垃圾焚燒發(fā)電廠復(fù)雜外立面幕墻的施工

丁俊濤

上海建工七建集團(tuán)有限公司 上海 200050

隨著城市建設(shè)中各種復(fù)雜超大型單體工程的不斷發(fā)展，幕墻工程的施工與主體結(jié)構(gòu)、配套設(shè)備設(shè)施及周邊環(huán)境等的相關(guān)性越來越高，選擇合理高效的施工方案是影響幕墻施工的重要因素[1-5]。

基于背景工程超大體量復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)體系外附幕墻的特殊性，本文介紹了垃圾焚燒發(fā)電廠大體量復(fù)雜外立面幕墻工程的成套關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)合結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)和環(huán)境情況，進(jìn)行針對性的深化設(shè)計(jì)和技術(shù)策劃，并創(chuàng)新應(yīng)用了3種適應(yīng)性較強(qiáng)的特殊非標(biāo)吊籃，操作性強(qiáng)，安全性高。

1 工程概況

金華市第二生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目位于金華市雅畈六部寺金華市固廢處置中心東南，與金華市區(qū)直線距離為10.2 km。

本項(xiàng)目一期處理規(guī)模為2 250 t/d，采用先進(jìn)的、技術(shù)成熟的機(jī)械往復(fù)式爐排爐，設(shè)置3臺(tái)焚燒爐，單臺(tái)爐日實(shí)際處理能力為750 t，余熱鍋爐采用中溫次高壓蒸汽鍋爐。廠區(qū)由14個(gè)建（構(gòu)）筑物組成，分成生產(chǎn)區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)和辦公生活區(qū)這3個(gè)部分，其中主廠房和煙囪是最重要、體量最大的建筑物，總占地面積39 159.3 m2。建筑面積59 619.1 m2。

主廠房為本工程的主體建筑，占地面積29 920 m2，建筑面積54 342 m2，地上1層（局部5層）。建筑總高度60 m。采用鋼筋混凝土框排架結(jié)構(gòu)，屋頂為大空間鋼網(wǎng)架或鋼屋架，局部為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)使用年限50 a。主要由垃圾卸料大廳、鍋爐區(qū)、煙氣凈化區(qū)、汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)房、控制輔助用房等組成。煙囪為集束式鋼煙囪，共4根，外圍護(hù)采用鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，總高約95 m，占地面積101 m2（圖1）。

圖1 主廠房和煙囪效果圖

2 主要幕墻系統(tǒng)深化設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目主要由開放式鋁板幕墻系統(tǒng)、橫明豎隱玻璃幕墻系統(tǒng)組成，輔助系統(tǒng)有鋼結(jié)構(gòu)雨棚、陽光板采光頂及吊頂格柵等。開放式鋁板幕墻系統(tǒng)主要位于主廠房大面、轉(zhuǎn)角、檐口、煙囪四周。橫明豎隱玻璃幕墻系統(tǒng)包括1層外立面標(biāo)高21 m以下玻璃幕墻，2層外立面標(biāo)高35 m處沿主廠區(qū)一圈玻璃幕墻，煙囪外立面標(biāo)高40 m和60 m處沿?zé)焽枰蝗ΣＡ粔?。鋼結(jié)構(gòu)雨棚主要位于首層入口位置，陽光板采光頂主要位于坡道采光位置，吊頂格柵主要位于1、2層玻璃幕墻上口與鋁板幕墻銜接處（圖2）。

圖2 幕墻系統(tǒng)三維示意

2.1 開放式鋁板幕墻系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

2.1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

開放式鋁板幕墻如圖3所示。幕墻板塊大面位置標(biāo)準(zhǔn)分格寬度2 100 mm，分格高度1 500 mm；大面面板采用厚3 mm氟碳噴涂鋁單板，轉(zhuǎn)角區(qū)面板采用厚4 mm氟碳噴涂鋁單板；開放鋁板豎向龍骨采用110 mm×60 mm×4 mm，橫向龍骨采用6.5#氟碳噴涂槽鋼；室外可視型材表面采用氟碳噴涂，三涂二烤。所有鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)采用環(huán)氧樹脂底漆，富鋅環(huán)氧中間漆，常溫氟碳噴涂面漆。

