双层平台、上滑下砌烟囱施工工法(部级)

'双层平台、上滑下砌烟囱施工工法某建筑安装工程公司1.前言钢筋混凝土、内衬砌筑结构烟囱施工，通常有单滑、内砌外滑两种施工工艺，均存在施工周期长的缺点，难以满足业主对工期的要求，为此，某建筑安装工程公司成立了课题组，开展钢筋混凝土烟囱施工工艺的研究，经调研、论证、方案设计、工程验证，总结出《双层平台、上滑下砌施工工法》，其核心内容是利用一套液压提升系统同时进行烟囱筒壁和内衬施工，无需搭设中间井架，使筒壁与内衬施工顺序由前后关系变为平行关系，提高了工效，大幅度缩短了工期，降低了施工成本。该工法核心工艺经煤炭信息研究院查新表明：国内未见有与本课题相同的文献报道。2007年元月将工法核心工艺“一种烟囱的上滑下砌无井架液压滑动模板安装方法”申请了国家发明专利，通过了国家知识产权局初步审查，并进入实质性审查程序。2007年9月，“双层平台、上浇下砌烟囱施工工艺”获得集团公司科技进步奖。2008年4月，通过某协会组织的科技成果鉴定，认为：该工艺是烟囱滑模施工工艺的创新，与常规工艺相比，具有保证施工质量和安全、适用性强，大幅度缩短工期、降低施工成本等优点，技术和工艺达到国内领先水平，具有很好的推广应用价值。该工法先后在矿集团热电厂、热电站及市煤矸石发电厂三个工程中得到成功应用，取得了很好的经济效益和社会效益。2.工法特点2.1采取上滑下砌、双层平台分层作业，筒壁滑升与内衬砌筑同时进行，实现了烟囱施工“五同步”，即筒壁、牛腿、防腐层、隔热层、内衬同步施工，可大幅度缩短工期。2.2双层操作平台整体性好，便于防护，安全可靠。2.3不增加施工管理难度，易于控制工程质量。2.4采用此工艺，由于无需搭设井字架及投入周转材料，从而减少了人工费、周转材料的租赁费及管理费用，有效地降低了工程成本。3.适用范围本工法适用于不同高度、不同直径的钢筋混凝土烟囱。4.工艺原理4.1混凝土筒壁滑升和内衬砌筑进行立体交叉作业，将筒壁和内衬的前后施工关系改为平 行施工关系，减少了砌筑工期。4.2底层砌筑操作平台悬挂在顶层操作平台底部，利用一套液压提升系统将模板和操作平台不断提升，一次完成混凝土筒壁及防腐、隔热层和内衬的施工。5.施工工艺流程及操作要点5.1上滑下砌施工工艺流程施工工艺流程见图5.1-1。施工准备组装平台试验试滑松导索筒壁高度超过积灰平台后，安装砌筑操作平台提升操作平台紧导索模板调径收分浇筑混凝土绑扎钢筋内衬及保温层砌筑抽拔模板循环作业封顶图5.1-1施工工艺流程图5.2双层平台、上滑下砌无井架液压滑动模板施工工艺图示见滑模装置示意图5.2-1。 图5.2-1滑模装置示意图1、模板2、围圈3、支顶螺杆4、提升架5、调径装置6、鼓圈7、拉杆8、环梁9、辐射梁10、操作平台11、架板吊筋12、砌筑操作平台13、液压控制台14、千斤顶15、支撑杆16、随升井架17、起重把干18、斜支撑19、操纵台20、爬梯21、吊笼22、安全抱刹23、吊笼（导索）钢丝绳24、灰斗25、存灰斗26、栏杆27、安全网28、避雷针29、起重钢丝绳30、筒壁31、吊脚手架32、卷扬机5.3平台设计底层操作平台的施工荷载按1.50kN/m2，自重按0.5kN/m2，因增加底层操作平台增加的荷载为：3.14×（5.52-1.52）×（1.5+0.5）=176kN，经过计算，平台设计如下：内、外环梁采用［14，辐射梁采用2［12，共24组，爬杆采用φ48钢管，千斤顶采用GTD—60型，共24台。5.4操作要点5.4.1操作平台搭设上层操作平台由内、外环梁、辐射梁和拉杆组成，整个结构支承在开字架上。