趙立洋 張洪偉 常國民

中油吉林化建工程有限公司 吉林省 吉林市 132000

超高大型鋼結(jié)構(gòu)框架模塊化安裝，是指將超高大型鋼結(jié)構(gòu)框架按標高分成若干框架節(jié)，分別在地面組框完成，然后分塊整體吊裝。由于石化裝置大型化的發(fā)展及施工機械性能的整體提升，大型設(shè)備、框架的尺寸、高度及重量也隨之大型化，傳統(tǒng)的施工模式必將被淘汰，石油化工裝置安裝的整體化、模塊化成為必然。模塊化安裝的重點及難點在于大型起重機械的性能，以及大型吊裝方案的編制和實施。以下結(jié)合科威特清潔燃油項目延遲焦化裝置焦炭框架安裝過程，論述超高大型鋼結(jié)構(gòu)模塊化的施工。

1 工程概況

科威特清潔燃油項目延遲焦化裝置采用“二爐四塔”的工藝形式，焦炭鋼結(jié)構(gòu)框架高98.5m，水平投影面積為48m×22.5m，框架總重量為1778.5t，涉及模塊化安裝的重量約1730t?？蚣軚|側(cè)為貯焦池，西側(cè)為主管廊及加熱爐，北側(cè)為裝置區(qū)?？蚣蹺L26.105m 以下為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，上部為鋼結(jié)構(gòu)框架，其中EL26.105m～EL60.1m為焦炭塔框架，EL60.1m～EL98.5m 為除焦機構(gòu)井架。

施工場地規(guī)劃情況：焦炭框架南側(cè)為預(yù)留空地，可以作為鋼結(jié)構(gòu)模塊組裝區(qū)域使用；東側(cè)貯焦池待焦炭框架及焦炭塔安裝完畢再行施工，可以作為履帶式起重機組車及拆桿組桿區(qū)域使用。

吊裝方案的編制及施工機械使用情況：模塊組對的各種數(shù)據(jù)由韓國SK 公司設(shè)計部門提供及核算，吊裝方案由MAMMOET 公司專業(yè)吊裝人員編制與論證，CC8800- 1 1600t 吊車由MAMMOET 公司提供。焦炭塔分段如表1所示，焦炭塔框架各模塊吊裝工況如表2 所示。

表1 焦炭塔分段表

表2 焦炭塔框架各模塊吊裝工況表

2 鋼結(jié)構(gòu)模塊化施工準備工作

根據(jù)工程的實際場地，應(yīng)提前做好平面布置和規(guī)劃。鋼結(jié)構(gòu)模塊化施工過程復(fù)雜，不僅涉及鋼結(jié)構(gòu)一個專業(yè)、一個部門，土建、電儀、配管等專業(yè)，設(shè)計、技術(shù)、施工、質(zhì)量、安全等部門都要參與進來。設(shè)計人員對施工模塊進行設(shè)計和交底，明確了各個模塊的劃分重點，提供技術(shù)參數(shù)等。施工部門根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行反饋，及時調(diào)整方案。與劃分點的連接要有效地確保高空對接的精度，保障各個節(jié)點的強度。此外，還要適當降低高空對接的作業(yè)量。在該工程的施工過程中，所有結(jié)構(gòu)件和模塊的焊縫連接都使用高強度螺栓。

模塊組對所用的臨時基礎(chǔ)依據(jù)設(shè)計部門給出的圖紙進行施工，并對正式基礎(chǔ)和臨時基礎(chǔ)進行驗收。

3 施工工藝流程及技術(shù)措施

在該項目施工中，采取鋼結(jié)構(gòu)模塊化施工技術(shù)，將整個鋼結(jié)構(gòu)劃分為7 個模塊，采取分模塊吊裝方式。具體施工工藝流程如圖1 所示。

圖1 施工工藝流程

3.1 鋼結(jié)構(gòu)模塊化施工整體平面布置

結(jié)合該項目實際情況，在延遲焦化框架東側(cè)及南側(cè)位置進行鋼結(jié)構(gòu)框架組裝與吊裝選擇布置。依據(jù)相關(guān)設(shè)備吊裝平面布置圖進行場地布置的同時，要考慮到履帶式起重機的拆桿、組桿場地。為確保場地平整性，要先進行場地找平，通過壓路機進行壓實，確保其平整度滿足相關(guān)要求。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)到貨材料的驗收

