印尼北蘇三火電項目煙囪滑模技術(shù)與施工應(yīng)用

◎張艷明 李博

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，更多安全、經(jīng)濟、先進的施工方法運用于建筑施工行業(yè)，其中最具有代表性是滑動模板施工技術(shù)，滑動模板針對連續(xù)截面或連續(xù)變截面筒狀結(jié)構(gòu)具有較大的優(yōu)勢，其運用技術(shù)也較為成熟。在國家對安全、環(huán)保、綠色、節(jié)能等要求日益提高的環(huán)境下，施工管理過程中不僅要滿足質(zhì)量、進度、經(jīng)濟，同時也要確保安全、環(huán)保、綠色、節(jié)能，基于以上要求，北蘇三項目煙囪采用可調(diào)徑滑模系統(tǒng)，最大程度保證滑模系統(tǒng)重復(fù)使用。此外，結(jié)合工程特點，從滑模拼裝、施工部署、混凝土澆筑等方面進行研究，以確保工程安全和快速施工。

一、簡述

1.工程概況。

印尼北蘇三火電項目位于印度尼西亞北蘇拉威西省，MINAHASA市，KEMASATU村。廠址區(qū)屬熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫28.1℃，多年平均降水量3385mm，平均風(fēng)速為7.9m/s。

工程總裝機容量為2×50MW，采用燃煤機組，燃煤煙塵經(jīng)余熱回收、靜電除塵后，由煙囪排放至大氣中。本工程煙囪外筒壁采用連續(xù)變截面圓錐形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)筒壁采用耐火磚襯砌，建筑高度為80m。煙囪結(jié)構(gòu)參數(shù)詳見表1。

?

煙囪40m、75m標高處各設(shè)置1個鋼平臺，在75m標高鋼平臺四周設(shè)置航標燈，自44m標高至80m標高范圍內(nèi)間隔涂刷紅白航標漆，頂部設(shè)有避雷針。煙囪基礎(chǔ)墊層采用C20混凝土，基礎(chǔ)及筒壁結(jié)構(gòu)均采用C35混凝土。煙囪立面圖參見圖1。

圖1 煙囪立面圖

2.滑模裝置。

a.滑模系統(tǒng)組成。

本工程煙囪混凝土采用滑動模板法進行澆筑，與常規(guī)施工方法相比，其具有施工速度快、機械化程度高，能較方便地進行模板拆分、組裝并可重復(fù)使用?；Ｑb置主要由以下系統(tǒng)組成：

（1）液壓提升系統(tǒng)：由千斤頂、支撐桿、液壓控制臺、油管路、分油器、針形閥等組成。

（2）操作平臺系統(tǒng)：由鼓圈、桁架梁、內(nèi)外環(huán)梁、剛性拉桿、平臺鋪板、防護欄桿、懸吊腳手架等組成。

（3）模板系統(tǒng)：由提升架、內(nèi)外模板（分固定、收分模板）、調(diào)徑裝置、支頂螺桿等組成。

（4）垂直運輸系統(tǒng)：由卷揚機、門架、導(dǎo)索、吊籠等組成。

（5）電氣控制系統(tǒng)：由卷揚機動力用電操作控制、吊籠限位開關(guān)以及行程控制開關(guān)、抱剎、施工照明、航空指示燈等組成。

（6）監(jiān)控通訊系統(tǒng)：由閉路電視、對講機組成。

（7）避雷系統(tǒng)：由避雷針、引線、接地鋼筋、接地極組成。

b.滑模技術(shù)參數(shù)。

滑模系統(tǒng)是利用嵌入在混凝土中的垂直支撐桿承受荷載，使用液壓千斤頂沿支撐桿進行提升。典型剖面參見圖2。

圖2 滑模典型剖面圖

（1）桁架梁。1個帶16個連接點的中心連接件，直徑1500mm；32個5760mm長、300mm高的提升架導(dǎo)向桁架梁。

（2）提升架。16個內(nèi)外提升架。

（3）液壓系統(tǒng)。32個6T千斤頂（用以提升滑模）；16個3T千斤頂（用以調(diào)整截面尺寸）；1臺提升千斤頂液壓泵；1臺水平千斤頂液壓泵。

液壓系統(tǒng)操作油壓為100bar，千斤頂單次行程為24mm。

（4）支撐桿規(guī)格。6T提升千斤頂支撐桿規(guī)格為Φ33.7×4.05mm；3T水平千斤頂支撐桿規(guī)格為Φ26.9×2.65mm。

（5）模板。32套收分模板，外側(cè)模板高1.35m，2內(nèi)側(cè)模板高1.25m。

二、施工布置

1.混凝土施工規(guī)劃。

煙囪使用滑模連續(xù)澆筑至設(shè)計標高，豎向分為兩個施工區(qū)段。標高0~15m為煙筒底部施工段，該階段使用吊車進行材料轉(zhuǎn)運和混凝土澆筑，布置圖參見圖3。

