液压提升平台外提内倒模工艺在烟囱施工中的应用

张学华 杜阳洋

葛洲坝集团电力有限责任公司, 湖北 武昌 430077

在江陵生物质电厂烟囱施工中，采用液压提升平台外提模内倒模工艺施工，取得了较好的效果，本文主要总结该施工方法中的重要环节的技术特点、施工顺序和安全技术要求，以供同行借鉴。

1 施工程序简介

针对该工程的特殊性，根据其施工工艺，将其分为：基础工程、主体工程、安装工程、附属工程共四个分部，总的施工顺序为：基础工程→主体工程→安装工程→附属工程。主体工程施工工艺流程为：

提升机具安装→筒身提升翻板施工→筒身混凝土浇筑防腐层施工→隔热解到层施工→内衬施工→施工平台提升、进行下一步循环工艺

2 液压提升平台模板翻板工艺施工

2.1 液压提升装置的组成

提升装置主要包括：模板系统，操作平台系统，垂直运输系统，液压提升系统以及其他辅助系统组成，如图1所示。

垂直运输系统由3t卷扬机、罐笼、滑轮组、钢丝绳、柔性滑道即导索组成。

2.1.1 液压系统布置

图1 井架液压滑模装置及工艺

液压提升系统由液压控制台、千斤顶、支承杆、高压针形阀、油路系统、调平装置等组成。烟囱底部外径6.8m，采用12台GYD-56形千斤顶，在12榀辐射梁接在围圈上工作。油路采用串并联合布置式，支承杆用ф48钢管，置于主筋位置，每根长约4m。底杆接头每4根为1组，互相错开1.0m。千斤顶滑过支承杆并相互用帮条焊接，同时应与环筋每隔1.0m点焊加固，其它包括通讯系统，照明系统、高压水泵等。液压系统如下图所示：

图2 液压系统

2.1.2 操作平台及千斤顶的设置

平台由内钢圈、中钢圈、外钢圈、辐射梁、门架、井架等构件组成，平台中心设1200*1200方鼓圈，用两道悬索结构张拉在辐射梁上，平台满铺50厚木板，辅助操作平台即为内吊架，分上下两层，上层用作浇筑混凝土用；下层用于修整模板、绑扎钢筋之用，其上铺5cm厚木板，分别悬挂在提升架两个立柱上，用电焊焊牢固，模板系统分内、外模板。千斤顶按滑升最大荷载确定，在底部需至少设12只千斤顶，考虑不利因素和均匀对称及改装后的平台使用要求，并能在一定程度上控制平台扭转，确定设12只千斤顶，辐射梁设计为12组，每组设置1个千斤顶。

总荷载计算（过程略）：

1）操作平台及施工荷载：

操作平台及施工荷载共计约：3375.6kg=33.756kN。

2）支承杆

采用非工具式Φ48的钢管，长度6m，支承杆的允许承载力（P）取30KN。

3）千斤顶

千斤顶选用GYD-60型滚珠式千斤顶,千斤顶允许承载力（取30KN）。工作条件系数（取0.8）；我方拟用千斤顶个数为12个。计算：30kN*12*0.8 33.756kN。

千斤顶承载力远大于操作平台及施工荷载，符合施工质量及安全要求。

2.1.3 平台各部件构造及材料选择

1)内钢圈：根据筒身内径及施工需要，选用内钢圈内径为1.4m，采用[14槽钢围成。

2)中钢圈： 采用[14b槽钢固成，内径R=1.7m。

3)外钢圈：外钢圈采用[14b围成，平台改装后，将栏杆钢圈缩小为外钢圈。

4)栏杆钢圈：栏杆钢圈采用[14b槽钢组成。

5)辐射梁：采用[12.6槽钢作成，共24根，每两根辐射梁背靠背组合，两端分别支撑在内钢圈及提升架上。

6)井架：由立柱、腹杆、斜撑等组成，拼成尺寸为1280×980mm，高6460mm，井架顶部设有2个φ340滑轮，作为垂直运输主吊笼用，井架立于内钢圈及鼓圈上，用螺栓连接。

