面布置图图2 汽轮发电机机基础剖面图
5.2汽机基座框架柱模板施工
汽机基座框架柱模板采用18mm厚九夹板、100×100mm木方拼装；柱模高度范围内，其垂直度依靠上、下共两道井字型φ48×3.5mm钢管进行校正。

柱模校正完成后，采用φ48×3.5mm双钢管及M14@500对拉螺栓通过“3”型卡进行固定，柱模底部1000范围M14@300；考虑木方材质原因，在承受砼浇筑侧压力时，容易凹陷而造成柱截面变形、砼漏浆等，在井字型钢管内侧衬垫50mm宽硬质九夹板，见图3。

图3 汽机基座框架柱模板加固图
5.3汽机基座运转层异形梁支撑设计与模板施工
汽机基座运转层一般均为异形大截面梁，形状均不规则。

采用φ48×3.5mm 钢管作支撑体系，梁底纵、横方向立杆间距@500，模板采用18mm 厚九夹板、100×100mm 木方配制，采用M14@500对拉螺栓进行加固。

考虑运转层砼泵送浇筑时，结构自重以及砼的冲击荷载较大，异形梁底模方木下衬垫60×6mm 通长扁钢，扁钢与钢管支撑系统内的横杆点焊固定，异形梁底钢管支撑体系设置2道剪刀撑。

对于异形梁截面改变处，另增加M14@500对拉螺栓进行加固，见图4。

φ48×3.5mm脚手钢管梁变截面处，增加
图4 运转层异形梁模板加固示意图
5.4汽机基座运转层大型埋件以及地脚螺栓安装
汽机基座运转层上，设计的大型埋件包括2个阀门基础支架“A ”、2个阀门基础支架“B ”、4块低压缸固定板、8块发电机导向装置以及大量的弧形热控埋管，均为异形大型埋件。

汽机基座运转层Ⅰ～Ⅲ轴为汽轮机基座，地脚螺栓均为大型直埋式地脚螺栓；Ⅲ～Ⅳ轴为发电机基座，除地脚螺栓（M36）为直埋式外，其余地脚螺栓均为穿孔式（M56、M64）地脚螺栓。

5.4.1总体安装原理
单座汽机基座运转层设计为一个“大整体固定支架”，其总体安装原理如下：汽机基座共有8根大截面框架柱，利用每根框架柱四角设计的工艺角钢4L125×10埋件，在柱顶设L75×6角钢进行焊接连接，然后在各柱间采用 [12槽钢与柱顶L75×6角钢焊接固定。

上述大型埋件、地脚螺栓的固定支架的安装，通过槽钢[12 与框架柱联结成整体，从而使汽机基座运转层形成一个“大整体固定支架”，柱顶工艺埋件和柱顶角钢连接件详见图5所示。

线
图5 柱顶工艺埋件及柱顶角钢连接件示意图
通过上述做法使[12型钢固定支架形成独立的、稳定可靠的支承体系，它同运转层异形梁的模板完全分开，运转层异形梁砼浇筑时，若模板略有变形，不影响大型埋件以及地脚螺栓的安装精度要求。

每组地脚螺栓均依靠型钢固定支架组装成整体，大型埋件依靠型钢固定支架单独固定，地脚螺栓以及大型埋件的型钢固定支架，均与设计的汽机基座运转层“整体固定支架”，采用型钢（[12槽钢）焊接连接，从而使汽机基座运转层形成一个具有整体刚度以及稳定性的“大整体固定支架”（详见大型埋件阀门基础支架“B”和汽轮机M30预埋螺栓安装示意图）。

5.4.2控制轴线引测
以机组中心线、凝汽器中心线、发电机中心线为主控制轴线，采用精密全站仪将机组中心线、凝汽器中心线、发电机中心线的轴线控制点，在汽机房内砼走道板（与汽机基础标高相近）的钢板上精确定位（砼走道板上的轴线控制点位处，安装槽钢[12、槽钢顶部焊接一块140×60×6mm钢板、高度500mm），利用花篮螺栓绷紧φ1.5mm的钢丝，作为大型埋件以及地脚螺栓等安装的控制轴线，主要控制汽轮机的地脚螺栓以及阀门基
础支架“A”、阀门基础支架“B”的安装精度。

