冷却塔筒壁渗漏原因分析及

冷却塔筒壁渗漏原因的分析及探讨[摘要] 随着大力发电机组单机容量的增大，双曲线冷却塔的淋水面积逐渐增大，塔高及风筒半径也相应增大，对施工质量也提出了更高地要求，冷却塔筒壁渗漏这一质量通病，对冷却塔的使用寿命有着重大的影响，不仅仅影响构筑物的美观，也损坏施工单位的信誉，在市场经济竞争日益激烈的今天，引起了越来越多的业内人士的关注和研究。

[关键词] 冷却塔筒壁渗漏预防随着火力发电机组单机容量增大，双曲线冷却塔的淋水面积逐渐增大、塔高及风筒半径也相应增大，对施工质量提出了更高的要求。

在双曲线冷却塔筒壁混凝土采用翻模技术施工时，筒壁两侧的钢模板主要是通过对拉螺栓挤压预制混凝土块来固定的，在模板的紧固和固定中，对拉螺栓起重要的作用，如混凝土模板产生位移将直接影响混凝土质量，并直接影响冷却塔的使用寿命。

如冷却塔筒壁出现渗漏，会使冷却塔筒壁的钢筋受到腐蚀，特别是在北方地区冬天，在渗漏处结冰，会加速混凝土的老化，出现掉皮、渗漏现象，其修补难度很大，费用也高，效果又不明显。

所以，对冷却塔筒壁混凝土的质量，应进行全方位严格控制。

本文主要阐述了对拉螺栓、模板水平拼缝、对拉螺栓孔对冷却塔筒壁混凝土抗渗漏性能的影响。

一、对拉螺栓对冷却塔筒壁混凝土抗渗性能的影响1问题的发现及根源在石家庄热电厂2号冷却塔施工中，我们严格按施工规范施工，但在冷却塔运行中，通过高倍望远镜发现冷却塔筒壁有些部位渗漏，主要集中在对拉螺栓孔附近，直径为200mm的圆形范围内，具体表现为这部分混凝土表面长期湿润而其它部位则干燥。

采用翻模技术施工的渗漏与螺栓孔渗漏不一样，螺栓孔渗漏只有螺栓孔有明显的痕迹，螺栓孔以上干燥，而现在的渗漏涉及的范围较大，与这渗漏有关的只有对拉螺栓和预制混凝土顶块，如预制混凝土顶块自身渗漏，涉及的面积只有混凝土顶块的截面积（50mm ×50mm左右），而不可能是现在的直径为200mm的圆形。

问题根源是施工中采用对拉螺栓对其周围混凝土产生了不利的影响。

2对拉螺栓的力学分析研究状态：在翻模施工条件下，从混凝土振捣开始，至振捣结束后的6小时。

采用数据：根据实际施工中所用的工器具和某工程2号4500m2冷却塔的图纸尺寸。

2.1荷载的选用根据研究的问题，考虑以下荷载：新浇筑混凝土对模板的侧压力；振捣产生的荷载；施工人员、模板、跳板及三角架的自重。

2.2具体的力学计算（略）3对拉螺栓对螺栓孔附近混凝土的影响3.1对拉螺栓两端的位移新浇筑混凝土两侧模板与铅垂直面间有一定的角度，新浇筑的混凝土和振捣力作用下的混凝土呈流态，模板受沿冷却塔筒壁子午线方向的分力作用，使模板在分力方向产生位移，一侧向上位移，另一侧向下位移。

在冷却塔筒壁喉部以下，外侧模板向上位移，内侧模板向下位移，在冷却塔筒壁喉部以上则正好相反。

模板位移将使对拉螺栓的两端也产生位移。

对某座4500m2的冷却塔，当模板与铅垂直面夹角＜8.5度时，向上位移的计算值＜1mm。

整座冷却塔向上位移范围的力学计算值是（0~31）mm，实际发生为（0~25）mm。

对其第八节筒壁外侧模板向上位移的力学计算值为8mm，实际发生值是7mm；向下位移的模板，主要是顶靠在其下面已固定的模板上，位移＜1mm。

由于受位移作用，使对拉螺栓产生较大弯矩（最大可达2kn.m）。

当振捣结束（振捣力消失）后，向上位移的模板稍微下沉。

3.2对拉螺栓对筒壁混凝土的影响混凝土振捣结束后，混凝土的强度将逐渐增大，其流性减小，对模板的侧压力也减小，平衡力系遭到破坏。

对拉螺栓位移后产生的内力，促使螺栓恢复形状，对拉螺栓两端的位置将不断地变化，对拉螺栓在混凝土中处于蠕动状态，扰动了其附近的混凝土骨料，使水泥的胶结不断被破坏，从而导致对拉螺栓附近的混凝土强度降低，结构不密实，抗渗性差。

