采用電動提升架裝置施工煙囪筒身

何力瑩

中化二建集團有限公司 山西太原 030021

某煤化工項目煙囪外壁為混凝土筒壁，總高175m，混凝土筒壁分為三個坡段：0～55m，i=0.050；55～115m，i=0.020；115～175m 為豎直段。煙囪坡段示意圖如圖1所示。電動提升架裝置工藝是以砼筒壁為受力基點，利用電機驅(qū)動提升工作平臺和模板，實現(xiàn)間歇性倒模施工。

圖1 煙囪坡段示意圖

1 電動提升架裝置的組成

電動提升架裝置包括電動提升系統(tǒng)、平臺系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、垂直運輸系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)，每個系統(tǒng)的組成如圖2 所示。

圖2 電動提升架裝置組成示意圖

2 電動提升架裝置工藝原理

在導向軌道上固定操作架，將傳動絲桿長度縮短到最??；啟動電機正向轉(zhuǎn)動，絲桿牽引提升架向上運動1.5m 后固定；啟動電動機反向轉(zhuǎn)動，絲桿頂起操作架向上運動1.5m 后固定，完成模板提升的一個循環(huán)；在第一、二層平臺上安裝木模板和對拉螺栓，調(diào)整好筒壁半徑后，在導向軌道上固定模板，開始下一個循環(huán)。詳見圖3。

圖3 倒模施工

3 模板設(shè)計及支拆

以1.5m 為模數(shù)將筒身分成117 節(jié)，一節(jié)為一個施工單元。外模板用兩塊1.5m×0.6m 組合鋼模板配一塊0.6m 楔形收縫模板，內(nèi)模板采用0.3m 寬組合鋼模配內(nèi)收縫模板，自一點開始向左右兩側(cè)對稱支設(shè)。木模與鋼模之間用φ12 螺桿連接。模板安裝嚴格按圖紙設(shè)計配模拼裝，保證模板及其支架能可靠承受澆筑混凝土重量及施工荷載。圖4 為模板大樣圖。

圖4 模板大樣圖

支設(shè)第一節(jié)模板時，在 +0.100m 處設(shè)置HRB335φ16（@=0.5m,L=400mm）鋼筋，控制煙囪根部筒壁厚度；在1.5m 處設(shè)置HRB335φ16（@=0.7m,L=310mm）鋼筋，控制煙囪筒壁內(nèi)外豎向鋼筋間距；在外模板設(shè)6 根HRB400φ25 鋼筋，內(nèi)模板設(shè)5 根HRB400φ25 鋼筋作為箍圈，箍圈外側(cè)安裝三角架（@=0.6m）。每組三角架加穿兩層φ12 雙螺母對拉螺栓(@=0.6m,L= 外筒壁厚+2×200mm），內(nèi)外模板對拉螺栓孔套管采用4"PVC 管。圖5 為煙囪筒壁三角架模板安裝示意圖。

圖5 煙囪筒壁三角架模板安裝示意圖

自支設(shè)第二節(jié)模板起，在距模板頂部0.7m 處設(shè)置HRB335φ16(L=0.31m)鋼筋，用以控制煙囪筒壁內(nèi)外豎向鋼筋間距；在外模板設(shè)5 根HRB400φ25 鋼筋，內(nèi)模板設(shè)4 根HRB400φ25 鋼筋作為箍圈，箍圈外側(cè)安裝三角架（@=0.6m）。每組三角架加穿兩層φ12 雙螺母對拉螺栓（@=0.6m，L= 外筒壁厚+2×200mm），內(nèi)外模板對拉螺栓孔套管采用4"PVC 管。三角架外側(cè)搭設(shè)八字支撐，三角架上部內(nèi)外搭設(shè)施工走道。

模板提升前，先壓同條件試塊。砼抗壓強度達到6N/ mm2時，方可拆除模板。拆模作業(yè)嚴禁用大錘和撬棍硬砸硬撬。卡子、螺母等零星部件用專用小桶或工具袋裝好，隨拆隨裝；拆下來的配件應(yīng)分散均勻放置；拆除的模板、配件、腳手管及時倒運；整個拆模過程指定專人監(jiān)護。