圖3 開放式鋁板幕墻局部效果

2.1.2 重點(diǎn)部位深化設(shè)計(jì)分析

1）深化設(shè)計(jì)方案中深化雙曲鋁板的加勁肋截面和連接構(gòu)造形式需滿足受力要求和加工工藝要求。

2）關(guān)于鋁板加勁肋和支點(diǎn)布置深化（經(jīng)計(jì)算）：加勁肋大面布置間距為600 mm，轉(zhuǎn)角處布置間距為450 mm，煙囪處布置間距為400 mm，單曲、雙曲按此原則來布置；對邊固定的鋁板，上下附框采用三點(diǎn)支撐，間距900 mm；煙囪四邊固定的鋁板，上下附框采用三點(diǎn)支撐；煙囪位置上鋁板分格高度1 400 mm的上下附框間距550 mm，豎向附框的支撐點(diǎn)間距450 mm。

3）鋁板安裝采用鋁合金鋸齒形轉(zhuǎn)接件，并通過鋁合金鋸齒形轉(zhuǎn)接件調(diào)節(jié)誤差，滿足鋁板完成面找平要求。

2.2 橫明豎隱玻璃幕墻系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

2.2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

橫明豎隱玻璃幕墻系統(tǒng)如圖4所示。

圖4 橫明豎隱玻璃幕墻局部效果

幕墻板塊尺寸：大面位置標(biāo)準(zhǔn)分格寬度2 100 mm，外立面21 m以下分格高度1 100 mm，外立面21 m以上分格高度1 400 mm；保溫區(qū)域面板為6＋1.14PVB＋6Low-e＋12A＋8 mm三鋼化夾膠中空玻璃，非保溫區(qū)域面板為6＋1.14PVB＋6 mm雙鋼化夾膠玻璃。

骨架配置：豎框采用氟碳噴涂方鋼管＋鋁合金型材。當(dāng)支點(diǎn)間距≤5 100 mm時(shí)，構(gòu)件規(guī)格為160 mm×80 mm×4 mm；當(dāng)支點(diǎn)間距≤6 500 mm時(shí)，構(gòu)件規(guī)格為200 mm×100 mm×5 mm；當(dāng)支點(diǎn)間距≤8 000 mm時(shí)，構(gòu)件規(guī)格為240 mm×100 mm×8 mm。橫框采用80 mm×80 mm×4 mm氟碳噴涂方鋼管＋鋁合金型材。

表面處理：鋁材表面采用氟碳噴涂，三涂二烤；室內(nèi)可視部位的鋼結(jié)構(gòu)采用環(huán)氧樹脂底漆，富鋅環(huán)氧中間漆，常溫氟碳噴涂面漆；其他隱蔽的鋼構(gòu)件采用熱浸鍍鋅處理。

層間防火采用1.5 mm鍍鋅鋼板＋100 mm厚防火巖棉＋防火密封膠。

支座系統(tǒng)采用鍍鋅角鋼轉(zhuǎn)接件，三維六向可調(diào)，埋件采用平板埋件。

2.2.2 重點(diǎn)部位深化設(shè)計(jì)分析

1）橫梁立柱之間采用機(jī)械連接固定，避免現(xiàn)場焊接帶來的熱變形和安全隱患，橫梁端部局部開口在滿足視覺效果的前提下實(shí)現(xiàn)無序安裝工藝（圖5）。

圖5 深化橫豎龍骨連接三維示意

2）深化設(shè)計(jì)方案中橫梁立柱連接角碼增加機(jī)制限位螺釘，避免橫梁在玻璃面板自重作用下產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，提高系統(tǒng)整體平整度和質(zhì)量。

3）橫向明框壓塊每個(gè)分格兩端設(shè)置隱藏式排水孔，進(jìn)到膠條內(nèi)側(cè)的雨水可及時(shí)排到室外，從而確保幕墻具有高效的防水性能。

