烟囱翻模施工工法

烟囱翻模施工工法

烟囱筒身施工目前较流行的有滑模施工、电动提模施工和翻模施工等方法，而翻模施工具有操作简单、质量容易控制等特点，近年来应用较多。根据天津**热电厂195m烟囱施工中的应用，编写本工法。

工艺特点及适用范围

翻模施工和原来的滑模施工有混凝土表面光洁平整、没有滑痕、中心点容易控制、施工缝少、筒身不发生扭转等特点。该工法由于采用三角架翻模施工，施工速度较滑模施工慢。

烟囱筒身施工采用附着式起重装置配合三角架翻模的施工工艺。

翻模施工起重装置主要组成有鹰架、扒杆、吊笼等部分组成，鹰架横梁上悬挂一只吊笼，用于垂直运输混凝土、材料和人员上下，吊笼设有柔性轨道保证吊笼沿轨道运行。扒杆设于一侧的立柱上，用于吊运钢筋等物品。

模板系统主要有：定型专用模板、三角架、定型脚手架、A型吊篮与吊篮脚板、挑杆与安全网，混凝土套管与对拉螺栓、栏杆等组成。模板、三角架为三层，其余均为一层，当施工到第四节时，将最下面的这一节模板三角架吊上来，安装于第四节位置，为周围循环直至施工到顶为止。

利用附着式起重装置和三角架模板系统施工，筒身翻模施工示意图见下图。 该工法适用于钢筋混凝土筒身施工及内衬砌筑施工。

.

.

筒身翻模施工示意图

2施工工艺流程

烟囱翻模施工工艺流程如下图：

.

.

3模板施工

3.1烟囱模板模板组装如下图所示：

烟塔模板组装示意图

.

.

.

.

模板内侧采用普通组合钢模，外侧采用1500mm×940mm的专用定型钢模板，内侧筒壁坡度收分采用15()ram×1500mm的专用收分模板，外侧模板收分，利用边上的搭接模板边实现。模板外围檩选用3Φ25围檩，内外均弯好一定的弧度，围檩长3.5~4.0m。 模板施工先从拆内外模开始，将内外模板、三角架拆除后吊运到内外侧定型脚板上，清理刷隔离剂，然后支内模，内模从两侧提升架中心开始支模。接口留在提升架中心线的垂直十字中心线上，内模半径应尽量做到正确，便于模板校正。等钢筋绑完后，穿套管及螺杆，然后支外模，为了使外表美观，不出现补头模板，防止烟囱模板的整体扭转，接El采用宽度大于450mm的收分模板，另配450mm×1500mm的半块定型模板，便于模板的收分调整。

安装模板时，外模板应捆紧，缝隙应堵严，防止胀模和漏浆。内模板应支顶牢固，防止变形。

绑好围檩后上三角架，三角架必须内外侧同时上，随后紧固对拉螺栓，装好顶杆，接着对中校正模板，用半径尺校正。安装后的移置模板的几何中心线对烟囱中心的偏差不应超过5mm。

对拉螺栓由Φ16圆钢制成，双头套丝，将下部的拔出，修正后在上面重复使用三次。

移置模板在每拆移时，应清除灰浆，并应涂以脱模剂。 拆除模板时，混凝土的强度不得小于0.8MPa(约等于8kg／cm2)o但烟道口等处的承重模板，应在混凝土强度达到设计强度等级的70％后方,-1-拆除。

筒壁厚度用素混凝土套管控制，套管混凝土强度等级与筒身混凝土相同，套管用细石混凝土制作，套管制作用专用配置的木模制作，套管制作应比工程施工提前一个月，以保证套管混凝土的强度达到设计强度等级，套管两端垫二层油毡，防止漏浆。套管穿Φ16螺杆固定模板，水平间距每900一道，垂直问距每1500二道，螺杆用Φ16圆钢套丝制作，每根长度为壁厚加500，一次性使用。

砼套管施工示意图

3.2三角架施工

三角架采用角钢制成，为了适应筒壁坡度不同的情况，在其水平杆上设调节孔，以调节三角架的倾斜度，使之适应坡度变化的需要。三角架系统设有二层水平连杆，将单榀的三角架连结成整体。水平连杆也设有调节孔，以适应半径变化的需要。三角架系统设顶杆一道，顶杆设有调节螺栓，用于校正由外模板。内外三角由于坡度不同(内侧有牛腿)，设计也不同。三角架加工图详见下图。

.