5.4.3阀门基础支架“B”安装
阀门基础支架“B”采用汽机房设计的70/20t桥式起重机吊装初步就位，由于阀门基础支架“B”很重，有的重达6t，为了确保其中心线与机组中心线的重合度以及垂直度偏差在允许范围之内；其支撑承重体系的纵横立杆间距@500，并设剪刀撑3道，支架“B”底部纵横脚手钢管交接处均设置3个扣件固定。

阀门基础支架“B”底部采用槽钢[12焊成型钢支撑架，安装基本完成后，利用千斤顶、倒链配合精密水平尺，采用楔形铁对阀门基础支架“B”的标高、与机组中心线的重合度进行微调，满足要求后，在阀门基础支架“B”侧向采用槽钢[12、对称施焊，与“整体固定支架”连接成整体，详见图6。

--剖面
图6 阀门基础支架“B”安装示意图
5.4.4地脚螺栓安装
汽机基座运转层的每组地脚螺栓，均采用型钢精确组装成整体、水平尺控制地脚螺栓的垂直度，利用型钢作为连接件进行固定，每组地脚螺栓的施工工艺流程如下：异形梁满堂支撑体系搭设、底模安装→固定支架制作→地脚螺栓组装→固定支架精确拼装→地脚螺栓精确固定→整体吊装就位→异形梁钢筋安装前，地脚螺栓初验→与“整体固定支架”焊接固定→异形梁钢筋安装完成后，地脚螺栓复验→异形梁侧模安装完成后，地脚螺栓终验→运转层砼浇筑→外露模具拆除。

对于汽轮机地脚螺栓组，其固定支架主要采用槽钢[12制作，在地面精确拼装成整体，采用汽机房设计的70/20t桥式起重机吊装初步就位，利用倒链配合精密水平尺，采用楔形铁对其标高、中心线偏差进行微调，满足要求后，在其侧向采用槽钢[12、对
称施焊，与“整体固定支架”连接成整体，详见图7。

竖向立撑 12
大样 1
图7 汽轮机地脚螺栓群安装示意图
5.4.5大型埋件及地脚螺栓初验
初次验收主要是自验，采用花篮螺栓绷紧直径φ1.5mm的钢丝，以机组中心线、凝汽器中心线、发电机中心线为主控制轴线，逐一检查复核各大型埋件及地脚螺栓的中心线、与机组中心线的相对位置及标高，必须满足汽轮机直埋式地脚螺栓、阀门基础支架“A”、阀门基础支架“B”的安装精度要求。

5.4.6大型埋件及地脚螺栓复验
经初验符合要求后，开始安装异形梁钢筋；异形梁钢筋安装主要是配合各大型埋件及地脚螺栓的安装需要，部分大型埋件及地脚螺栓布置较少区域，可提前将梁底筋铺放到位，以避免增加后期穿筋难度。

异形梁钢筋安装完成后，进行大型埋件及地脚螺栓的第二次验收，即复验，本次验收应有监理单位参加。

5.4.7大型埋件及地脚螺栓终验
异形梁侧模安装完成后，进行汽机基座运转层的隐蔽验收，隐蔽验收主要是各大型埋件及地脚螺栓的第三次验收，即终验，其它的小型埋件以及钢筋，均在施工过程中进行过程验收；各大型埋件及地脚螺栓终验是包括设备安装等单位参加的多家联合验收，采用全站仪进行各控制轴线的复查验收，验收完成后有关各方均办理签证手续。

各大型埋件及地脚螺栓的允许偏差如下：各定位板中心与机组中心线的重合度，允许偏差小于±3mm；各定位板垂直度要求任何方向之偏差小于3°；地脚螺栓的中心偏差不大于2mm，标高偏差不大于3mm。

5.5 汽机基座运转层异形梁钢筋安装
大型埋件及地脚螺栓经初验符合要求后，开始安装异形梁钢筋。

钢筋安装主要是配合各大型埋件及地脚螺栓的安装需要，部分大型埋件及地脚螺栓布置较少区域，可提前
将梁底筋铺放到位，以避免增加后期穿筋难度。

由于大型埋件及地脚螺栓均依靠型钢固定支架固定，将运转层异形梁部分钢筋截断，截断的钢筋采用以下三种方法进行处理：（1）截断的主筋采用角钢作为连接件，与大型埋件或其固定支架焊接连接，必须保证足够的焊缝长度。