3 施工重點(diǎn)控制內(nèi)容

3.1 復(fù)雜幕墻體系的深化設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目幕墻工程涉及多處雙曲面，需做好排板、深化工作，細(xì)化細(xì)部安裝收頭節(jié)點(diǎn)。尤其是需要在現(xiàn)場施作幕墻樣板，根據(jù)樣板情況分析幕墻各處節(jié)點(diǎn)、工藝流程等是否合理，形成分析總結(jié)報(bào)告，用以指導(dǎo)后續(xù)深化設(shè)計(jì)和施工。

3.2 安全管控措施

本項(xiàng)目幕墻及相關(guān)工程需重點(diǎn)關(guān)注垂直運(yùn)輸、安全防護(hù)、登高作業(yè)等安全技術(shù)措施，包括但不限于以下內(nèi)容：煙囪頂部保留腳手架措施、登高車站位、屋面鋁格柵安裝流程與吊籃施工的流程關(guān)系、生命線設(shè)置、登高爬梯位置、安全通道等。必須做好過程工況分析和方案部署。需復(fù)核各種類型的吊籃支架的側(cè)向穩(wěn)定性，根據(jù)需要增設(shè)側(cè)向限位、纜風(fēng)繩、支座加固等措施，并復(fù)核受力情況。

4 關(guān)鍵施工技術(shù)分析

4.1 測量控制

從施工工藝上考慮本工程幕墻施工技術(shù)，施工難點(diǎn)及重點(diǎn)在于雙曲面金屬幕墻施工，主要控制點(diǎn)為定位測量控制。本工程采用2個(gè)測量班組對所有龍骨焊接點(diǎn)及幕墻轉(zhuǎn)接件連接點(diǎn)100%測量，以確保測量控制的精度。

4.2 連接節(jié)點(diǎn)樣板先行分析

本工程樣板主要安裝、試驗(yàn)了2種鋁板幕墻的連接節(jié)點(diǎn)，分別為萬向節(jié)節(jié)點(diǎn)與鋁掛件節(jié)點(diǎn)。

萬向節(jié)施工定位方便，圓盤背部使用大小雙圓管，過絲可調(diào)節(jié)進(jìn)出，安裝在立柱前端，省去了立柱雙側(cè)鉆孔，特別是曲面位置，立柱兩側(cè)的每個(gè)孔位進(jìn)出水平都不一樣，測量定位難度大，精度難控制，造成偏差大。原節(jié)點(diǎn)鋁板十字交叉縫處要安裝4個(gè)鋁件，連接固定4塊鋁板的同一位置的4個(gè)角，雙側(cè)要鉆8個(gè)直徑16 mm的孔，使用萬向結(jié)省去了鉆孔這一步驟，提高了施工效率。使用儀器放線時(shí)只需給出萬向節(jié)圓盤的中心坐標(biāo)，直接安裝萬向節(jié)，而使用鋁轉(zhuǎn)接件需要逐個(gè)從坐標(biāo)點(diǎn)量出轉(zhuǎn)接件的位置，工作量大、效率低、誤差大。

4.3 施工區(qū)域劃分

根據(jù)本工程施工工藝流程特點(diǎn)、外幕墻形式及整體施工進(jìn)度要求，按照整體立面區(qū)域劃分施工分區(qū)，即東、西、南、北立面及煙囪5個(gè)施工區(qū)。每個(gè)施工區(qū)又分為低區(qū)與高區(qū)，主廠房以層間玻璃幕墻為界，即標(biāo)高35 m以下部分為低區(qū)，標(biāo)高35 m以上部分為高區(qū)。煙囪以第2道玻璃幕墻為界，即標(biāo)高62 m以下部分為低區(qū)，標(biāo)高62 m以上部分為高區(qū)。

4.4 主要施工技術(shù)

