李贵昌
中电建湖北电力建设有限公司 湖北武汉 430040
摘 要：我公司承建的内蒙古创源金属有限公司3×330MW机组一二期工程的1、3、6号机组主体安装工程，地处内蒙古东北部霍林郭勒市，冬季气温极低，最低温度可达零下三四十度。3号、6号汽轮发电机组施工过程恰逢冬季施工，极寒条件下水泥垫块施工质量的优劣，直接影响后续工作施工质量及机组的安全运行。我公司项目部通过技术攻关，克服了多种不利因素，制定科学的施工工序，圆满完成汽轮机水泥垫块施工任务，保证了汽轮机顺利扣盖和安全移交。
关键词：汽轮机；水泥垫块；施工
1.施工特点
1.1不收缩性。水泥垫块不受温度热胀冷缩作用的影响，能长久地保持机组运行的稳定性。
1.2 强度高。能把设备的静态、动态负荷均匀地传递到混凝土基础，在很长的时间内可以保持高强度及耐用性。
1.3 流动性好。制作水泥垫块的水泥砂浆流动性好，它能填满台板与基础之间的空间，成为与基础合为一体的坚固垫铁，从而保证台板与垫铁、基础与垫铁间没有间隙。
1.4 外观好。硬化后的水泥垫块外观无任何铁锈色，这样从外观上有利于与相邻未处理部分衔接。
2 施工工艺流程
施工准备→基础凿毛清理→模具制作安装→ 台板就位找正→基础混凝土养护→砂浆配置、灌浆→砂浆垫块养护→模具拆除→水泥垫块研磨。
3 操作要点
3.1基础凿毛
将混凝土表层浮浆凿掉，保证基础露出稳定的混凝土，根据汽轮机运行标高确定凿毛深度，粗糙度适中。过低模具安装困难，过高砂浆垫块与混凝土接触面不够，容易脱胎，一般15厘米左右为宜。基础凿毛后对其进行清理，清理要彻底，如有粉砂或杂物未清理干净，易造成砂浆垫块的脱胎或空心。
3.2模具制作安装
3.2.1现场模具的选择
经常有两种：木板和挤塑板。木板稳定不宜变形，具有一定的支撑能力，可重复使用，但制作及拆模较为困难。挤塑板不稳定易变形，不可重复使用，且在高温条件下易熔化，不可重复利用，但制作和拆模简单。不同的台板有不同的制模方式，分为低压缸台板模具制作方式（参见图1）和轴承箱台板模具制作方式（参见图2）。根据现场施工经验，我们对轴承箱台板模具制作型式做了改进，在模具内端部增设溢流室，既可以达到溢流效果同时防止了灌浆过度溢流而导致的浪费，根据施工经验溢流室的大小宜为砂浆垫块的六分之一，既可以保证气泡全部溢出，又不会产生过度浪费。
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图 1 低压缸模具制作图 图 2 轴承箱台板模具制作图
3.2.2 模具的高度视基础混凝土与台板间距离而定，保证模具与台板下表面有2-3mm的间隙，在台板就位前在模具上贴3层2mm厚的泡面双面胶，这样既可以保证灌浆料不流出，同时预留了台板的调整间隙。模具与基础间的空隙用水泥填补、固定。模具安装好后，对模具内部进行清理。
3.2.3台板就位找正
在模具安装前应对台板进行初步调整，在台板调整螺栓对应的位置预埋铁板。初步调整后将台板吊开，保持调整螺栓旋出位置不动，在模具安装好后，吊装台板进行二次精调整。考虑到后期砂浆垫块的研磨，台板标高应高于设计标高0.5mm左右。标高调整好后拧紧地脚螺栓，防止灌浆过程中台板位移。
3.2.4砂浆配置、浇筑
灌浆料与水的配置比例应严格按照灌浆料说明书执行，加水量宜取有效范围的上限，这样灌浆料的流动性更好，有助于气泡的翻出，水温应保持在10-30℃之间，分两次浇灌，施工中的具体操作如下：
1.第一次灌浆。清除混凝土表面多余的积水，将搅拌机调至高速搅拌5分钟，静置2分钟后进行二次搅拌，第二次将搅拌机调至低速搅拌2分钟，在搅拌过程中用木棒敲击搅拌容器，有助于气泡的翻出。在进行二次搅拌后不宜马上灌浆，将灌浆料静置3-5分钟，直至没有气泡翻出再进行灌浆，第一次灌浆高度为砂浆垫块的三分之二左右，灌浆时速度应均匀而缓慢。