从工程实际情况看，对拉螺栓的扰动范围为（1.5~2.5）d（d是混凝土骨料的最大粒径）。

不论是内侧混凝土还是外侧混凝土，都存在扰动，扰动在筒壁上产生内外较“松动”的通道，从而为渗漏创造了条件。

3.3对拉螺栓对新浇混凝土表面的影响在新浇混凝土表面上，常产生径向裂缝，呈楔状开裂，长度最大为筒壁厚的三分之二，深度一般为（15~20）mm，最大宽度为4mm，在裂缝的垂直下面是对拉螺栓。

这种裂缝，一般在筒壁20节以下，从内向外开裂，在60节以上，从外向内开裂，裂缝的条数是本节上层对拉螺栓总数的30%左右。

每节混凝土裂缝的计算值远小于实际混凝土裂缝。

由于混凝土收缩和泌水，使裂缝离散分布在混凝土表面，而不集中在对位螺栓上面，混凝土收缩和泌水引起的裂缝应有贯穿裂缝，但在实际中未发生，由此可见裂缝主要是对拉螺栓引起的，对拉螺栓两端位移后产生的螺栓内力，在变形恢复时，对拉螺栓向上恢复原形的应力，挤压其上部混凝土，在混凝土表面产生拉应力，当混凝土应力小于此拉应力时，即在混凝土表面产生裂缝。

据实际观察，裂缝常发生在混凝土振捣后的（1.5~3）小时内，也就是混凝土初凝时及初凝后由于其侧压力急剧减少，原力系遭破坏所致，这部分裂缝不仅使钢筋腐蚀，而且是水平施工缝处理的负担，所以必须严格控制。

4模板向上位移对冷却塔筒壁几何尺寸的影响模板向上位移既减小了半径，又增加了高程，当位移积累到一定程度时，必须采用异形模板才能确保同节模板顶部在同一水平面内，这增加了施工难度，模板向上位移，将使其上节筒壁混凝土的底部半径突然减小，使筒壁的半径和壁厚不能得到保证，与整体冷却塔的光滑曲线相比，此处呈凹型，既影响了冷却塔的外观质量，又易产生应力集中。

5对拉螺栓产生的负效果的预防措施位移产生的过程是：混凝土侧压力使一侧模板产生向上的位移，位移使对拉螺栓产生内力，当混凝土侧压力减少时，内力又使另一侧模板产生向上位移。

5.1对向上位移模板的控制要控制对拉螺栓端的位移，就在控制模板的向上位移，最有效的办法是将有向上位移的模板与其下面的模板相紧固，这样可将荷载的一部分传递给已固定的下面模板，使位移方向的合力趋于零，紧固件要根据具体的模板形式适当选用，通常是在适当长度的角钢的一肢的中间处，剪成一个缺口，用螺栓将它与上下模板的竖向肋固定，也可采用8号铁丝和“u”型卡联结，但这容易使模板产生变形。

斜撑主要用靠模板和向其下面混凝土传递施工荷载，如用来减少向上位移，其效果不理想，因为斜撑与三角架呈铰接，斜撑可小角度转动，使模板有一定量位移。

对2号冷却塔的第8节，如采用斜撑，其向上位移仅缩短2mm (即从 8mm减到6mm)。

5.2适当加大螺栓直径从力学计算中可看到，位移与螺栓的抗弯刚度成反比，当加大螺栓直径时，可以减小位移。

用φ20的螺栓代替φ16螺栓，可使模板向上位移值从8mm降到3.7mm；当采用φ22螺栓时，其位移值可降为2.5mm。

在模板设计时，通常只考虑螺栓的抗拉、抗剪强度，但对双曲线冷却塔筒壁结构，螺栓不仅要满足强度要求，还要满足刚度要求，这是冷却塔施工规范中所没有的。

二、模板水平拼缝对冷却塔筒壁混凝土抗渗漏的影响1问题的发现及根源在保定热电厂7#冷却塔施工中，我们严格按施工规范施工，但在冷却塔运行中，发现沿冷却塔筒壁水平横板拼缝处出现长0.8米宽0.05米不规则的条状渗漏带，具体表现为这部分混凝土表面长期湿润而其他部位则干燥，并且通过近距离观察和查看，条状渗漏带部位砂浆较多。