對拉螺栓孔拆模后使用同等強度的水泥砂漿填堵，每次支模前應(yīng)將模板清理干凈并貼海棉膠條防止露漿。

4 操作平臺制作

操作平臺用12 根I30a 制作，支模平臺及拆模平臺均用12 根[12 制作。輻射梁和上鋼圈用C40 銷子連接，詳見圖6。

圖6 輻射梁立面示意圖

5 電動提模裝置結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計與制作

圍檁采用φ25 螺紋鋼制作，水平放置在模板的外側(cè)，在軌道模板的槽鋼上固定。上下圍檁的間距控制在0.3～0.4m。上圍檁與上口內(nèi)、外模板距離均為0.25m，其長度等于固定模板的寬度，其弧度和固定模板弧度相同。提升架用[25 制作，詳見圖7。鼓圈由直徑均為2.2m 的上鼓圈（[22）、下鼓圈（[16）、長度4.8m 的腹桿（[12）和橫梁（[12）焊接而成。圖8 為 上、下鼓圈大樣圖。

圖7 提升架結(jié)構(gòu)示意圖

圖8 上、下鼓圈大樣圖

6 電動提升裝置安裝

安裝流程：安裝軌道模板→吊裝操作架、提升架→內(nèi)部腳手架的完善，內(nèi)吊平臺（平臺、吊桿及輻射梁）全部提前吊裝就位→吊裝中心鼓圈→吊裝輻射梁→安裝垂直運輸系統(tǒng)→安裝支、拆模平臺→安裝電氣系統(tǒng)→安裝欄桿及操作平臺間通道→掛安全網(wǎng)→荷載試驗→投入使用。

6.1 軌道模板安裝

在每節(jié)混凝土筒壁上安裝穿墻螺桿（φ60），作為工藝體系傳力點。軌道模板高1.5m,由兩根[12 及δ=4mm鋼板焊接而成，與內(nèi)模對應(yīng)放置補償模板，通過φ22 對拉螺栓、蝶形螺母和剪力環(huán)與筒壁固定。上下兩軌道通過正反扣螺栓和模板卡子連接，承受所有架體、平臺的重量。軌道模板按上下方向分成兩組，每組內(nèi)每3 塊軌道模板再劃為一小組并編號，按編號順序?qū)?2 組軌道模板均布在煙囪四周。安裝軌道用線錘吊垂直，確保每小組3 節(jié)模板的軌道順直、上下連接可靠，以保證外操作架滾輪在軌道內(nèi)上下順暢、提升穩(wěn)定。

6.2 內(nèi)吊平臺散件提前就位

筒壁施工到煙道口上、安裝中心鼓圈及輻射梁平臺前，把腳手架搭設(shè)到拆模平臺位置，將拆模平臺的輻射梁、鼓圈等散件提前吊運至煙囪內(nèi)，按標高放在腳手架上平臺。

6.3 吊裝操作架、提升架

在吊裝前將操作架、架內(nèi)絲桿、螺母、擺線針輪減速機等組裝好并通電測試，保證12 組擺線針輪減速機轉(zhuǎn)速一致。帶動提升架運行順暢后，安裝外挑小平臺。

操作架吊裝就位后，安裝操作架頂部防護欄桿，用腳手板鋪設(shè)操作架之間的連接通道。在操作架內(nèi)側(cè)掛一層安全網(wǎng)，外側(cè)掛一層密目網(wǎng)，并兜底與操作架底部的支腿綁扎牢固。拆模、砌筑平臺滿鋪安全網(wǎng)。

6.4 吊裝輻射梁

中心鼓圈焊接完成后吊裝輻射梁，確保12 組輻射梁頂面標高偏差不大于10mm 后，安裝3 道鋼圈并連接牢固，最后安裝共36 道拉索。拉索兩端用6 個繩卡按先外后里的順序鎖緊，并用5t 倒鏈對稱緊固。所有拉索安裝完畢及整個施工過程中，定期檢查拉索、繩卡的松緊情況。輻射梁與中心鼓圈在煙囪上就位后，用50mm 厚腳手板鋪設(shè)工作平臺。圖9 為輻射梁吊裝圖。

圖9 輻射梁吊裝實景圖

6.5 安裝提升架

操作平臺鋪設(shè)好后，依次安裝隨升井架、起重扒桿、導索、料斗等。隨升井架平面尺寸為1.2m×1.5m，高度為12m，立柱為L90×10，斜桿、水平桿用L50×5、井架頂部平桿用[16。水平桿內(nèi)設(shè)兩道[16 作為放置滑輪的橫梁。井架和操作平臺用焊接連接，隨升井架滑輪與井架用M28螺栓組裝。起重扒桿額定起重量為1.5t，仰角為30～45°，由4 根長度為9.5m 的φ60 無縫鋼管、φ15 鋼絲繩、5t 卷揚機組成。