（2）截断的主筋采用直螺纹套筒机械接头连接，主筋配料统筹考虑，对设置型钢固定支架的部位重点复核，截断的主筋提前设置直螺纹套筒机械接头。

（3）截断的箍筋采用开口箍筋，开口箍筋均采用单面搭接焊结合绑扎进行连接，搭接焊长度大于10d。

5.6 汽机基座运转层砼浇筑
5.6.1运转层隐蔽验收
隐蔽验收主要是各大型埋件及地脚螺栓的终验，其它的小型埋件以及钢筋，均在施工过程中进行过程验收，各大型埋件及地脚螺栓终验包括设备安装单位参加多家联合进行验收，采用全站仪进行各控制轴线的复查验收。

各大型埋件及地脚螺栓的允许偏差如下：
各定位板中心与机组中心线的重合度，允许偏差小于±3mm；各定位板垂直度要求任何方向之偏差小于3°。

地脚螺栓的中心偏差不大于2mm，标高偏差不大于3mm。

5.6.2运转层砼浇筑
针对动力设备基础振动大的特点，为了确保砼的整体密实性，砼中未掺加粉煤灰，并要求砼必须一次浇筑完成。

为了改善砼的可泵性和提高砼抗伸缩能力，在砼中分别掺加泵送剂和膨胀剂。

采用泵车泵送浇筑，塔式起重机辅助配合，配备插入式振动棒，采用“定点下料、一个坡度、薄层浇筑、循序推进、一次到顶”的浇筑方法，梁柱交接、各大型埋件、地脚螺栓、预埋套管等部位是振捣的重点，振捣严禁碰撞各大型埋件以及地脚螺栓等固定支架。

运转层砼浇筑标高要求高于设计标高30mm，砼终凝后人工凿除，待汽轮发电机底座安装完成后，采用二次灌浆浇筑封闭。

5.6.3运转层砼降温
汽机基座运转层的异形大截面梁尺寸大，且砼量较大，属于大体积砼工程，考虑运转层的异形梁配筋较密，且设计大量的大型埋件及地脚螺栓等固定支架，循环冷却水管安装较为困难；为控制砼温度裂缝产生，除采用砼配制时掺加膨胀剂等措施外，利用设计的“弧形工艺热控埋管”作为循环冷却水管，运转层砼浇筑24h后，开始由专人进行通水降温。

6 材料及机具设备
6.1 材料要求
（1）汽机基座满堂支撑体系所用材料脚手钢管、扣件，材质必须符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700中的Q235A极钢的要求。

（2）混凝土用材料，如水泥、碎石、砂、粉煤灰、外加剂等，必须符合相应的现行国家标准规定。

6.2 主要施工机具设备
表6.2 主要施工机具配备表
7 质量控制
（1）轴线引侧：汽轮发电机基座运转层有三条控制轴线，即机组中心线、凝汽器中心线、发电机中心线，该三条轴线采用精密全站仪引测，其偏差应控制在电建规范规定范围之内。

（2）与厂家图纸核对：汽机基座运转层上的大型埋件及地脚螺栓安装固定前，必须将设计图纸与厂家的设计图纸进行仔细核对，对已到场的大型埋件及地脚螺栓与有关施工图纸仔细核对，这是与其他工程的不同之处；若发现不符之处，向有关单位书面联系处理。

（3）安装固定：大型埋件及地脚螺栓安装固定，主要在汽机基座运转层的异形大梁底模上进行，安装前必须保证底模支撑具有足够的刚度、稳定可靠而不变形；大型埋件及地脚螺栓的支架连接固定均需焊接，焊接操作应对称施焊，且焊接过程中必须加强检查复核。

（4）隐蔽验收：大型埋件及地脚螺栓验收分三次，即初验、复验、终验，在其安装后的不同阶段实施，每次验收必须严格控制，尤其是初验；在汽机基座运转层上的所有相关工作完成后，必须进行包括设备安装等单位参加的多家联合验收，即终验，本次
验收若出现微小偏差，可借助千斤顶、倒链等进行微调。