圖3 煙囪底部施工布置圖

標高15~80m為煙筒上部施工段，該階段使用固定卷揚機配吊籠、吊罐轉(zhuǎn)運材料和澆筑混凝土，布置圖參見圖4。

圖4 煙囪上部施工布置圖

2.水、電、交通、通訊布置。

滑模施工用水采用1m3水箱儲存，交通使用現(xiàn)場已具有的交通道路，通訊使用對講機進行聯(lián)絡(luò)。

滑模施工用電采用獨立、專用的柴油發(fā)電機供電，根據(jù)用電量分析，配備2臺275KW發(fā)電機，2臺發(fā)電機交替使用與保養(yǎng)。此外另配備1臺25Kw發(fā)電機作為照明電源。

三、滑模組裝

滑模組裝流程：準備工作→滑模材料、配件進場→滑模材料、配件驗收→內(nèi)外提升架組裝→提升架移至基礎(chǔ)上→桁架梁、中心連接件組裝→安裝工作平臺→卷揚機門架安裝→電氣線路及液壓系統(tǒng)安裝→插入爬升桿→液壓系統(tǒng)檢查驗收→滑模平臺荷載試驗→滑模系統(tǒng)檢查驗收→混凝土分層澆筑→滑模系統(tǒng)滑升2~3m→懸掛工作平臺安裝→滑模系統(tǒng)組裝完成。

1.準備工作。

滑模系統(tǒng)在廠家技術(shù)人員的監(jiān)督和指導(dǎo)下完成組裝工作，組裝作業(yè)人員進行培訓(xùn)并考試合格后方可從事組裝作業(yè)。組裝前應(yīng)對如下事項進行聯(lián)合檢查：煙囪基礎(chǔ)施工質(zhì)量、煙囪結(jié)構(gòu)中心線、軸向角度線（0°，90°，180°，270°），中心線和方位標記參見圖5。

圖5 中心線和方位標記圖（激光器保持垂直）

2.滑模組裝。

滑模拼裝前，再次檢查全部組件并逐件標記、編號。鋼筋和電纜管道等須安裝至1.5m高程以上，以方便后續(xù)的接續(xù)。

首先進行提升架的組裝。根據(jù)煙囪軸線及高程控制線在組裝高程處標記煙囪外筒輪廓，內(nèi)外模構(gòu)件應(yīng)分別放置在相應(yīng)位置并進行連接和調(diào)整，提升架和模板安裝完成后須進行最終測量檢查。

隨后將桁架安裝在提升架上。桁架梁布置成輻射狀，橫梁、鋼纜繩、距離標尺等附加設(shè)備須按要求完成安裝，調(diào)整并支撐、固定牢固。待桁架安裝完成后依次安裝工作平臺支架、防護圍欄、千斤頂、油管、支撐桿、油泵、雙層防護網(wǎng)等，水平支架上的調(diào)整比例尺、鋼桁架等應(yīng)保證精確對中。

液壓系統(tǒng)組裝完畢，在插入支撐桿前應(yīng)進行試驗和檢查。對千斤頂進行排氣，使其在1.5倍額定油壓下保壓5分鐘，無滲油或漏油。

插入千斤頂?shù)呐郎龡U，兩相鄰接頭高差不應(yīng)小于爬升桿直徑的20倍，同一高度的爬升桿接頭率不得大于25%。

3.滑模荷載試驗。

滑模系統(tǒng)組裝完成后，按0.8倍、1倍、1.25倍荷載進行靜載試驗，分別記錄相應(yīng)荷載下平臺下沉量、輻射梁撓度等數(shù)據(jù)。靜載試驗結(jié)束后進行卸載，并對滑模進行全面檢查，各個桿件、輻射梁、斜拉桿、鼓圈、焊縫、連接螺栓等均應(yīng)無破損、超過允許值的變形。檢查合格后再次將平臺加載至1.1倍設(shè)計荷載進行滑升試驗，監(jiān)測各個構(gòu)件變形、液壓系統(tǒng)工作狀態(tài)等并進行記錄，卸載后再次對滑模進行全面檢查，滑模在靜載試驗和滑升試驗均合格后可投入使用。荷載試驗記錄表參見表2。

?