2.第二次灌浆。第一次灌浆静置30分钟左右，待底层气泡翻出后进行二次灌浆。二次灌浆时让砂浆充分溢流，观察模具内端部没有气泡翻出为宜。现场施工中，我们自制灌浆工具（参见图1），通过三层的过滤能有效减少灌浆料中的气泡。砂浆垫块浇筑完成后3-5小时，用合适的钢板贴紧台板垂直面插入灌浆口及溢流口（参见图4插入钢板示意图），以便日后的修整工作。
3.灌浆料多余部分处理。灌浆施工结束后1h-2h内，采用1mm厚铁皮插入需切除多余部分的位置，待模板拆除后即可将多余部分去除。
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图3自制灌浆工具 图4插入钢板示意图
3.3水泥垫块养护
1.搭设保温棚
在台板就位后，需对砂浆垫块的浇筑区域搭设保温棚，现场多见的保温棚搭设方式：在基础混凝土上方进行搭设。这种方式较为简单，适用性广，但由于加热装置布置于基础上方，往往造成棚内空气温度较高，而基础混凝土温度不能达到要求，甚至出现浇筑后结冰的现象。根据现场经验我们采用包裹式的保温棚搭设方式：防火油布从基础上方一直延展至6m的操作台，形成一个相对封闭的空间（参见图5），将整块基础包裹在其中，加热装置布置在操作台上，热气通过地脚螺栓孔及两侧向上，从而达到给基础升温的目的。这种方式效果极好，但较为复杂，有局限，通常汽轮机的前、中、后轴承箱会采用这种方式。
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图5 保温棚示意图
2.水温控制
除了环境温度，冬季施工对水温的控制同样重要，灌浆料在低温时流动性差，气泡不宜翻出，造成砂浆垫块气泡多。冬季施工需将水加热至30℃左右，再进行施工。
3.冬季养护
冬季砂浆垫块的养护期应比正常养护期长2-3天，养护期间24小时专人看护，一是由于保温棚内比较干燥，水分蒸发快，必须时时保证砂浆垫块的湿润；二是安全起见防止发生火灾。养护期间如有条件，可将电热毯盖于砂浆垫块上，一来保湿二来控温。砂浆垫块的施工看似简单，实则有一定的难度。尤其在冬季施工，很容易造成返工。但通过谨慎控制施工工艺，一次性成功也并不难。
3.4 台板、模具拆除
3天养护期后，将台板吊开，拆除模具，观察砂浆垫块浇筑情况。砂浆垫块合格标准：垫块表面气孔直径不大于Ф20mm，每块垫块上大于Ф5mm的气孔不超过5个，没有脱胎空隙现象。检查后将合格的砂浆垫块用湿布盖好，湿润保养4天，注意在此期间砂浆垫块不能承受任何不规则负荷。
3.5水泥垫块研磨
养护期过后，对砂浆垫块进行修正，对其进行研磨，与台板接触75%以上，3丝塞尺不入即为合格。
4工程质量控制标准
浇灌后的垫块要求平整、光滑，无裂纹、蜂窝状，气孔量按厂家要求或单块垫块表面气孔量不超过总面积的10%，且垫块表面的气泡最大直径≤10mm，垫块在养护期后抗压强度≥70MPa，垫块研磨后与台板接触面积大于75%且3丝塞尺不入。灌浆前必须通过24小时洒水使混凝土基础湿润。灌浆期间保持环境温度10～35℃之间。在浇灌水泥砂浆前必须清除混凝土基础表面游离态的水。灰浆和水配比时严格按照安装厂家要求的范围进行配比。在水泥垫块最初养护的3天内，其温度包括机架温度应保持在10～35℃。浇灌过程严格按要求分两次浇灌，第一次灌浆料应距离机架30～40mm，且每层的浇灌必须连续进行。
结束语
采用本工法施工后，3号、6号机组水泥垫块在施工和验收过程中，每一块垫块上任意100mm×100mm面积内无直径大于3mm的气孔，气孔总数不超过3个且气孔深度不超过3mm；水泥垫块和基架底面接触良好，0.05mm塞尺四周不入，接触面积大于85%，且触点分布均匀，运行过程中汽轮机各项指标优良，振动值均小于同类型机组检测数值，故该工法在冬季施工中非常值得推广应用。
参考文献
[1]从“斛”到混凝土垫块[J]. 陈宁兴.中国港湾建设.2001(01)
[2]锦屏水轮发电机垫块支撑压模设计[J]. 赵兴博.机械工程师.2011(06)