分批次把所有項目的大型鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)構(gòu)件及時安裝運送至項目施工現(xiàn)場，工作人員必須進行明細的資料清點和定期檢查，加強施工驗收，嚴格核實各個構(gòu)件的施工質(zhì)量，以及各個環(huán)節(jié)構(gòu)件的設(shè)計數(shù)量，確保其設(shè)計生產(chǎn)和施工設(shè)計的各項技術(shù)標準符合要求。

3.3 鋼結(jié)構(gòu)模塊拼裝

組裝準備工作完成后，對組裝構(gòu)件進行調(diào)直與找正作業(yè)，然后聯(lián)合質(zhì)檢部門進行驗收，再進行螺栓緊固作業(yè)，確保沒有遺漏；設(shè)置臨時作業(yè)平臺及臨時通道，確保其安全可靠性；使用吊裝帶、手拉葫蘆及臨時梁設(shè)置反變形措施，防止吊裝時模塊發(fā)生形變而無法對接安裝；對臨時基礎(chǔ)的地腳螺栓進行切割作業(yè)，防止吊裝過程中產(chǎn)生結(jié)構(gòu)形變使模塊無法起吊。

3.4 鋼結(jié)構(gòu)框架模塊吊點的設(shè)置

吊耳由設(shè)計部門設(shè)計，廠家制作。依據(jù)設(shè)計圖紙安裝在柱頭位置，吊耳螺栓緊固時要按照設(shè)計單位給出的方法進行緊固，避免對螺栓造成損傷。螺栓緊固后，聯(lián)合質(zhì)檢部門、吊裝單位進行聯(lián)合檢驗，重點確認吊耳的型號及螺栓的緊固情況。

3.5 鋼結(jié)構(gòu)模塊吊裝索具設(shè)置

為確保鋼結(jié)構(gòu)模塊吊裝安全性，采取雙外八字形式設(shè)置主吊鋼絲繩，每個框架單元設(shè)置為10 組；輔助吊具以同樣規(guī)格進行設(shè)置，并準備100t 吊裝卡扣10 個，用于對模塊重心進行調(diào)整確保其平衡性與穩(wěn)定性。

第一個模塊涉及找正就位作業(yè)，由于模塊重量巨大，不可能單純依靠吊車及人力達到就位精度，所以工裝卡具及千斤頂?shù)裙ぞ邞?yīng)提前準備充足。

3.6 二次找正

對已安裝的模塊進行二次找正及調(diào)整，確保安裝精度；在已安裝模塊的柱頭位置設(shè)置手拉葫蘆以確保后續(xù)吊裝模塊的對接精度。在Modul3/ 4# 安裝前應(yīng)確?；A(chǔ)的灌漿層強度達到設(shè)計要求。

3.7 樓梯間、外展平臺及其他附件的安裝

樓梯間、外展平臺等其他附件由于重量輕，采用模塊化安裝效果更佳。同時架設(shè)通道及對接作業(yè)平臺，電儀專業(yè)一并就位。

4 質(zhì)量控制的保障性措施

為了確保施工進度和施工質(zhì)量，要求各單位在建筑施工前認真做好設(shè)計圖紙的會審，科學(xué)編制施工技術(shù)方案，明確具體的施工規(guī)范、標準、參數(shù)和質(zhì)量要求。在建筑鋼結(jié)構(gòu)模塊化的施工中，要求嚴格遵循設(shè)計圖紙和施工技術(shù)方案的要求，執(zhí)行國家相關(guān)技術(shù)標準和施工工藝，加強施工自檢、互檢和專檢。在整體施工中，加大對項目的管理，及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。此外，因鋼結(jié)構(gòu)模塊化施工還存在著一定的風(fēng)險，需要加強對施工設(shè)備的安全控制，定期對吊裝設(shè)備的檢查，切實落實安全責(zé)任制。

5 模塊化施工的關(guān)鍵點

5.1 場地條件

根據(jù)建筑工程實際使用場地，提前準確做好整體的平面布局和規(guī)劃。綜合考慮吊車的站位和其他變換情況、框架式預(yù)制場地、材料暫定擺放場所、材料與設(shè)備的運輸入口等，提出需要預(yù)留空間的基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)，盡量降低對周邊地區(qū)的干擾。鋼結(jié)構(gòu)的模塊化預(yù)制施工應(yīng)盡可能在裝置周邊進行，以便使用大型吊車直接起吊，減少二次搬運的成本。在施工現(xiàn)場外部預(yù)制的機械，應(yīng)當充分考慮其運輸路徑的通過性能和機械設(shè)備的運送能力。