上层平台用50mm厚木板满铺，与模板上口齐平，在操作平台周围设安全保护栏杆，供堆放材料、工具、设备、悬挂内外吊脚手架、绑扎钢筋、浇筑混凝土、提升模板之用。 下层操作平台采用ф48mm×3.5mm的钢管和扣件锁成网状，作为平台骨架，骨架上面满铺脚手板，利用ф16mm钢筋悬挂在上层滑模操作平台的辐射梁上，供防腐、隔热层和耐火陶砖砌筑施工。5.4.2筒壁滑升初升：初次浇灌混凝土的高度一般为60～70cm，通常分2～3层进行，一般养护3～5h，待最下层混凝土贯入阻力值达到0.30～1.05kN/cm2（相当于立方体抗压强度0.2～0.4MPa）时，即可初次提升3～5个千斤顶行程。并对模板结构和液压系统进行检查，若正常，则继续浇筑，每浇筑20～30cm，提升3～5个行程，直到混凝土距模板上口100mm时，即转入正常提升。正常滑升：在正常滑升中，各工种间要紧密配合。绑扎钢筋，浇筑混凝土，提升模板等主要工序之间，穿插进行检查和控制中心线、调整千斤顶升差、安装支承杆、预埋铁件、支承杆加固、特殊部位处理、混凝土表面修饰等工作。每次提升前，先放下吊笼，放松导索，检查支承杆有无脱空现象，结构钢筋与操作平台有无挂连之处，然后提升，提升后拉紧导索再行上料。支承杆脱空长度应控制在1m左右，当施工需要超过1m时，应采取加固措施。支承杆应与环筋点焊。当支承杆通过孔洞时，露空的支承杆应采取措施加固。前后两次滑升的间隔时间，不宜超过1.5h，在气温较高时，应增加1～2次中间提升，中间提升的高度为1～2千斤顶行程。因故停滑时，应采取停滑措施：混凝土应浇筑到同一水平面上；需每隔0.5～1h，至少提升一个行程。但模板的最大滑空量，不得大于模板全高的1/2。停滑后再浇混凝土时，接搓应按施工缝处理。在施工过程中，平台必须保持水平，千斤顶的升差应随时检查。每提升两次检查一次模板的半径，最后一次在交接班时进行为宜。模板收分可根据每次提升的高度与筒壁外表面坡度，求出半径应收分的尺寸，每提升一次，拧动收分装置丝杠，收分一次。通过提升架上内侧的围圈顶紧装置和固定围圈调整装置调整壁厚。为防止混凝土漏浆，施工时在外模板围圈下部，用3/8#钢丝绳和一只1t倒链将模板与围圈捆紧。采用激光铅直仪或吊重线锤方法找中，每滑长一个浇筑层应观测和校正一次中心，进行一次模板中心线校正和收分，并作好记录。每滑30m应校验一次激光铅直仪本身的垂直度。每班测设一次标高，并依次测各千斤顶的高差，控制高差最大不得超过40mm，相邻两各提升架的千斤顶高差不得大于20mm。每滑升10～20m，用钢尺核实一次。5.4.3牛腿施工牛腿与筒壁同时施工，不留施工缝。滑模时将牛腿斜坡与内模接触处由折线形改为缓弧形，从牛腿底部以下适当高度，通过内模收分机构，将内模上端向烟囱中心倾斜，同时以慢小步距继续滑升，边滑升边调整模板坡度，直至滑升到牛腿顶面。调整内模坡度所出现的空隙，应及时插入活动模板，变壁厚继续施工。5.4.4内衬及隔热层施工砌筑内衬应在操作平台上进行，内衬材料用罐笼提升到操作台上，随着烟囱内径的缩小，操作台的钢管与铺板也随着一圈一圈的锯去，缩小操作平台。内衬及保温材料砌筑与筒身滑模同步施工，材料用提升吊笼垂直运输，砌砖用的新型耐酸胶泥利用塑料桶置于吊笼内垂直运输或用平台的摇臂垂直吊运。砌筑时，材料运至进料平台上，操作人员直接取料砌筑；进料平台上所堆放的材料不宜过多，只要满足砌筑人员需要就行，以防滑落及超重。每砌筑400～600mm高填充一次保温材料。5.4.5纠扭、纠偏措施烟囱在滑模过程较容易发生扭转，不论是偏还是扭的最根本原因是开字架或者说是千斤顶不水平，发生了有规律的偏斜，平面内的偏斜造成筒体偏，平面外的偏斜造成筒体扭。