張恩銘

中國化學(xué)工程第九建設(shè)有限公司 遼寧盤錦 124000

高大塔類設(shè)備的附塔梯子平臺、附塔管道、防腐保溫和電氣照明等，如果全部在塔設(shè)備安裝就位后施工，由于高空作業(yè)多、各專業(yè)垂直交叉作業(yè)多，安全風(fēng)險非常大。同時，由于高處作業(yè)條件限制，給施工人員作業(yè)和質(zhì)檢人員檢查帶來極大的不便，不利于施工質(zhì)量的控制。由于腳手架搭設(shè)拆除周期長，高空作業(yè)施工效率低、施工周期長，對設(shè)備周邊地坪和施工影響較大，對項(xiàng)目總體工期影響較大。另外，由于高處作業(yè)依賴于吊裝機(jī)械的配合，施工成本也勢必增加。上述各種不利條件要求項(xiàng)目建設(shè)盡可能提高模塊化施工程度，以提高項(xiàng)目綜合效益。同時，大型吊裝機(jī)械的普及，也為高大塔設(shè)備的模塊化施工提供了資源保障。

內(nèi)蒙古伊泰化工120 萬t/ a 精細(xì)化學(xué)品示范項(xiàng)目中，油品加工裝置擬采用模塊化施工的塔類設(shè)備共11 臺，其中有7 臺屬于變截面塔，設(shè)備直徑分段變化，吊裝吊耳位置設(shè)置比較低，對設(shè)備模塊化施工組織和吊裝作業(yè)造成較大影響。項(xiàng)目處于內(nèi)蒙古地區(qū)，且裝置區(qū)塔類設(shè)備在冬季的數(shù)天內(nèi)集中到貨，受現(xiàn)場場地和極端低溫氣候所限，對施工組織提出了更高的要求。以下以低溫油洗單元的T202 脫丁烷塔為例，通過從設(shè)計到現(xiàn)場施工的全過程管理，探索提高極端低溫條件下變截面塔設(shè)備模塊化施工水平，以減少后續(xù)施工中的高空作業(yè)，保證施工安全，提高施工效率，降低施工成本，從而提高項(xiàng)目的綜合效益。

1 工程概況

1.1 設(shè)備參數(shù)

T202 脫丁烷塔總高度70.7m，整體到場。設(shè)備下段直徑5000mm，頂端直徑2200mm，中間段直徑4200mm。設(shè)備凈重360t；設(shè)備梯子平臺共計21 層，重量19t；設(shè)備附塔管道27 條，最大管徑DN600mm，附塔管道及支架重量31t；設(shè)備及管道保溫重9t；照明燈具28 盞及配套線纜和穿線管，重量忽略不計，吊裝總重量419t。

1.2 施工作業(yè)環(huán)境

項(xiàng)目所在地為內(nèi)蒙古地區(qū)，設(shè)備進(jìn)場時間為當(dāng)年的12 月5 日，室外白天最高氣溫1℃，夜晚最低氣溫零下20℃。設(shè)備安裝標(biāo)高為EL+0.500m。

由于設(shè)備進(jìn)場較晚，裝置區(qū)道路和地坪已經(jīng)施工完畢，地坪澆筑之前已經(jīng)對吊車站位影響區(qū)域進(jìn)行過預(yù)處理，地耐力能滿足吊裝需求。為降低吊裝對道路和地坪造成的破壞，對吊車站位影響區(qū)域的地下井室進(jìn)行臨時回填，地坪和道路上鋪墊500mm 沙土，碾壓后上面再放置吊車路基板。

2 設(shè)備進(jìn)場前的準(zhǔn)備工作

為了保證塔設(shè)備能夠按照既定施工方案要求入場，必須從設(shè)計階段、采購及運(yùn)輸階段進(jìn)行全過程管理和確認(rèn)，以保證滿足塔類設(shè)備的模塊化施工要求。