7)模板设计：采用定型钢模其形状分为矩形、梯形和末端模板三种。其中矩形规格为1.5m×0.2m。梯形模板用以保持烟囱筒体所需的外形坡度，在筒壁全圆周上均匀布置，其构造与矩形模板相同，只是上宽比矩形模板稍小对本工程坡度为2%，则每节模板在1.5m高度中，直径最大减少值2×2000×2%=80mm，模板周长最大减少值为3.14×80=251.2mm,采用8块梯形模板,其上宽为120mm,下宽为150mm,则其周长总减少为(150-120)×8=240mm≈251mm。末端模板是作模板圆周方向缩小圆周长度时接槎用的,在全圆周上均匀布置4块,起调节模板周长的作用,末端模板的重叠量根据坡度计算得出。对本工程每节模板在于1.5m高度中，直径最大减小值为80mm,模板周长减小值为251.1.5mm,采用4块末端模板,则每块末端模板的重叠量为251.2÷4=62.8mm。

8)提升架：采用[14槽钢组成，横梁用两根[8槽钢，均夹在两根立柱两侧，组成由横梁及抽拔支撑，托板几部分，千斤顶安装在横梁上，以适应壁厚变化，使千斤顶有调整余地，提升架是沿辐射梁上的固定轨道作向心移动的，为使提升架作向心收分而缩小半径，用固定在辐射梁上的φ40×6的调径螺栓进行调节，门架高度2760mm，门宽净距可从700mm缩至560mm。

2.1.4 提升机械及钢丝绳选择

主卷扬采用3吨卷扬机，钢丝绳选用6×19φ14-170型，其安全系数大于14，长度240m，为了防止钢丝绳断裂时吊笼坠落事故，在吊笼上设安全抱闸装置，稳绳选用2根6×19φ15.5-170型钢丝绳，分别长100m，上端固定在井架顶部工字钢梁上，下端通过导向轮行至固定点上，当吊笼提升时，用5t倒链导索收紧，收紧拉力由串联在倒链与锚点间的5t计力表直接读出，两根导索的拉力值最好相差10%，以防提升架发生共振现象，当平台滑升时将导索松开，使平台自由上升，此外，在顶部放置2只汽车外胎，以缓冲吊笼下降。

辅机采用一台1t中速卷扬机，钢丝绳用6×19φ12.5-170型钢丝绳，L=240m。

2.1.5 组装程序

1)组装前清理±0.00m层面混凝土表面浮渣杂物，始滑施工缝留设标高±0.00m，操作平台安装标高1.05m，弹出筒壁中心线及辐射梁和提升架，支撑杆中心线等。

2)搭设临时操作平台，标出安放鼓圈的安放标高。

3)安放鼓圈和内钢圈，立提升架，安放中、外钢圈。

4)安放辐射梁，安放鼓圈与辐射梁之间斜拉杆，注意该操作平台起拱50mm。

5)安放井架及斜拉杆，铺设木跳板。

6)按设计图纸整理与绑扎钢筋。

7)安放内、外模板，注意收分及固定模板合理布置。

8)安装千斤顶与支撑杆。

9)安收分调径丝杆和模板调径丝杆。

10)安装液压控制台、分油器、油路与针形阀。

11)安装电源、控制、照明、避雷系统。

12)安提升系统。

13)安内、外吊架。

14)安筒壁养生水管。

15)液压装置系统试验。

16)垂直运输抱闸试验。

17)操作平台荷载试验。

2.2 主体提升模板施工工艺流程

提升施工工艺是将钢筋绑扎、浇灌混凝土等施工过程集中于操作平台上，通过千斤顶，由支承杆承受，利用千斤顶的爬升，而带动操作平台，反复循环完成筒身作业，其工艺流程为：提升施工准备→安装操作平台→绑扎钢筋→安装模板→浇筑混凝土→提升→绑扎钢筋（焊接支撑杆接头）→安装模板→浇筑混凝土→提升→重复四道工序→循环作业直至筒身完成。

2.2.1 操作平台的安装

待基础回填土完毕后，即可组装操作平台。首先确定平台中心位置，即基础中心与花鼓筒中心相对应。然后在花鼓筒上均匀布置12榀辐射粱，再在花鼓筒上搭设1200*8000随升井架，井架高为6米，四周为4根立柱和4根斜撑支撑，在井架顶端布置滑轮组供安装导索和吊笼用。