1纠扭措施简单易行的主要有以下两种： 1）开字架互拉法用Ø12钢筋做拉杆，拉杆中间设花篮螺栓，分别十字交叉拉结开字架的上部及下部，当筒体发生扭转时，调整两根拉杆中的一根纠正开字架的偏斜，达到纠扭目的。2）垫楔片法直接在千斤顶下垫楔片，使千斤顶向相反方向偏斜，达到纠扭目的。2纠偏措施简单易行的主要有以下两种：1）垫楔片法通过观测找到偏斜最大点直接在千斤顶下垫楔片，使千斤顶向相反方向偏斜，达到纠偏目的。2）平台倾斜法通过调整限位器高度，提高偏斜方向的平台高度，使滑升平台呈斜平面状态，纠正要逐步进行，防止筒身产生明显变化。5.5劳动力组织劳动力组织情况，见表5.5-1。表5.5-1劳动组织表序号工种人数备注1管理人员42木工23钢筋工124混凝土工285瓦工246绞车工47电工26.材料与设备双层平台、上滑下砌施工工法同单滑工艺相比，不增加特殊材料及机具设备，主要材料、机具设备规格数量，见表6-1。表6-1主要材料、机具设备表序号名称规格单位数量备注12345678滑模机具安全网支承爬杆脚手板卷杨机卷扬机电焊机氧气割具D=18.6m3.0×6.0mf48×3.550mm厚5T双筒快速（45m/min）2T（30m/min）40KWBX3-500型套m²mm3台台台副110106925161112滑模千斤顶爬升铺设操作平台提升吊笼（容绳量450m）扒杆（容绳量450m）支承爬杆加固及预埋件割钢筋及铁件 9101112131415161718192021222324插入式振动器混凝土搅拌机液压控制台千斤顶针形阀高压胶皮管高压胶皮管低压变压器对讲机链条葫芦链条葫芦开口葫芦开口葫芦激光对中仪经纬仪水平仪JZC350HYS-36GYD-60ZXF-05型MT16X4-21MPaMT8X2-41Mpa36V1km5t、8m链长1t、5m链长5t2tEasy-laserD505TDJ2DZS3-1台台台台只条条台台只只个个个台台61130301230234234111混凝土振捣及卸料筒身混凝土施工千斤顶给油顶升滑模控制千斤顶同步支油管路分油管路内外吊架照明平台上下通讯滑模装置拆除滑模装置拆除滑模装置拆除滑模装置拆除对中测量放样水平放样7.质量控制7.1质量控制主要依据质量控制主要依据，见表7.1-1。表7.1-1质量控制标准一览表序号规范名称规范编号1电力建设施工质量验收及评定规程DL/T5210.1-20052液压滑动模板工程技术规范GB50113-20053建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-20014混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-20025烟囱工程施工及验收规范GBJ78-857.2质量保证措施7.2.1认真组织做好施工图技术交底和图纸会审工作，使施工人员领会设计意图和施工技术要求，组织现场施工人员进行施工措施、方案的交底。7.2.2严把材料质量关，进场材料的质量证明文件必须齐全有效，且经复试合格后方可使用，7.2.3严格执行“三检”制度，重要部位还要经过建设单位以及设计部门的签证，工序质量不合格的不验收，质量不符合设计和验收标准的坚决返工，验收合格后方准进入下道工序施工。7.2.4 混凝土按照设计配合比进行配制，各种材料称量要准确，保证混凝土搅拌时间，做好混凝土取样工作。混凝土浇筑前应仔细检查模板是否干净；施工缝混凝土面是否已打毛和冲洗干净；钢筋品种、间距、绑扎、焊接是否合格。7.2.5制定质量通病预防措施，在施工过程中针对容易发生的通病重点控制，主要包括以下方面：1防止滑模施工中出现混凝土水平拉裂。可采取了以下措施：1)控制模板的倾斜度，使其符合要求。