2.1 設(shè)計階段

2.1.1 設(shè)備制造圖設(shè)計

根據(jù)設(shè)計院提供的設(shè)備制造圖紙、附塔管道及梯子平臺圖紙，進(jìn)行設(shè)備吊裝方案比選。根據(jù)設(shè)備模塊化吊裝參數(shù)，擬采用1200t 履帶吊主吊，400t 履帶吊溜尾。根據(jù)設(shè)備模塊化吊裝重量，依據(jù)《化工設(shè)備吊耳及工程技術(shù)要求》HG/ T21574 進(jìn)行吊耳選型，結(jié)合設(shè)備筒體厚度，確定筒體的局部補(bǔ)強(qiáng)尺寸和厚度；根據(jù)設(shè)備保溫厚度和吊耳上方平臺寬度，考慮平衡梁長度，并進(jìn)行吊耳耳軸長度的最終確定。根據(jù)規(guī)范計算的吊耳距離設(shè)備筒體端部最小尺寸確定設(shè)備吊耳的最大高度；根據(jù)設(shè)備吊耳上方部位的平臺和附塔管道及支架情況，綜合選定設(shè)備吊耳的角度，并將最終的設(shè)備吊耳設(shè)計尺寸和定位要求返回設(shè)計院確認(rèn)，經(jīng)設(shè)計院確認(rèn)無誤后發(fā)設(shè)備制造廠。最后利用BIM 技術(shù)，對設(shè)備梯子平臺、附塔管道，在運(yùn)輸和吊裝過程中與設(shè)備運(yùn)輸鞍座、相鄰設(shè)備與結(jié)構(gòu)框架，有可能存在的碰撞進(jìn)行研判調(diào)整，確保設(shè)備的運(yùn)輸和吊裝作業(yè)順利實(shí)施。

2.1.2 其他專業(yè)設(shè)計

對于擬進(jìn)行模塊化吊裝的塔類設(shè)備，要對設(shè)備梯子平臺圖紙、附塔管道及支架圖紙、設(shè)備和管道防腐保溫圖紙、電氣照明圖紙進(jìn)行同步催交。

2.2 采購及運(yùn)輸階段

2.2.1 設(shè)備采購及運(yùn)輸

設(shè)備制造廠根據(jù)接收到的吊耳制造要求，預(yù)先進(jìn)行材料備料。在設(shè)備制造完畢，熱處理前將吊耳和補(bǔ)強(qiáng)板施焊完畢，并進(jìn)行無損檢測，合格后進(jìn)行設(shè)備熱處理和設(shè)備水壓試驗(yàn)。設(shè)備水壓試驗(yàn)前核實(shí)平臺墊板和管道支架墊板的位置和數(shù)量，核實(shí)無誤后方可試壓。設(shè)備水壓試驗(yàn)合格后將積水排凈，檢查確認(rèn)內(nèi)部清潔度，用壓縮空氣吹干后，方可進(jìn)行人孔封閉。

為了便于現(xiàn)場設(shè)備卸車，設(shè)備采用軸線車運(yùn)抵現(xiàn)場（圖1），同時自卸車到場。為了保證設(shè)備吊裝時主吊耳處于水平位置，要求設(shè)備在制造廠裝車時保證吊耳處于水平位置。為了減小設(shè)備運(yùn)輸鞍座對管道施工的影響，也為了方便現(xiàn)場梯子平臺和附塔管道的安裝就位，要求設(shè)備裝車時以主吊耳為水平線劃分，附塔管道較多的一面朝上，平臺和梯子較多的一面朝下。為了避免設(shè)備鞍座擺放位置影響到塔平臺的安裝，在設(shè)備出廠裝車前，施工單位技術(shù)人員要到制造車間對設(shè)備運(yùn)輸鞍座的擺放位置進(jìn)行確認(rèn)，以避開設(shè)備平臺及欄桿安裝位置。