2产生的原因分析2.1筒壁支模过程中，由于专用组合模板周转次数较多，模板变形较大，并且在施工前没有进行调整，支模后在水平模板拼缝处孔隙较大，混凝土振捣过程中，砂浆沿模板缝溢出，砂浆密实性差，在运行过程中出现渗漏现象。

2.2筒壁支模前，对下一层混凝土表面清理不干净，以及混凝土表面凿毛不彻底，施工缝处砂浆较厚，由于砂浆的密实性差，而造成渗漏现象。

2.3混凝土振捣过程中，由于浮力的作用，形成砂浆集中带，砂浆密实性差而造成渗漏现象。

2.4在支模过程中，由于模板调整不均匀，局部模板处混凝土保护层过少，结果形成沿水平筋方向出现不规则的水平裂纹，从而形成渗漏带。

3采取的措施3.1支模前，首先进行合理的排板放样，对使用的专用组合钢模板进行认真地检查调整，在模板的运输及安装过程中轻拿轻放，注意保护模板，禁止野蛮施工造成模板大的变形，支模过程中经常检查，对水平拼缝处孔隙较大的要及时更换模板或进行调整，做到模板缝隙小于验评的要求。

3.2对每层施工缝的做法为5×10方木整齐排放并且在混凝土初凝后1小时拆除完毕，做到施工缝整齐规矩，对混凝土表面进行人工凿毛处理，凿毛要均匀，不许漏凿，也可以使用高压水枪进行冲洗，冲刷至露出混凝土内部的石子，增加与上部砼的粘合力，对施工缝内的木屑等杂物认真清理干净，混凝土浇筑前，指定专人进行这项工作的检查和验收。

3.3在混凝土振捣过程中，严格控制混凝土的坍落度，一般控制在5—7cm之间，施工过程中禁止随意加水稀释，混凝土振捣棒布设均匀，由有经验的混凝土振捣工操作，避免出现漏振或过振现象，针对振捣过程中出现砂浆上浮的问题，在接近模板顶部时，适量加部分细石子，然后进行振捣以保持混凝土内部结构的合理，另外要求混凝土浇筑过程中，布灰一定要均匀，混凝土厚度控制在0.4—0.5m范围，禁止采用斜面浇筑法或集中浇筑法，防止由于布灰不均匀或供灰不及时造成施工冷缝现象。

3.4支模过程中，严格按图纸施工并根据模板放样图合理排放模板，随时调整筒壁半径及模板尺寸，对内外皮钢筋采用增加拉结钢的方法，以保证内外皮钢筋的整体刚度和筒壁的结构尺寸，合理制作螺栓孔垫块并进行编号标识，防止施工混用或错用，在支模过程中要及时调整螺栓孔垫块，使螺栓孔垫块与模板垂直并且整体水平，以保证筒壁厚度的一致，对于特殊部位的螺栓孔垫块，采用加设螺栓孔垫块拉结筋的办法，以保证螺栓垫块及筒壁厚度的一致性。

3.5模板的水平连接：将原来承插式改为用卡子连接固定的方式（同于定型组合钢模板）。

但由于筒壁直径不断变化，模板的连接也因此不断错位，导致模板组装的卡孔不能始终吻合。

为此我们在模板端部开孔时，顶部开圆孔，底部开长圆孔，解决了模板每层收缩时卡子连接的问题。

该连接方式避免了承插连接方式中易脱开的问题，严密而不漏浆，效果明显。

另外在模板接缝处加垫吹塑纸来解决模板接缝处的漏浆的问题。

三、螺栓孔对冷却塔筒壁混凝土抗渗的影响1、问题的发现及根源螺栓孔渗漏现象是一种比较常见的渗漏现象，这种渗漏现象比较容易发生，虽然其渗漏的范围较少，但其渗漏的危害不容易忽视。

凡采用翻模工艺施工的冷却塔筒壁都或多或少地出现螺栓孔渗漏现象，其产生的原因非常简单，就是螺栓孔二次浇注不密实或与螺栓孔垫块粘结不密实，在冷却塔运行中出现渗漏现象。

2、产生的原因分析2.1、施工人员不认真，作业中没有振捣密实造成运行中渗漏现象。

2.2、填充料由于使用材料不正确，造成渗漏现象。