本項(xiàng)目外立面包含大量曲面造型，垂直方向龍骨均為自下而上進(jìn)行安裝，立面面板分區(qū)域采用吊籃自上而下安裝，特殊部位（圓弧轉(zhuǎn)角處）高空作業(yè)車安裝，煙囪立面面板采用吊籃自下而上安裝。平面施工方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，多立面同時(shí)展開施工。

現(xiàn)場垂直運(yùn)輸：東立面、南立面、煙囪及北立面、西立面低區(qū)均由地面隨安裝垂直吊運(yùn)至安裝部位；北立面及西立面高區(qū)施工材料在標(biāo)高25 m處樓層內(nèi)隨安裝垂直吊運(yùn)至安裝部位，地面材料用吊車吊運(yùn)至標(biāo)高25 m處樓層內(nèi)。垂直運(yùn)輸采用汽車吊和電動(dòng)葫蘆配合施工。吊籃作為臨時(shí)放置和安裝設(shè)備，不得作為材料、構(gòu)配件垂直運(yùn)輸設(shè)備。幕墻最大玻璃2.1 m×1.4 m（150 kg），最大鋁板2.1 m×1.5 m（50 kg），2個(gè)操作人員及工具按200 kg計(jì)算。吊籃額定荷載450 kg（懸臂平臺(tái)限載240 kg），玻璃最多允許臨時(shí)放置1塊，鋁板最多允許臨時(shí)放置4塊，不超過吊籃最大載重要求。局部采用電動(dòng)葫蘆運(yùn)輸時(shí)需增加防撞、防脫落措施，且不得固定在吊籃支撐體系上。

現(xiàn)場水平運(yùn)輸：東立面、南立面、煙囪及北立面、西立面低區(qū)均由地面隨安裝垂直吊運(yùn)至安裝部位，地面運(yùn)輸采用叉車沿廠區(qū)外側(cè)施工道路叉運(yùn)至施工部位；北立面及西立面高區(qū)施工材料于標(biāo)高25 m處樓層內(nèi)采用自制人力車水平運(yùn)輸。

人員行走上下吊籃：東立面、南立面、煙囪及北立面、西立面低區(qū)吊籃落于地面，施工人員均由地面上下吊籃；北立面高區(qū)吊籃落于標(biāo)高25 m處屋面走道，施工人員通過室內(nèi)樓梯至屋面走道上下吊籃；西立面高區(qū)吊籃落于標(biāo)高25 m處檢修平臺(tái)，施工人員通過室內(nèi)樓梯至檢修平臺(tái)上下吊籃。

4.5 特殊部位施工方法

1）水平部位的壓頂、端部的收口、伸縮縫的處理、2種不同材料的交接處理等不僅關(guān)系到裝飾效果，而且對使用功能也有較大影響。因此，一般多用特制的鋁合金成形板進(jìn)行妥善處理。

2）構(gòu)造比較簡單的轉(zhuǎn)角處理是用1條厚1.5 mm的直角形鋁合金板，與外墻板用螺栓連接。

3）窗臺(tái)、女兒墻的上部，均屬于水平部位的壓頂處理，即用鋁合金板蓋住，使之能阻擋風(fēng)雨浸透。水平蓋板的固定，先在基層焊上鋼骨架，然后用螺栓將蓋板固定在骨架上。板的接長部位宜留5 mm左右的間隙，并用密封膠密封。

4）墻面邊緣部位的收口處理用鋁合金成形板將墻板端部及龍骨部位封住。

5）墻面下端的收口處理，用1條特制的披水板，將板的下端封住，同時(shí)將板與墻之間的間隙蓋住，防止雨水滲入室內(nèi)。

6）伸縮縫、沉降縫的處理，首先要適應(yīng)建筑物伸縮、沉降的需要，同時(shí)也應(yīng)考慮裝飾效果。另外，此部位也是防水薄弱環(huán)節(jié)，其構(gòu)造節(jié)點(diǎn)應(yīng)周密考慮，一般可用氯丁橡膠帶進(jìn)行連接并起密封作用。