圖1 設(shè)備運(yùn)輸進(jìn)場

2.2.2 其他材料采購及運(yùn)輸

其他材料的采購及運(yùn)輸需滿足設(shè)備進(jìn)場時間要求，并預(yù)留出15～20d 的現(xiàn)場防腐預(yù)制周期。對于工藝管道組成件及管道支架材料，由于管件和法蘭加工周期比較長，需要提前訂貨并做好跟蹤反饋，尤其需要注意一些特殊材質(zhì)的材料。梯子平臺欄桿屬于通用材料，可以根據(jù)設(shè)計院提供的圖集預(yù)采購一批；防腐油漆材料要注意不同介質(zhì)管道的面漆顏色均應(yīng)涵蓋；絕熱材料和外保護(hù)層，要注意提前進(jìn)場以預(yù)留出材料抽檢復(fù)驗(yàn)時間，保溫支撐和鋼帶鉚釘?shù)炔牧暇柰降綀?；由于照明燈具和線纜采購周期較長，需要提前訂貨并及時做好采購制造信息跟蹤。

2.3 現(xiàn)場施工準(zhǔn)備階段

2.3.1 場地準(zhǔn)備

在設(shè)備運(yùn)抵現(xiàn)場前，結(jié)合設(shè)備吊裝方案，在設(shè)備擺放區(qū)域鞍座進(jìn)行放線，在鞍座位置預(yù)先鋪設(shè)鋼板，鋼板上擺放道木墩，以道木墩高度加設(shè)備運(yùn)輸鞍座高度略大于設(shè)備平臺寬度為準(zhǔn)。設(shè)備抵達(dá)現(xiàn)場后，通過軸線車到達(dá)預(yù)定位置，再將設(shè)備卸放在道木墩上，軸線車即可退場。

2.3.2 梯子平臺欄桿預(yù)制

材料到場后要及時進(jìn)行防腐刷底漆。所有欄桿卷弧后預(yù)先拼裝成片。無管道穿過的平臺可以直接預(yù)制成片，并預(yù)先安裝欄桿；有小口徑管道穿過的平臺，可以平臺預(yù)制成形，然后平臺開洞；有大口徑管道穿過的平臺，為便于管道安裝，平臺外圈梁暫不焊接，等管道安裝到位后再安裝焊接外圈梁和欄桿。所有直爬梯預(yù)制成段，除吊裝鋼絲繩影響的個別直爬梯外，其余爬梯護(hù)籠直接安裝焊接到位。

由于室外氣溫較低，預(yù)制工作和防腐油漆工作均在室內(nèi)廠房進(jìn)行。除現(xiàn)場焊口部分預(yù)留外，其余部分均將面漆涂刷完畢。

2.3.3 管道及支架預(yù)制

管道支架預(yù)制成形時，遠(yuǎn)離設(shè)備筒體的外側(cè)梁暫不安裝，待管道安裝就位后再安裝焊接。管道支架焊接完畢后，送拋丸機(jī)進(jìn)行除銹，然后在室內(nèi)暖棚進(jìn)行防腐施工。不保溫管道留一遍面漆待安裝完畢后涂刷，保溫管道涂刷兩遍底漆后送去預(yù)制。DN100 及以下小口徑管道在封閉庫房預(yù)制后進(jìn)行試壓，試壓完成用壓縮空氣吹凈積水后進(jìn)行防腐施工。DN100 以上的大口徑管道在封閉庫房分段預(yù)制，再運(yùn)送到現(xiàn)場進(jìn)行二次預(yù)制，以滿足運(yùn)輸要求；大口徑管道施工完成后在現(xiàn)場進(jìn)行試壓，試壓采用60℃熱水，試壓前對管道纏繞電伴熱帶，除焊縫部分外還需包裹保溫棉；需要特別注意試壓臨時管和試壓泵本體由于管徑較小更容易凍裂，管道上的放空閥和導(dǎo)淋閥由于是盲段也容易被忽略，需要加大伴熱帶密度和保溫厚度，同時在試壓泵處搭設(shè)保溫棚，棚內(nèi)設(shè)采暖爐和溫度計。管道試壓完畢后，盡快排凈管內(nèi)積水，并用壓縮空氣吹凈，在積水吹凈之前電伴熱帶要始終保持通電狀態(tài)。