2.2.2 满负荷静载试验

根据《电力建设施工质量验收及评定规程》第一部分：土建工程（DL/T5210.1-2005）中对模板装置检验标准，正式施工前，必须作加1.2系数的满负荷静载试验。

3 主体工程施工简介

3.1 模板工程

模板系统由内外模板组成，筒身外模采用1.5mm厚白铁皮按烟囱外壁的收分度加工成均分的四组，每组均在两边留出收分模板，在每组板的上部按间距2m，即每隔一块板焊上提升模板用的φ14钢筋挂钩。内模板按组合钢模两层配置，拆下层装上层循环作业,模板应保证设计要求的锥度和坡度。

3.2 钢筋工程（略）

3.3 混凝土工程（略）

混凝土分层浇筑:烟囱每模浇筑高度为1.25m，分三次浇筑，每次浇筑不超过500mm。每层浇筑时间约1小时，加上振捣时间，实际浇筑时间从浇筑第一层砼到最后一层砼振捣结束时间为4小时左右。

施工缝的设置：混凝土施工缝不应随意留置，其位置应按设计要求和施工技术方案事先确定，确定施工缝的原则为：尽可能留置在受剪力较小的部位，留置部位应便于施工。

4 施工主要质量控制

4.1 筒身中心垂直度控制

烟囱垂直度主要是对烟囱中心点的控制以及筒壁半径的控制尤其重要，针对现场实际情况，烟囱中心点位置安放钢板，在钢板上找出烟囱定位中心点并用电钻定孔，作为以后施工中的固定中心控制点，对上部筒壁的施工控制，我们在烟囱中心点上方采用20kg大线锤进行定位控制，把烟囱中心点引上，利用中心点到筒壁实际尺寸(至外模板及内衬半径)进行控制，并经反复复核，达到要求之后，才可以进行混凝土的施工，在浇灌混凝土时，也必须进行复核尺寸，发现有偏差及时进行加固调整。

4.2 沉降观测

按图纸要求进行观测，整理观测结果，绘制沉降观测过程曲线。施工期间，烟囱基础施工完毕观测一次，筒壁每升高30m观测一次，总观测次数不少于6次。如沉降发生异常情况，应增加观测次数，并报业主及设计单位以便及时采取措施。

5 技术施工中主要的安全控制

1)当遇到六级以上的大风、雪或雷雨时，所有高空作业必须暂停，并固定操作平台上的工具和材料，操作人员应迅速下到地面，切断电源。

2)起重卷扬机的载荷重量，应按制造厂说明书规定的安全负荷使用,卷扬机在使用之前，须检查全部机件，进行保养；并经过空载和有负荷运转和制动试验。

3)为预防钢丝绳突然折断或脱扣，罐笼上应设双绳双机牵引。

4)提升罐笼的卷扬机应设有防止冒顶和蹲罐的限位开关以及行程高度指示器，电磁抱闸应工作可靠。

5)应及时定期检修机械设备，避免使用时发生故障；对于安全抱闸、限位器在施工中应定时检查，以防失灵。

6)垂直运输系统上下滑轮应设有防止钢丝绳脱槽的装置，并应有专人检查和维护。

7)所有施工机械操纵，应设专人负责。

8)夜间施工时，操作台、内外吊梯、竖井架、卷扬机棚、搅拌站及各运输通道等处，应有充足的照明。在高空应备有两个干电池的特殊电灯，以备突然停电时使用，防止发生事故。

9)高空作业使用的电源应采用不高于36V的电压，采用220V或380C电源时，线路必须采用橡皮绝缘电缆，并应装有触电保护器。

10)烟囱施工时，在筒身底部、操作台上和卷扬机之间，须安设电铃和指示灯作联系信号。

11)操作台的周围应设置围栏及保护网，在外吊梯的外侧及底部以及操作台的底部均应保护绳网。

12)当利用钢管或角钢竖井架代替避雷针时,必须进行接地。施工中应定时检查接地是否良好,接地电阻应在10Ω。

6 结束语

电厂烟囱施工既是一个高技术含量，又是一个高风险作业的单位工程，必须精心策划、科学组织、规范施工，才能做到安全、优质、高效。

[1]烟囱工程施工及验收规范(GB50078-2008)

[2]建筑施工模板安全技术规范(JGJ162-2008)

[3]建筑机械使用安全技术规程（JGJ33-2012）

[4]建筑施工安全检查标准（JGJ59-2011）

[5]施工现场安全生产保证体系（DBJ08-903-2003）

[6]起重机械安全规程（GB6067-2010）

[7]本工程图纸及合同技术要求