料斗的平面尺寸為0.75m×0.98m，總高3.61m,分兩層；上層高度1.9m，放零星材料；下層放混凝土。正面裝兩道掛鉤，三面?zhèn)葔τ忙?2 鋼筋網(wǎng)圍合，頂面用6mm厚鋼板封閉；用φ19.5 的張緊鋼絲繩做導索，固定端用5t 倒鏈拉緊，用同軸雙筒5t 電控卷揚機提升。

6.6 安裝支模、拆模平臺

中心鼓圈下吊兩層平臺，平臺與鼓圈使用12 根[22作為吊桿。支模平臺在中心鼓圈下2.8m 處安裝，拆模平臺在支模平臺下7.2m 處安裝，用φ12 鋼絲繩拉接三道。用50mm 厚腳手板鋪設(shè)工作平臺。

在料斗出口位置用欄桿和安全網(wǎng)封閉，出口位置留活動門，平臺底部掛一層安全平網(wǎng)。

6.7 安裝電氣控制系統(tǒng)

在施工平臺和煙囪底部分別設(shè)置可以控制總電源的控制臺。沿提升架在煙囪內(nèi)外布置施工照明（電壓36V）。在井架頂部安裝一根4m 長的鍍鋅圓管作為避雷針，與煙囪避雷接地線連通。

6.8 檢查、調(diào)試

電動提升模系統(tǒng)組裝完成后進行檢查：提升架、操作架、輻射梁等受力部件的焊縫是否有缺陷；內(nèi)吊平臺吊桿、吊點焊接是否可靠；連結(jié)銷子、螺栓安裝的牢度是否達標；鋼絲繩有無斷絲，繩卡數(shù)量、間距是否準確，繩卡接法是否正確；復核中心鼓圈、操作架的標高、垂直度及半徑；工作平臺、內(nèi)吊平臺鋪板是否嚴密，防護攔桿、安全網(wǎng)等防護設(shè)施是否齊全、可靠；電氣系統(tǒng)絕緣是否良好，所有電機正反轉(zhuǎn)速是否一致，絲桿運行是否順直，行程開關(guān)是否可靠，各指示燈是否正確。

確保通訊系統(tǒng)暢通，所有用電設(shè)備均裝設(shè)漏電保護器；操作架提升應(yīng)確保每個牛腿與銷塊受力均勻；軌道接縫嚴密；滾輪與軌道間干凈無雜物；正式提升前應(yīng)先試提升0.75m，確認運行正常以后，方可正式提升，每次提升1.5m；提升過程中，輻射梁平臺上只保留指定的操作人員及固定荷載；操作架提升到指定位置后，放入銷塊點動，保持操作架受力均勻。

7 煙囪筒體施工

7.1 ±0.000～18.000m 筒壁施工

采用三節(jié)倒模、三腳架法施工。用1.5 m×0.6m 組合鋼模板配楔形收縫模板組成外模板，先支12 個軌道模板，后支軌道之間的模板，用φ22 對拉螺栓逐個擰緊。內(nèi)模板用1.5m 長組合鋼模配內(nèi)收縫模板，用異型模板補縫。內(nèi)外模板用φ12 對拉螺栓（L= 外筒壁厚+2×0.2m，@=0.6m）分兩層布置、擰緊，用φ20 PVC 管做對拉螺栓孔套管。砼分層對稱澆筑，每節(jié)不留施工縫。煙囪中心搭設(shè)高度為9.5m 的井架并設(shè)置線錘，控制筒壁半徑及垂直度。圖10 為0～18m 筒壁現(xiàn)場施工圖。

圖10 0～18m 筒壁施工圖

7.2 18.000～175.000m 筒壁施工

采用電動提升裝置進行18.000～175.000m 筒壁施工，施工流程：綁扎鋼筋→支內(nèi)外側(cè)模板→調(diào)整半徑→驗收→澆筑混凝土→提升架與操作架提升→拆最下段模板、倒運、模板清理→筒壁堵孔、打磨處理、涂刷砼養(yǎng)護液。

提升架沿12 組軌道模板爬升，輻射梁平臺支承在軌道模板上，模板仍采用倒模施工?；炷良傲阈枪ぞ卟捎昧隙放浜暇頁P機系統(tǒng)運輸；鋼筋用起重扒桿運輸；施工人員通過煙囪混凝土筒壁內(nèi)側(cè)安裝的鋼爬梯上下，必須佩戴防墜器。