需要注意的是，管道在現(xiàn)場的堆放部位不得影響設(shè)備進(jìn)場和吊車站位。

2.3.4 其他施工準(zhǔn)備工作

電氣穿線管預(yù)先根據(jù)平臺外圈梁尺寸進(jìn)行下料和煨彎套絲，穿線管支架和燈具支架提前進(jìn)行預(yù)制補(bǔ)漆，但暫不安裝以防止平臺安裝過程中損壞嚴(yán)重。

設(shè)備封頭、管道彎頭和設(shè)備抗風(fēng)圈部分的保溫鋁皮提前進(jìn)行下料，滾圓并標(biāo)號后分類擺放。

3 設(shè)備進(jìn)場后現(xiàn)場施工組織

設(shè)備于當(dāng)年12 月5 日進(jìn)場，到場放置穩(wěn)妥。軸線車退場后，立即開始各專業(yè)施工工作。

3.1 鉚工組工作

鉚工共計安排四個作業(yè)組。借助活動腳手架，鉚工立即對所有平臺牛腿連接板位置進(jìn)行定位，其他輔助人員將各層平臺牛腿分別倒運(yùn)到位。牛腿定位完成后，即可優(yōu)先開始設(shè)備下方平臺牛腿的安裝工作；側(cè)面無法夠到部位的牛腿等腳手架搭設(shè)驗(yàn)收完成后進(jìn)行安裝。牛腿焊接完畢，補(bǔ)漆后即可開始平臺安裝。無管道穿過的平臺直接安裝到位；有小口徑管道穿過的平臺，平臺安裝就位后根據(jù)管道中心線位置進(jìn)行平臺開口施工；有大口徑管道穿過的平臺，先行安裝平臺內(nèi)圈梁，待管道安裝就位后再封閉平臺外圈梁和平臺板。平臺安裝時采用倒鏈和吊車配合安裝就位。鉚工組平臺與管道支架安裝作業(yè)見圖2。

圖2 鉚工組平臺與管道支架安裝作業(yè)

3.2 管工組工作

管工共安排四個作業(yè)組。借助活動腳手架和生命線，管工立即對所有管道中心線和管道支架進(jìn)行定位；其他輔助人員優(yōu)先將管道支架倒運(yùn)到位。管道支架定位完成后，即可開始設(shè)備上部管道支架的安裝工作。設(shè)備側(cè)面管道支架等腳手架搭設(shè)驗(yàn)收完成后進(jìn)行安裝，焊接完畢后要及時補(bǔ)漆。

管道安裝就位按不同管道重量，分別采用吊車加倒鏈配合找正，或兩臺吊車抬吊的方法進(jìn)行安裝就位。對于塔頂部分長度過長無法整體預(yù)制一次吊裝就位的管道，分段吊裝就位后，需要再次對口連接固定，并對固定焊口進(jìn)行無損檢測。管道焊接完畢無損檢測合格，熱處理合格，并管道水壓試驗(yàn)合格后，即進(jìn)行焊口補(bǔ)漆工作。有伴熱管的在主管施工完畢即可進(jìn)行伴熱管的鋪設(shè)和綁扎固定。伴熱管由于管徑較小，且試壓后積水不易排凈吹干，極易發(fā)生凍裂。在征得業(yè)主代表同意后，對施工完畢的伴熱管進(jìn)行氣壓試漏替代水壓試驗(yàn)。

管道安裝后，對除固定支架以外的其他所有支架均需要進(jìn)行臨時加固措施，以保證在整個吊裝過程中管道不隨設(shè)備狀態(tài)的改變而發(fā)生位移。安全閥在試生產(chǎn)前要調(diào)試，試裝后拆除，對管道進(jìn)行臨時加固。其他閥門可以直接安裝到位。