四、混凝土施工

1.混凝土澆筑。

煙囪混凝土應(yīng)提前做好混凝土試配工作，其性能除滿足設(shè)計強度、耐久性等要求外，混凝土早期強度增長速度還應(yīng)滿足模板滑升速度的要求?；炷脸跄龝r間按澆筑至模板3/4高時，第一層混泥土已經(jīng)初凝進行控制，混凝土的塌落度按10~14cm控制，最大不能超過18cm。模板豎向分為四個澆筑層，每層澆筑厚度為25cm，允許誤差±5cm，每層澆筑間隔時間約為1.5h。

（1）首次提升應(yīng)在混凝土澆筑完1m高及第一層混凝土已經(jīng)初凝時進行?；炷恋某跄龝r間順序按如下控制：完成1m高混凝土澆筑后開始第一次頂升時，第一層已初凝，第二層硬化狀態(tài)接近初凝，混凝土分層狀態(tài)圖參見圖6。

圖6 混凝土分層狀態(tài)圖

（2）滑模第二次及后續(xù)頂升，每次頂升時模板底部一層混凝土已經(jīng)初凝，每次頂升高度為25cm，澆筑混凝土和頂升滑模交替進行至煙囪設(shè)計標高，最終完成混凝土澆筑。

（3）鋼筋、預(yù)埋件安裝。所有鋼筋、預(yù)埋件材料應(yīng)在澆筑混凝土前準備完畢，鋼筋和預(yù)埋件安裝隨混凝土上升同步進行，安裝精度須滿足設(shè)計要求。

（4）混凝土入模后使用Φ50mm振搗棒進行振搗，振搗棒應(yīng)插入前一層混凝土中，振搗時應(yīng)避免振搗棒直接觸及鋼筋、模板、爬升桿等。

（5）每次頂升后暴露出的新混凝土應(yīng)使用抹子進行收面，修復(fù)氣泡孔洞、缺陷等，收面工作在底部懸掛平臺上進行。在混凝土收面完畢后，全覆蓋涂刷SIKA SikasolE-125養(yǎng)護液進行混凝土養(yǎng)護。

2.注意事項。

（1）混凝土出模強度應(yīng)控制在0.2~0.4Mpa之間，或混凝土的貫入阻力值在0.3至1.05KN/cm3之間，由實驗室根據(jù)試驗確定混凝土的出模時間。

（2）配合比試驗及澆筑施工須考慮溫度、白晚班等不同條件、時段對混凝土初凝時間和出模強度的影響，不能滿足要求時須減緩提升速度或增加間隔時間以保證混凝土有足夠的出模強度。

（3）混凝土的強度等級根據(jù)設(shè)計圖紙確定，水泥應(yīng)檢測合格，砂石含泥量不得超過2%，水膠比不大于0.5。

（4）混凝土下料時應(yīng)對稱澆筑，混凝土通過吊罐運輸至頂部工作平臺后通過下料斗對稱下料澆筑，從起始的兩個對稱澆筑點向相同的方向進行以保證對稱下料，防止滑模因偏載過大而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

（5）煙囪筒壁為連續(xù)變截面結(jié)構(gòu)，外坡度為0.036，通過調(diào)徑裝置按設(shè)計尺寸對提升架進行收縮，每提升250mm進行一次收縮，固定于提升架上的模板與收分模板的搭接長度會隨提升架收縮而增大，模板一次收分量不大于6mm。當模板搭接長度為290mm時可將該片收分模板取出。

（6）每提升250mm，應(yīng)對各千斤頂進行一次調(diào)平，各千斤頂?shù)南鄬Ω卟畈坏么笥?0mm，相鄰兩個提升架上千斤頂升高差不得大于20mm。

（7）滑模系統(tǒng)的垂直度、扭轉(zhuǎn)值、水平度由垂直激光儀進行控制，將激光指示器安置在地面上，固定牢靠，并對準在桁架梁上標記好的目標點。

（8）在滑升過程中應(yīng)持續(xù)檢查操作平臺結(jié)構(gòu)、支撐桿的工作狀態(tài)及混凝土的凝結(jié)狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常時，應(yīng)及時分析原因并采取有效的處理措施。

（9）滑模結(jié)構(gòu)的設(shè)計風(fēng)速為55m/s，最大施工可行性風(fēng)速為25m/s。為保證施工安全，現(xiàn)場施工時如遇6級及以上大風(fēng)（超過10.8m/s）或疏散要求時應(yīng)停止施工，停止施工時混凝土應(yīng)澆筑至同一高程，并對滑模上所有材料及松動物體進行固定，防止吹落。

五、結(jié)語

印尼北蘇三火電煙囪施工自2019年5月開始滑模施工準備，2019年7月11日至2019年7月26日歷經(jīng)16晝夜完成煙囪混凝土澆筑。煙囪順利封頂論證了滑模施工從施工準備到澆筑完成全過程的科學(xué)合理性、安全可靠性、技術(shù)先進性。本文對北蘇三煙囪滑模施工技術(shù)、控制要點等進行簡明總結(jié)，為地處東南亞地區(qū)類似項目提供實踐依據(jù)。