7）吊籃支臂處收口鋁板安裝：吊籃支臂處收口鋁板位于鋁板幕墻頂端橫向水平位置，本處鋁板待大面鋁板全部安裝完成，拆除吊籃后從鋁板內(nèi)側(cè)安裝，安裝操作平臺(tái)利用內(nèi)側(cè)鋼結(jié)構(gòu)橫梁搭設(shè)固定平臺(tái)。

5 非標(biāo)吊籃關(guān)鍵技術(shù)

5.1 非標(biāo)吊籃施工部署

結(jié)合雙曲幕墻造型，通過對各部位復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行詳細(xì)的剖析，吊籃方案創(chuàng)新采用3種特殊架設(shè)形式，分別為：直接懸掛在鋼梁上、橫桿式、吊桿式。ZLP630工作平臺(tái)有1.5、2.0、2.5 m等3個(gè)類型的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，根據(jù)現(xiàn)場施工需要可拼成1.5～6.0 m不同長度的工作平臺(tái)，寬度約700 mm，高度約1 150 mm。

通過研究結(jié)構(gòu)體系，共計(jì)設(shè)置78臺(tái)ZLP630型吊籃。其中，主廠房布置62臺(tái)，平臺(tái)長度分別為1.5～6.0 m，懸掛機(jī)構(gòu)采用直接懸掛在鋼梁上和橫桿式，布置在屋頂鋼結(jié)構(gòu)梁上；煙囪布置16臺(tái)吊籃，平臺(tái)長度分別為1.5～4.5 m，懸掛機(jī)構(gòu)采用吊桿式布置在屋頂女兒墻上。

5.2 非標(biāo)吊籃架設(shè)技術(shù)

5.2.1 架設(shè)形式1：直接懸掛在鋼梁上

在吊籃操作面正上方恰好是主體結(jié)構(gòu)鋼梁（如圓管、方管、H型鋼等）且懸掛機(jī)構(gòu)設(shè)置困難時(shí)，則不設(shè)置吊籃懸掛機(jī)構(gòu)，在滿足鋼梁受力的前提下，可以將鋼絲繩直接纏繞抱箍在鋼梁上，在銳角和障礙物部位使用橡膠軟管做好保護(hù)措施（圖6）。

圖6 架設(shè)形式1

5.2.2 架設(shè)形式2：橫桿式

在吊籃操作面正上方無任何主體結(jié)構(gòu)時(shí)，則需定制吊籃懸掛機(jī)構(gòu)，可以通過設(shè)置連接座和支架固定座將懸掛機(jī)構(gòu)就近固定于屋頂鋼梁上，并設(shè)置二次保護(hù)鋼絲繩與主體結(jié)構(gòu)相連（圖7）。

圖7 架設(shè)形式2

5.2.3 架設(shè)形式3：吊桿式

在煙囪幕墻施工中，考慮到出屋面鋼煙囪管道施工和提前烘爐熱影響（煙氣溫度150～180 ℃），盡量減少對屋面工程施工制約，將吊籃懸掛機(jī)構(gòu)固定于高于屋面的混凝土女兒墻上，通過埋件和特定的基座相連，形成懸臂三角架形式的穩(wěn)定吊桿體系（圖8）。

圖8 架設(shè)形式3

6 結(jié)語

通過對金華市第二生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目復(fù)雜外立面幕墻工程施工技術(shù)的研究，結(jié)合工程特點(diǎn)，分析了開放式鋁板幕墻系統(tǒng)和橫明豎隱玻璃幕墻系統(tǒng)的深化設(shè)計(jì)、施工分區(qū)、技術(shù)措施及非標(biāo)吊籃特殊架設(shè)形式等關(guān)鍵施工技術(shù)內(nèi)容，降低了復(fù)雜幕墻體系施工的難度，提高了各相關(guān)專業(yè)的配合效率，工程安全和質(zhì)量也得到了保證。通過系統(tǒng)性集成化技術(shù)措施的組合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了金華市第二生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目幕墻工程的優(yōu)質(zhì)施工。