2)根据气温情况，掌握混凝土强度增长情况，及时调整滑模速度。3)经常清除粘在模板表面的水泥浆，保持模板表面的光洁，停滑时可在模板表面涂刷一层隔离剂。2施工平台的偏移扭转1)操作平台上所用材料应均匀堆放，用多少吊多少，不有要过多结余；2)分段均匀分层交圈进行浇筑混凝土；3)在滑升过程中每班最少要抄平一次，每滑升一次用限位卡调平一次，保证千斤顶同步滑升。8.安全措施8.1人员管理8.1.1所有施工人员均必须接受安全知识学习和训练，进行安全技术交底。经体检合格后，方准进行高空作业。8.1.2严禁酒后进行高空作业及任意往下扔抛工具、材料和杂物。3）严格控制操作平台的人数，除当班生产人员外，其它人员上平台必须由当班值班长批准。严禁平台上人员吵闹、追逐嬉戏。8.2设备及用电管理8.2.1施工提升机的地基、安装和使用须符合原厂使用规定，并办理验收手续，经检验合格后，方可使用。使用中，应定期进行检测。安全装置必须齐全、灵敏、可靠。8.2.2每班检查钢丝绳及吊笼的安全限位器。凡表面磨损、腐蚀、断丝超过标准的，打死弯、断股、油芯外露的不得使用。吊钩除正确使用外，应有防止脱钩的保险装置。卡环在使用时，应使销轴和环底受力。8.2.3必须由持有电工证的专业人员安装、维修或拆除临时用电工程。各类用电人员必须掌握安全用电的基本知识和所用机械电气设备的性能，在使用的过程中，注意保护所用设备的电源线、漏电保护器、开关箱等，并在使用前后对其进行认真地检查。8.2.4电气设备的金属外壳必须与专用保护零线连接，保护零线不得装设开关和熔断器。8.3安全防护8.3.1烟囱半径30m范围内为安全警戒区，设围栏并建立警示标志，非施工人员一律不准进入警戒区。8.3.2建筑物的出入口处应搭设长12m，宽于出入通道两侧各1m的双层防护棚，棚顶应满铺不小于5cm厚的脚手板，非出入口和通道两侧必须封闭严密。8.3.3底部固定一道6m宽的安全网。施工中要保证安全网完整有效，受力均匀，网内不得有堆积物。网与网的搭接要严密，不得有缝隙。8.3.4操作平台应满铺脚手板，离墙面不得大于20cm，不得有空隙和探头板、飞跳板。施工层脚手板下一步架处兜设水平安全网，并及时清理。操作面外侧应设两道护身栏杆和一道挡脚板，上杆距平台高度为1.2m，下杆离地高度为0.5m，立面挂安全网，下口封严。8.3.5下层操作平台应尽量减少堆放的材料，随用随上料，施工荷载不超过2kN/m2。8.4其他措施 8.4.1平台上要配备足够的灭火器材，包括一般灭火器和电气灭火器，平台上的氧气和乙炔要分开放置。8.4.2夜间作业应有良好的照明。8.4.3如遇打雷、暴雨或五级以上的大风，应停止施工。9.环保措施该工程施工涉及的重大环境因素主要包括：大气污染、废水污染、火灾爆炸、弃废物处理等。9.1防止大气污染的措施9.1.1施工现场设置的搅拌设备，搭设封闭式围档，防止粉尘飞扬。为作业人员提供防尘用品（口罩、手套）等，以降低粉尘吸入对人体的危害程度。9.1.2水泥和其它易飞扬物、细颗粒散体材料，安排在库内存放或严密遮盖，运输时要防止遗洒、飞扬，卸运时采取码放措施，减少污染。9.1.3施工过程中的垃圾渣土及时清运，运输过程中加盖苫布，封闭严密,不得沿途遗撒、飞扬9.2防止废水污染的措施9.2.1施工现场设沉淀池，施工产生的泥浆经沉淀后，泥浆渣作为施工垃圾运走。沉淀后的合格水循环使用。未经处理的水泥浆，严禁直接排入城市排水管线。9.2.2施工现场所设水冲式厕所，产生的污水应经化粪池处理后排向甲方指定的排污设施。9.2.3加强管理，杜绝因管理不善导致的跑、冒、滴、漏现象。9.3防止火灾爆炸的措施9.3.1施工材料的存放、保管，应符合防火要求，库房应有非燃材料支搭。