支設(shè)電動提升模板內(nèi)模時，要保證補償模板的位置、垂直度和半徑尺寸準確。支外模時，先固定12 個軌道模板，用φ22 對拉螺栓須逐個擰緊。后支軌道之間的模板，利用中心點調(diào)整外半徑。煙囪中心通過吊線錘的方法找正，外模支完后，重新檢查外模半徑，做好半徑的實測記錄，確認無誤后澆筑混凝土。每日施工高度不超過1.5m，以保證混凝土有足夠的強度。

8 施工測量及垂直度、偏差控制

8.1 煙囪標高及半徑的測量控制

在煙囪底部的外壁上，測設(shè)出+0.500m 的標高線作為基準標高；然后用鋼尺丈量至隨升井架的橫梁上；再通過水平儀把標高移到煙囪縱筋上，用鋼尺丈量并作標記，每隔10m 校核一次。

先確保操作平臺的中心與基底中心控制點重合，然后測量半徑，在輻射梁上標出刻度。操作平臺組裝完成后，校核平臺與基底中心，確保兩者在同一垂直線上。通過平臺中心丈量至每一根輻射梁的尺寸，（以50mm 作為一個基本單位）在輻射梁上鑿出刻度，據(jù)此測定半徑。

8.2 垂直度控制

煙囪筒身中心點位置采用與中心點距離相等，且位于同一直線上的兩個45kg 大線錘控制，利用線錘找中。首次安裝測量系統(tǒng)時，在地面預(yù)埋鋼板并刻出錘尖位置。提升時，由測控人員復核線錘位置。偏差的影響因素主要有日照、測量儀器及風荷載。

8.3 糾偏

中心糾偏采用傾斜平臺法，將操作平臺傾斜控制在1%以內(nèi)逐步找平。并且要經(jīng)常檢查、及時糾正。

8.4 調(diào)徑

每提升一模，調(diào)徑人員要將全部絲杠按《調(diào)徑表》規(guī)定的標高、半徑值及在輻射梁上標好的刻度，用長扳手向內(nèi)推進。調(diào)徑的起點與方向結(jié)合平臺的垂直及扭轉(zhuǎn)偏差情況來確定。當平臺順時針扭轉(zhuǎn)時，沿逆時針方向調(diào)徑；當平臺向某方向發(fā)生垂直位移時，調(diào)徑從偏移的相反方向開始。

8.5 糾扭

先將扭轉(zhuǎn)一側(cè)的電機升高一些，然后全部電機提升一次，如此重復提升數(shù)次，直到糾正為止。糾扭的同時，校正豎筋，避免碰觸提升架。

8.6 日照影響

定時觀測，確定日照及溫度變化對偏差影響的程度，根據(jù)已掌握的規(guī)律具體調(diào)整。在晴天的上午10 點以后至下午5 點以前對中，要充分考慮日照的影響；在早、晚和陰雨天安裝模板，可忽略不計日照影響。

煙囪的當陽面與背陽面因受日照不同也會引起煙囪筒壁砼溫差，導致煙囪中線偏移?？梢酝ㄟ^淋水養(yǎng)護砼降低筒身溫差，以及在當陽面外側(cè)采取遮陽措施等，減小筒身溫差，控制筒身中線偏移。

8.7 風荷載控制

觀測記錄風荷載對煙囪上平臺處擺幅的影響程度，結(jié)合理論計算，調(diào)整平臺的中心位置。盡量減少上平臺的施工荷載，降低平臺重心，保證平臺穩(wěn)定性。對中時，要停止上平臺的一切施工活動，減小因平臺的振動而引起的線錘擺幅變化，延長對中時間。待線錘的擺幅盡可能小時對中，以減小偏差。

8.8 測量儀器的控制

對中前, 停止上平臺一切施工活動，仔細排除線錘鋼絲繩周圍的障礙物, 保證在對中過程中沒有障礙物影響。加大線錘重量，降低對中系統(tǒng)重心，減小線錘的擺幅。盡可能延長對中時間，在線錘擺幅盡可能小時對中。對中后，要將鋼絲繩固定牢固。

9 結(jié)語

電動提升架裝置施工混凝土煙囪，操作靈活簡便，便于糾偏、糾扭，成品外觀良好，質(zhì)量方面有很好的保證；操作人員在搭設(shè)好的工作平臺上作業(yè)，有效解決了高聳單體構(gòu)筑物的施工安全問題；爬梯、附屬設(shè)施也可以同時施工，提高了施工效率，縮短了工期。這項施工技術(shù)不僅適用于不同高度的混凝土煙囪，也適用于造粒塔、橋墩、筒倉等高聳建構(gòu)筑物的施工，有廣泛的應(yīng)用價值。