3.3 架設(shè)組工作

平臺牛腿和管道支架定位完成后，即可開始絕熱腳手架的搭設(shè)工作。腳手架服務(wù)于絕熱施工，兼顧梯子平臺欄桿的安裝使用。腳手架順著設(shè)備方向搭設(shè)，且搭設(shè)雙排腳手架，需避開平臺和管道支架位置。腳手架搭設(shè)完畢后，作業(yè)面滿鋪鋼跳板，腳手架側(cè)面設(shè)置拋撐，腳手架頂面與對面平臺頂面加橫桿進(jìn)行鎖死，以保證腳手架的穩(wěn)定性。其他工作結(jié)束后，及時拆除移走腳手架。

3.4 防腐絕熱組工作

由于室外氣溫較低，油漆存放在室內(nèi)，隨用隨取并采取適當(dāng)保溫措施。牛腿平臺和管道支架焊接完成后，及時進(jìn)行除銹和補(bǔ)漆工作。絕熱工作開始前，底漆補(bǔ)刷工作必須完成并驗(yàn)收合格。

牛腿和管道支架施工完成，腳手架搭設(shè)合格后，即可開始絕熱施工。由于設(shè)備長度較長，絕熱施工分三個作業(yè)組分段進(jìn)行。絕熱材料綁扎牢固后，及時用三防篷布進(jìn)行包裹覆蓋。外保護(hù)層同步進(jìn)行放樣下料，其他安裝工作基本結(jié)束后，分段組織外保護(hù)層施工。

設(shè)備鞍座下部的絕熱施工，待設(shè)備起吊離開鞍座后進(jìn)行。

3.5 電氣組施工

平臺安裝后，電氣組即可以開始施工，依次進(jìn)行支架、穿線管、接線盒、線纜穿線工作。在安裝工作接近尾聲時，開始安裝照明燈具，以防止施工過程中不慎損壞。

3.6 吊裝前檢查確認(rèn)

變截面塔設(shè)備吊耳設(shè)計位置比較靠下，雖然在設(shè)計階段方案編制中已多次比選確認(rèn)，管道和平臺安裝過程中也在檢查跟蹤，仍難免有個別管道支架或平臺欄桿會影響吊裝鋼絲繩旋轉(zhuǎn)。此時，要再次進(jìn)行檢查確認(rèn)，確實(shí)有影響的暫不安裝，臨時綁扎或焊接固定在旁邊平臺上，待塔設(shè)備吊裝就位后再借助倒鏈或吊車吊籠進(jìn)行恢復(fù)。同時，要檢查設(shè)備上是否有邊角廢料和工器具，防止吊裝過程中掉落傷人。

3.7 吊裝就位

正式起吊之前，必須進(jìn)行試吊，復(fù)核實(shí)際吊裝重量，如有偏差必須查找原因，直至偏差消除。12 月20 日正式起吊（圖3），吊裝選在中午氣溫較高、風(fēng)力較小時進(jìn)行，設(shè)備離開鞍座后對鞍座影響范圍的絕熱進(jìn)行修補(bǔ)完善。設(shè)備吊裝就位后，電氣組將照明線纜接至現(xiàn)場配電箱，并做好防護(hù)標(biāo)識。在低溫條件下，變截面脫丁烷塔圓滿實(shí)現(xiàn)既定塔起燈亮模塊化施工任務(wù)。然后對吊耳上方受影響區(qū)域進(jìn)行完善，清理現(xiàn)場工機(jī)具及施工余料。吊裝機(jī)械撤場后，恢復(fù)場地原貌。

圖3 設(shè)備吊裝就位現(xiàn)場圖

4結(jié)束語

通過采用模塊化安裝工藝施工，可以將大量的高空作業(yè)轉(zhuǎn)移到地面上進(jìn)行，減少高空作業(yè)，保障施工安全；降低施工難度，保證施工質(zhì)量。并大量引入平行作業(yè)，加快施工進(jìn)度，提高施工效率。同時降低施工成本，提高項(xiàng)目的綜合效益。