5.2 大型機具的吊裝能力

框架的最佳分段位置應(yīng)該主要是為了充分滿足現(xiàn)場各種吊車的框架分段和高空吊裝工作能力，根據(jù)各種類型吊車的實際吊裝需求，確定最佳框架分段和吊裝位置。同時，根據(jù)實際需求適當加大框架在地上的基層預(yù)制和填埋設(shè)施的深度，盡可能一次安裝到位，減少高空的吊裝工作量。

框架的分段工作在鋼結(jié)構(gòu)的一次設(shè)計、二次設(shè)計階段，以及工廠化預(yù)制階段要提前做好策劃。

5.3 關(guān)鍵設(shè)備的到貨時間

對于采用鋼結(jié)構(gòu)安裝模塊與關(guān)鍵設(shè)備相互交叉連接安裝的，例如彩鋼焦化塔和其他鋼結(jié)構(gòu)安裝模塊，應(yīng)根據(jù)各種類型鋼結(jié)構(gòu)的實際安裝發(fā)貨進度確定安裝時間，確保各種關(guān)鍵設(shè)備安裝在不同框架上的實際安裝進度同步。

另外，一些附屬設(shè)施也必須列示要求的到貨期限，對于滯后到貨要重點催交。

5.4 做好鋼結(jié)構(gòu)到貨的協(xié)調(diào)工作

鋼結(jié)構(gòu)中的框架需要進行一些模塊化的提前安裝，盡量減少高空安裝作業(yè)量。因此，在結(jié)構(gòu)框架內(nèi)部的多層次梁、平臺板、欄桿、照明，以及外部附屬著的電動葫蘆，都可能需要提前進行安裝整理，并且詳細列出所有產(chǎn)品到貨期。

6 模塊化施工的優(yōu)勢

6.1 安全方面

鋼結(jié)構(gòu)框架的模塊化建造和施工，大量降低了高處作業(yè)的人力和工作量，確保吊裝操作的安全性；在對地面進行組裝框架的過程中，要求將平臺、欄桿、梯子等安裝在地上并且安裝到位，所有需要表層面漆澆筑和施工的主體結(jié)構(gòu)都在地面完成，大大減輕了高處的臨邊操作、孔洞的風(fēng)險，降低了高處墜落的概率。

6.2 質(zhì)量方面

框架在地上進行預(yù)制可以有效控制構(gòu)件組對質(zhì)量，減少偏差，提高安裝精度。

6.3 進度方面

通過采用模塊化施工，對于鋼結(jié)構(gòu)主體框架在地面進行組裝，可以有效減少高空操作的數(shù)量；通過把所有的鋼結(jié)構(gòu)、設(shè)備、管道、電氣、儀表、防腐等各種施工裝置分別放入地面，在一個交叉方向平行施工，并且在分組框過程中通過對各個專業(yè)人員的協(xié)調(diào)，加強全過程檢測和管控，極大提高了作業(yè)效率；地面工程受到大風(fēng)、暴雨的干擾較小，可以大大縮短建筑工期、優(yōu)化項目的關(guān)鍵線路施工。

6.4 費用方面

模塊化施工可以最大限度地優(yōu)化吊車資源的利用，降低調(diào)遣成本；在實現(xiàn)地面預(yù)制的同時，也降低了高處分散件在安裝工藝過程中必須要求的大噸位吊車。同時，減少了高處操作和腳手架作業(yè)，大大節(jié)省了建筑物的腳手架成本和安全防護成本等。

6.5 現(xiàn)場文明施工方面

模塊化的施工方式大幅度減少了建筑物在施工現(xiàn)場的人力、機器、材料等的集中，對于有限度地在施工現(xiàn)場進行合理配置資源更為有利，從而確?，F(xiàn)場的施工更加有序，有利于實現(xiàn)文明施工。

7 結(jié)語

結(jié)合科威特清潔燃油工程136 單元延遲焦化裝置焦炭框架模塊化施工，對鋼結(jié)構(gòu)框架模塊化的施工前期準備和操作、鋼結(jié)構(gòu)框架模塊化的施工工藝流程和其他相關(guān)技術(shù)措施，以及質(zhì)量管理和控制的基本保障措施等問題進行了探究。實踐表明，通過建筑模塊化施工，統(tǒng)籌和協(xié)調(diào)了設(shè)計、采購、施工等方面的事宜和工作，對于確定建筑工程的安全、質(zhì)量、進度、成本、費用都具有較大促進和保障。所以，鋼結(jié)構(gòu)框架模塊化施工是值得推廣和應(yīng)用的一種高效、安全的建筑施工管理模式。