滑动模板烟囱工程

编制日期：2004年5月10日

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目录

第一卷 工程概况 2

第二卷 施工部署 3

第三卷 施工进度 4

第四卷 施工准备 6

第一章 一、操作平台的设计 6

第二章 二、施工场地与道路 8

第三章 三、施工期间现场用水计算 8

第四章 四、施工用电量计算 9

第五章 五、临时设施 9

第五卷 劳动组织 10

第六卷 施工总平面布置 12

第七卷 雨季施工措施 13

第八卷 主要项目施工方法 14

第一章 一、筒身施工工艺流程 14

第二章 二、筒壁混凝土与内衬混凝土施工 14

第三章 三、隔热层施工 15

第四章 四、绑扎钢筋 15

第五章 五、滑升、调径、模板收分与模板抽拔 16

第六章 六、激光观测及纠偏扭措施 16

第七章 七、特殊部位处理 17

第八章 八、拆模 18

第九卷 安全、质量、节约措施 21

第一章 一、安全措施 21

第二章 二、质量措施 21

第三章 三、节约措施 22

第十卷 工具机械设备计划 23

第十一卷 工期定额 26

第十二卷 人工、材料造价指标 27

第一卷 工程概况

某热电站第期工程有6台蒸发量220t/h燃油锅炉,为减少城市污染,根据国家对烟气中SO₂排放的规定,设一座180m高钢筋混凝土烟囱。

烟囱采用环形刚性基础,持力层在-9.7m处的天然砂卵石层上,承载力取400kN/m²。-6.5m设人防室,顶板厚40cm。基础底直径24m,10m处筒身直径18.26m,筒首内径5.5m,有竖向凹槽状花饰。标高在20m以下,壁厚为60cm;标高20m-180m,壁厚由60cm缩小为16cm。

筒身分两个坡度,20m以下为10%,20m以上为2.5%,内壁20m-150m处为2.2%。

筒壁混凝土为C30石英砂重混凝土,隔热层为10cm厚加气混凝土块,内衬为12cm厚C20陶粒混凝土。沿全高每10m设一道牛腿。

第二卷 施工部署

施工部署根据施工环境、设备情况、劳动力的技术能力作以下安排。

一、工期安排

基础挖土到混凝土浇筑、回填土完毕共99个工作日。±0m-5.4m为12d,5.4m滑升到180m为60d。

二、工序安排

全套滑模装置包括操作平台、模板、千斤顶与支承杆。为适应构筑物结构尺寸变化,计划进行三次组模。第一次平台组装的标高(指辐射梁上翼缘)为+7.5m,混凝土筒壁的标高为+6m;第二次改装平台标高为+20.65m,混凝土停歇在+19.5m圈梁下平;第三次改装平台标高为107.7m,混凝土停歇在107m。

第三卷 施工进度

施工进度的快慢,取决于能否保证连续施工,针对具体情况应采取以下措施。

（1）保证用电,除外部供电外,自设120kW发电机一台。

(2)坚持小到中雨、风力小于5级时施工作业不停。

(3)组织专门的排除施工障碍小组,解决临时遇到的问题,同时负责对悬索拉杆、上下钢圈、斜撑、护身栏、活动围圈及吊挂脚手板等维修及中间拆改工作。准备工作小组要根据方案计划,插入各项工作,为整体顺利连续滑升施工创造条件。

(4)中间平台的改装工作必须按统一安排的计划和方案有步骤地实施。

施工进度计划见下表。

第四卷 施工准备

一、操作平台的设计

操作平台采用辐射状空间下撑式悬索结构,由辐射梁、悬索拉杆、中间鼓圈等三个主要部分组成。中间鼓圈由上下内钢圈与腹杆组合而成,见图1。

根据始滑升标高和计算结果,第一次组装平台直径为18.84m,设40对12号槽钢辐射染,40根Ф16mm悬索拉杆,分别用螺栓与花篮螺栓连接在内环梁的上下钢圈上。为了加强平台的整体刚度,在副射梁下加设中钢圈和外钢圈,主要作用是安装平台护身栏及双孔随升井架的四根斜撑。