8 安全措施
8.1 劳动力组织
多座汽机基座可组织流水作业施工，单座汽机基座所需工种、人员数量如下：
8.1.1 管理人员
表8.1.1 管理人员一览表
8.1.2 操作人员
表8.1.2 操作人员一览表
8.2 安全措施
（1）电气焊工、起重工、架子工等特殊工种操作人员，必须经过专业安全技术培训合格，持证上岗作业。

（2）施工前做好班前安全教育和安全交底，未经三级教育的新工人不准上岗。

（3）汽机基座运转层上大型埋件等吊装时，严禁违章操作，必须由专人指挥。

（4）电焊、气焊等严格执行动火制度，作业地点必须有防火措施。

（4）汽机基座运转层支撑系统的整体稳定性是安全控制重点，必须严格按照经审
批的施工方案施工，地基承载力、异形大梁底底部支撑点重点进行检查。

（5）汽机基座运转层砼浇筑时，泵管管道不得与支撑系统联结，砼按照经审批的施工方案浇筑施工，且需设专人看护支撑系统。

9 环保措施
（1）现场搅拌站等噪声较大处，对噪声源周围采取隔声措施。

（2）夜间尽量避免焊接等产生强光源的施工活动，必须夜间施工时应采取必要的防护措施。

（3）施工现场砼等残渣垃圾及时清理，堆放到指定地点。

10 效益分析
采用本工法满足了大型动力设备基座一次成型的施工要求，有效地保证了大型埋件以及地脚螺栓的安装精度要求；现以重庆松藻电力有限公司—安稳发电厂工程的汽机基座施工为例，进行效益分析如下：
10.1 经济效益
汽机基座运转层上的大型埋件以及地脚螺栓安装施工过程中，由于汽机基座运转层结构十分复杂，施工周期较长，且验收程序繁琐，我们借助了汽机房内设计的70/20t 桥式起重机作为吊装机械，节约了吊装机械费用。

汽机基座运转层大体积砼，在施工过程中，针对汽机基座配筋密集、预埋件多，安装循环冷却水管降温困难的具体条件，利用设计的“弧形工艺热控制埋管”作为循环冷却水管，节约了循环冷却水管材料和安装费用。

10.2 社会效益
电厂工程的显著特点是“电厂工程与工艺联系紧密”，即土建主要为安装服务，我们在汽机基座运转层的大型埋件以及地脚螺栓安装施工过程中，采用了“大整体固定支架”的施工方法，确保了大型埋件以及地脚螺栓一致的安装精度，为其后续相关工序（主要为设备安装）提供了工作面，得到了业主、监理以及安装等单位的一致肯定。

11 应用实例
重庆松藻电力有限公司—安稳发电厂工程，位于重庆市綦江县安稳镇境内，系大型火电、坑口电厂，并留有扩建余地；其中一期建设规模为2×150MW燃煤机组，由主厂
房以及众多附属大型设备基础、建（构）筑物等组成。

本工程于2004年3月26日开工，2006年3月18日1#汽轮发电机组投入发电，2006年6月24日2#汽轮发电机组投入发电，2006年7月31日工程全部竣工。

本期工程主厂房按内煤仓方案布置，汽轮发电机按横向布置，锅炉按岛式布置，三大主机：汽轮机、发电机、锅炉，均采用国产设备，其中汽轮发电机由150MW中间再热凝汽式汽轮机以及150MW空冷汽轮发电机组成。

汽机基础由基础底板、基座两部分组成，属于大型动力设备基础；其中汽机基座为两层钢筋砼框架结构，包括中间层和运转层，运转层由6根异形大截面梁组成，最大的异型梁尺寸为4150×2000mm(宽×高。

在汽机基座运转层上，设计有大量的大型埋件、地脚螺栓、预留孔洞以及弧形热控埋管等，最大埋件重达5.965t，其余大型埋件单块重量均在0.40t～0.80t之间。

附：工程图片
汽轮发电机阀门基础支架“B”安装
汽轮发电机“弧形”热控埋管安装。