9.3.2易燃易爆物品，应专库储存，分类单独存放，保持通风，用火符合防火规定。不准在工程内、库房内调配油漆、稀料。9.3.3电工、焊工从事电气设备安装和电、气焊切割作业，要有操作证和用火证。动火前消除附近易燃物，配备看火人员和灭火用具。9.3.4易燃易爆化学危险品入库前，必须检查登记，入库后应定期检查，并建立台帐，填写“易燃易爆化学危险品清单”。对物品名称、数量定期清点，控制易燃易爆化学危险品库存量。9.3.5氧气瓶、乙炔瓶的存放要距离明火10米以上，搬动时不能碰撞氧气瓶，不能和可燃气瓶同放一处。9.4弃废物处理措施9.4.1施工现场设立专门的废弃物临时贮存场地，废弃物应分类存放，生活垃圾与施工垃圾分开。对有可能造成二次污染的废弃物必须单独贮存，设置安全防范措施且有醒目标识。9.4.2对有毒有害的办公垃圾，如废旧墨盒、废硒鼓要分类存放，及时进行回收。9.4.3废机油、废液压油、混凝土外加剂装入固定容器内。9.4.4严格按照当地环卫部门的规定，及时组织清运，现场内不存留任何垃圾，保持清洁卫生的文明施工环境。10.效益分析双层平台、上滑下砌烟囱施工工艺可较大幅度缩短工期，从而提高经济效益和社会效益，利于操作平台防护，安全有保证。通过三个工程应用实践表明，采用该工艺比单滑、内砌外滑工艺可降低工程成本5%～8%。三个工程在工期、安全、质量、成本控制方面均取得了较好效果。与单滑、内砌外滑工期、质量及成本对比见表10-1。 表10-1施工方法施工工期、质量及成本类别方法描述工期质量成本上滑下砌在顶层的操作平台底部再悬挂一层砌筑操作平台，利用一套液压提升系统将模板和操作平台不断提升，一次完成烟囱混凝土筒壁及防腐、隔热层和内衬的施工。筒壁滑模与内衬砌筑并行施工，工期为：筒壁滑模时间。质量控制难度小，能保证施工质量。比单滑及内砌外滑降低成本5%-8%单滑采用传统的单层操作平台，先进行钢筋混凝土筒身滑模施工，然后从烟囱顶部悬挂砌筑操作平台，进行内衬砌筑和保温层施工。筒壁滑模与内衬砌筑前后施工，工期为：筒壁滑模时间+内衬施工时间。质量控制难度小，能保证施工质量。内砌外滑仅有外侧的单面模板，没有内模，待模板提升一定高度后，先砌筑砖内衬并放置隔热层，再绑扎下一浇筑层的钢筋，然后浇灌混凝土，砖内衬还起到内模的作用。工序穿插多，工期比上滑下砌工期长，比单滑工期短。质量控制复杂，不易保证施工质量。在节能环保方面，双层平台、上滑下砌烟囱施工工艺，由于工期大幅缩减，水、电、煤、油能源消耗方面减少约12%。机械设备的周转次数增加，减少了资源的占用。11.工程实例11.1集团热电厂烟囱该烟囱高100m，底口直径7.91m，上口直径3.91m，钢筋混凝土结构，筒壁滑升开始日期2004年7月1日，筒壁滑升竣工日期2004年8月15日，缩短工期38天，节约成本15.3万元，安全质量无事故。11.2热电站烟囱该烟囱高150m，底口直径13.04m，上口直径5.54m，钢筋混凝土结构，筒壁滑升开始日期2006年8月10日，筒壁滑升竣工日期2006年10月15日，缩短工期60天，节约成本29.1万元，安全质量无事故。11.3煤矸石综合利用发电项目烟囱该烟囱高180m，底口直径15.76m，上口直径5.80m，钢筋混凝土结构，筒壁滑升开始日期2007年4月23日，筒壁滑升竣工日期2007年7月8日，缩短工期67天，节约成本38.9万元，安全质量无事故。双层平台、上滑下砌烟囱施工工艺，为各行业滑模施工钢筋混凝土、内部砌筑烟囱工程，提供较好的成功经验。同时为有效地节约成本、大幅度缩短工期并有效的控制工程质量提供有力的依据。因此，该工艺有较高的推广价值。'