平台荷载(包括设备重量)分三个部分分别计算,即中心环梁(包括双孔井架、吊笼、信号室、电工间及液压操作室等);平台部分;提升架部分(包括内外吊脚手架、模板系统及滑升的摩阻力等)。

静荷载超载系数取1.1,活荷载取1.2,动力系数取1.2(吊笼上升时考虑)。模板滑升时的摩阻力,从试验表明与滑升速度(指施工连续性)、气温、模板表面的光滑程度有关,可根据施工季节与施工熟练程度选用1.5-3.0kN/m²。本工程因常温施工,并采用新钢模板,且连续作业,因此可取下限值。操作平台上的施工荷载可综合考虑取1.0-1.5kN/m²,包括操作人员、小型机具及临时存料。静荷载按实际情况选取。

荷载组合按两种情况分别计算。第一种组合是整个平台进入滑升状态,这时的荷载主要由全部自重、模板的摩阻力及平台上的施工荷载三部分组成;第二种组合是当滑升停止,吊笼满载运行、平台处于浇筑混凝土状态,这时的荷载主要是全部自重、导索的张紧力及吊笼重量(包括自重、混凝土及乘人)等组成。第一种组合用于计算所需千斤顶及支承杆的数量,第二种组合用于计算平台各杆的内力。

除上述两种荷载组合外,计算荷载的部位也分两种情况:一是操作平台处于最大直径的部位;二是中间改装时,操作平台拆除部分辐射梁、提升架及千斤顶后最大直径的部位。如果中间改装后辐射梁根数不变,则不另计算。

荷载组合数值如下:

+6.0m时首次平台组装,平台面积219m²。

(1)上料时: 静荷载 450kN

活荷载 270kN

合 计 720kN

(2)滑升时: 静荷载 450kN

活荷载 390kN

合 计 840kN

滑升起始选择从烟道口下部开始。千斤顶选用GYD-35型滚珠式液压千斤顶,相应配Ф25支承杆。

千斤顶数量:∑P_max=840kN,N_min=840÷15=56台,取60台。

二、施工场地与道路

施工场地应抄平并碾压平整。场地平整的同时,根据施工平面布置,按汽车路线做成6m宽焦渣路面,转角处直径不小于10m。

三、施工期间现场用水计算

施工用水:q₁=K₁((∑Q₁.M.K₂)÷(8×3600)) K₁取1.15,K2取1.5,

则 q₁=1.15(((10×250+10×300)×1.5)÷(8×3600))=0.33L/s

生活用水:q₂=(P₁.N₂.K₃)÷(t×8×3600) 式中N₂为20L/人班

则 q₂=(210×20×1.5)÷(1.5×8×3600)=0.15L/s

消防用水:q₂可选用q₃=10L/s

供水管径计算: υ选用1.5m/s,Q=10L/s

四、施工用电量计算

钢筋加工设备 22.5kW

搅拌机 2 台 20kW

卷扬机 5 台 45kW

交流电焊机4台 80kVA

振捣器4台 5kW

液压滑模设备 7.5kW

其他小型机具与照明 20kW

因此,P=1.00×(0.7×120/0.75+0.6×80)=176kVA

选用180kVA变压器1台。

五、临时设施

搅拌机棚48m²,水泥库160m²,现场搭活动工棚330m²。

第五卷 劳动组织

由于工种多,工程量与劳动力的配备不可能完全均衡,因此,台上、台下均采取专业混合相结合的综合劳动组织形式,强调分工协作。劳动力配备见下表。

注:3个班总计:6m-107m为234人,107m-180m为201人。

第六卷 施工总平面布置

施工总平面布置见下图。

第七卷 雨季施工措施

烟囱滑升一般选择在常温季节,雨期施工采取小到中雨一般不停工的原则,其措施是:

(1)严格控制水灰比,加水量只许偏少,绝不能加多。经常测定砂、石含水率,以利掌握加水量。

(2)水平运输车上加防雨设施覆盖。

(3)浇筑混凝土时,在提升架上架设防雨棚,混凝土浇筑完毕后应覆盖塑料布。

(4)施工人员均应配备雨衣、雨裤。

(5)运输混凝土的道路应铺设平整,并按规定做泛水,设置排水沟。

第八卷 主要项目施工方法

一、筒身施工工艺流程

从20m标高开始到顶,筒身由三层材料组成,工艺流程如下图所示。

二、筒壁混凝土与内衬混凝土施工

1.混凝土出模强度

以往实践证明:在常温下只要控制混凝土浇筑中的停歇时间不大于2-3h,掌握好模板收分,脱模强度不大于1Mpa,一般不会出现拉裂的情况。混凝土强度在0.1-0.3Mpa时,虽也不塌不粘,但表面不够美观,脱模后表面需修理。

为有效地控制混凝土质量与出模强度,对混凝土坍落度规定了两项指标:普通混凝土搅拌出盘时为10-14cm,入模时为4-6cm;陶粒混凝土坍落度变化较小,搅拌出盘为6-8cm,入模为2-4cm。夜班比白班数值可小一些。

2.搅拌与运输

普通混凝土采用一般转筒式搅拌机,陶粒混凝土需用强制式搅拌机,用胶轮小车运送混凝土,通过活动溜槽入模。

3.振捣

采用HZ-50高频振捣器,注意不得漏振,也不要振捣时间过长。振捣棒不能深入到已振好的混凝土层和触动主筋。两种混凝土最好同时振捣。浇筑与振捣一般采取对半分,顺、逆时针方向交替进行。

三、隔热层施工

隔热层采用单层10cm厚加气块用耐火泥砌筑,每层加气块随着振捣砌筑,每块用2个卡子固定。20m以上改为干砌,干砌的关键要平整、卡牢,振时不走动。

四、绑扎钢筋

筒壁钢筋最大直径为Ф25,最长7.8m,环竖筋平均间距最大为15cm,环筋架设紧跟滑升进度,始终保持在提升架下与横梁下平,然后再绑扎竖向钢筋。

环筋的半径是连续变化的,采取分段取中进行加工。在20m以下取10m处的半径;20-180m取每30m中间高度的半径进行加工,竖筋位置的固定,是在每榀提升架上加焊一个Ф20高2m的钢筋支撑,支撑顶部焊接一串由Ф12钢筋做成的开口小圆环,竖筋随着滑升可在小环内活动,同时又不会倾倒,始终保持正确位置。

五、滑升、调径、模板收分与模板抽拔

1.滑升

按加气块一次砌筑高度及钢筋工序的综合安排,定为每步滑升25cm。遇到牛腿处,在加固好支承杆的前提下一次滑升50cm,6-20m标高的筒壁坡度为10%,如每步25cm一次连续滑完,则提升架与模板径向收分较大,可能出现混凝土外壁出台、内侧拉裂现象,故每步分两次滑升和两次调径。因故停歇时,一定要采取停滑措施,使模板与混凝土壁不粘结。

2.调径

调径人员在一层外架子上工作,利用长把扳手,每滑完一步,全部丝杠按“调径表”规定的标高、半径值及在辐射梁上划好的尺标,将提升架向内推进。调径的起点与方向结合平台的垂直及扭转偏差情况来确定,当平台为顺时针扭转时,调径则沿逆时针方向进行;当平台向某方向发生垂直位移时,调径从偏移的相反方向开始。

3.模板收分与抽拔

由于筒内坡度不同以及提升架的变形,应经常检查、校正内外模板的坡度及内模的收分。每滑升1m,半径收分2.5cm,但内衬应收分2.2cm,故每滑升1m,需将内模丝杠及固定模板的紧定角钢向外推进3mm。内模收分可按调径表核查校正。

模板抽拔采用一个挂在两提升架之间模梁上的0.6t倒链进行。

六、激光观测及纠偏扭措施

1.激光观测

采用两台具有自动调平及自校装置的激光铅直仪进行中心点观测。在操作平台双孔随升井架的中心横梁上,安装一个可调位的20cm方形接受靶。接受靶与记录纸的坐标同辐射梁的布置一致,以便于纠偏。每滑升一步,观测激光仪一次,光点在接受靶上的位置即为标准中心位置。光点与接受靶中心连续的方向即为平台偏移方向,两点间的距离即为中心偏差值。扭转接受靶先装在半径5m的辐射梁之间,滑升60m以上则装在2m的地方。也即每滑升一步观测记录一次,连续记录各点的轨迹,与光点移动方向相反即为平台的扭转方向。

2.中心纠偏

利用调整平台倾斜法来控制中心偏差,调整的幅度,根据实践经验,可每次调整1/2周的提升架,斜面倾角控制在1/150之内,如果调整一次偏差未能全部纠正,可连续调整。日照温差引起的偏移因素,也应在纠偏时予以考虑。

3.纠扭

从激光靶的记录轨迹发现某个方向扭转已经形成定向趋势时,开始采取纠扭措施,方法一是,在千斤顶座下一边加薄铁垫,使支承杆保持反向倾斜。垫铁厚度根据需要的反斜度而定,用1-2mm厚铁垫,反斜度1/40-1/70;方法二是,利用提升架上沿圆周布置的双千斤顶,一台停止、一台工作,产生反向力矩,进行纠扭。采取这些措施的同时,必须将竖筋校正,使其不碰提升架。

七、特殊部位处理

1.烟道口空滑

可考虑两种方案:一种是用型钢作骨架;一种是砌砖。由于本工程开始投产先用一个烟道口,另一个需要砖墙封闭,因此,采用砌砖方案。

在5m宽的烟道口内排5根支承杆,将筒壁的环筋每隔四档(50-60cm)伸出二层,通过烟道口交圈,再加短筋与支承杆焊牢。

2.变坡处理

筒壁在20m标高处为坡的拐点,如采取一次变坡,模板需要大拆大改,既费工又费时,所以采取累计渐近变坡的方案。从+18.75m开始渐变,到+21.25m分11步,从壁坡10%过渡到2.5%,在拐点处筒壁加厚4cm。

3.筒首反滑及花饰处理

筒首反滑的做法是在外钢圈与提升架之间用一根拉杆,中间串一个花篮螺栓用小倒链逐榀将提升架按规定尺寸拉出,然后把花篮螺栓固定,防止回弹,效果较好。在筒首反滑部位原设计有一圈悬挑条状凹槽花饰,先预制出15条木模板,每条分为8块拼成。每块高52.5cm(过高提升架下不好装入)。为便于滑后取出,将木模做成里口小、外口大的形状,安装前可涂一层隔离剂,以防粘结。

八、拆模

采用操作平台整体拆除法。

先选定175m信号平台作为高空施工基地和拆除操作平台,拆模作业时,尽量充分利用滑模施工时的机械设备。下放操作平台的主绳为原吊笼钢丝绳,且穿法不变。下放构件利用原有平台摇头扒杆。

操作平台整体拆除法的主要程序如下:

(1)烟囱口混凝土强度达到100%后,在双孔随升井架上设置6道缆风,拉锚在175m信号平台上。

(2)割除支承杆,拆除千斤顶,并用方木将辐射梁垫平。

(3)挂好6只倒链(起重量3t),使其处于共同受力状态。

(4)将4个主滑车挂在烟囱口,锚固在175m信号平台的埋件上。

(5)拆除提升回、辅助平台、安全网及部分平台板等,用扒杆吊至地面。

(6)检验整体拆模的下放系统,对关键部位做静荷试验。

(7)操作平台整体下放前,将吊笼与中间鼓圈临时固定。

(8)松开铰点螺栓,用倒链将平台先徐徐降落,利用烟囱口迫使辐射梁围绕中间鼓圈铰接点向上旋转,呈倒伞形逐渐收拢。当辐射梁的端部距烟囱口约50cm时,将其扳向井架,并用Ф10钢丝绳与随升井架固定。

(9)当随升井架的顶部下降至距烟囱口1m左右时,抽出原吊笼的起重主绳,将其挂在预先挂好的4个主滑车上。再挂好导向滑车,使操作平台保持稳定。拆去缆风。

(10)当平台下降至烟囱口以下5m时(这时主绳张力较小,卷扬机不致超荷),倒链停止工作,此时主绳受力,抽出倒链的钢丝绳,随平台下放。

(11)启动4台主卷扬机,及时调整同步差,使操作平台整体平稳下降。主钢丝绳和主滑车可利用另设的1t卷扬机下放。

(12)钢丝绳等工具下放后,用麻绳将卷扬机主绳及滑车一同下放。至地面后,将麻绳扔下,高空人员空载从爬梯下地。

采用滑模操作平台整体拆除工艺,在进行平台设计时,即应将辐射梁的铰接点处理好,不仅铰接点处螺栓要转动灵活,而且必须保证安全、牢固。

平台拆除工作,危险性较大,施工时必须有条不紊、按部就班地进行。而且施工现场要有一套完整而有效的指挥系统,施工人员要定员、定岗,在统一指挥下按责任制要求操作。

烟囱滑模操作平台整体拆除工艺,与分散拆模方法相比,既可减少高空作业、缩短拆模时间,又可节约人工,也比较安全,是一种有发展前途的拆模方法。

第九卷 安全、质量、节约措施

一、安全措施

根据本工程特点,安全生产应在整个施工过程中列为重要议题。每一施工阶段除了采取特定的技术措施外,还应建立必要的安全生产责任制,并经常进行群众性的安全教育与宣传工作。对已遂未遂事故做到三不放过,查明原因,制定措施,消除隐患。具体应抓好以下几点:

(1)对主要机电设备与关键部位,如吊笼、扒杆的操作与装载,主卷扬机及钢丝绳、滑轮的运行和维护检修,通讯联络系统的使用及监护,电气焊的使用等,均应制订安全操作规定。

(2)为防止高空坠落与物体打击,在筒壁外10m圆环内搭设高空安全网及防护棚,40m长地面运输道上搭设防护棚,同时利用+5.4m钢筋混凝土烟道板作为±0.00m进出口上方加斜面防护板,平台上出入口加自动安全门。强调进现场一律带安全帽,高空危险作业必须带安全带。电气焊设专人看火。

(3)为防止吊笼钢丝绳断后吊笼下冲,在吊笼上装安全抱闸装置(一套自刹,一套手刹)。为防止光电限位器失灵,发生冒顶或墩底,在柔性滑道的上下端各增装一套保险装置。

二、质量措施

(1)养护与表面处理:随爬梯安装一根Ф50上水管,通过一台高压水泵加压上水,水管先在下面预制,随施工进程接高。养护管系在吊脚手架上,分别沿内外壁装一圈Ф25钻孔胶皮管,射水部位在模板以下一步3-4m,以混凝土表面水泥浆不被水冲掉为准,根据气温、施工速度可以调整射水角度。浇水时间,外壁每天上下午各一次,内衬每天上午一次。对个别部位出现的缺陷应及时修补。

(2)滑模施工应减少停歇,混凝土振捣停止2h以上时,应按施工缝处理,继续浇筑时加铺2cm厚的同等级砂浆。凡超过2h不能连续浇筑混凝土时,则不能一次将一步滑完,应每隔1-2h滑升1-2个行程。超过6-8h后,可将其余滑升量连续滑完。

三、节约措施

严格控制配合比,每班上班前混凝土用量要计算准确,加强上下联系,减少浪费。搅拌机棚内前后台均做水泥地面,便于清扫。

第十卷 工具机械设备计划

工具机械设备见下表。

第十一卷 工期定额

该工程±0.00以下为99工作日。包括挖土、基础处理、绑钢筋、支模、浇筑混凝土、拆模和回填。

0-5.4m为12d。

5.4m滑升至180m为60d。

现场设施准备、平台、模板组装与结构安全试验为45d。

+6m—+19.5m滑升,每天平均2.37m。

+19.5m—+106.75m滑升,每天平均3.56m。

+106.76m—+180.15m滑升,每天平均4.23m。

平均滑升速度:

(180.15-6)/47.5=3.67m/日

每台班平均:

3.66/3=1.22m/台班

第十二卷 人工、材料造价指标

1.工程总造价共4469088元。其中基础为1401001元。筒身为3068087元(包括滑升费用417244元)。

2.主要设施用钢量见下表。

3.劳动力消耗,筒身滑升综合用工13070工日,平均每m高筒身75工作日。

4.材料消耗均以设计图纸为据,所做施工预算节余1%-5%

主要工程量见下表。