.

定型脚手板示意图见下图：

3.3定型脚手板

三角架模板系统主要在定型脚板上工作，定型脚板一般由优质的白松制作，板厚2.5cm，方木规格5cm X 7cm，每三个三角架问放置两块。 随着筒壁施工逐步上升，个别三角架问距调整时采取对脚板面板局部修补的办法解决。

专脚手板铺设应整齐紧凑，防止空隙过大造成人员踏空或落物。定型脚板组装图见下图：

.

.

3.4A型吊篮

A型吊篮主要用于拆模、堵螺栓孔等，A型吊篮用Φ16圆钢制成，吊篮底铺优质白松脚手板两块，脚手板规格为240mm X 40mm×2800mm， 每两榀三角架挂一只A型吊篮，局部间距可适当调整。吊篮设置内外两种不同A型吊篮，且内外吊篮各有两种型号。 内外A型吊篮详图见下图：

.

.

内外A型吊蓝详图

3.5牛腿施工 烟道口，牛腿施工时，必须将内三角架调节到最内侧的孔，使立杆倾斜符合牛腿的外形，烟囱牛腿施工简图见下图。

烟囱牛腿施工简图

3.6中心控制

烟囱中心由线坠挂于上部的对中架上，将底板上的中心点传递到对中架上，然后用尺拉半径，控制筒壁的几何中心，与下面底板上的中心点保持一致。 3.7安全防护

扶手栏杆主要设于定型脚板外侧，起安全围护作用。栏杆由Φ6管制成，下端插于三角架外端的Φ12钢筋桩头中，中间和顶端夹二道Φ14钢筋作扶手，加安全网围护。 在下面拆模及翻升A型吊篮等工作时，内外面安全网系统起安全保护作用。 烟囱安全网示意图：

.

.

4鹰架提升系统

鹰架的名称为“烟囱附着式提升架”，为烟囱工程施工使用设备，主要功能是承担烟囱的钢筋、混凝土及其他材料的垂直运输，适用烟囱高度为70~210m。本套设备设计成螺栓拼接式，鹰架立管由两榀组成，在筒壁内侧为单榀桁架结构，跨筒为壁螺栓拼装结构，以便于装拆和运输。根据同类施工经验确定：鹰架平面尺寸为0.9m×0.75m，两根立管与焊接角钢组成焊接桁架，两组桁架组成一个鹰架的支腿，鹰架上部高度为5m，下部为6m，上设有横梁，横梁为焊接式空问桁架，下挂施工吊笼，设2根Φ17.5mm的钢丝绳为施工电梯的起重绳，鹰架立管采用Φ108 X 4.5无缝管，与烟囱钢筋混凝土筒壁采用M20螺栓相连，将荷载传递到已经有一定强度的烟囱筒壁上。

天津**庄电厂二期扩建工程烟囱设计为钢筋混凝土全程负压型烟囱，高195 m，出口内径为4.2 m。烟囱12 m标高上，担挂鹰架提升模系统，16.5m以上开始采用。该系统施工人员及零星材料、工器具的垂直运输采用单笼900mm×900mm施工吊笼。吊笼布置在烟囱中心，在烟囱筒壁施工至12m高度时，开始组装鹰架，鹰架随筒壁逐节升高直至到顶。

4.1鹰架制作

.

.

鹰架施工图 说明

1.本套设备设计成螺栓拼接式，鹰架立管由2榀组成.在筒壁同侧为单榀焊接桁架结构.跨筒为壁螺栓拼装结构，以便于装拆和运输.

2.在焊接跨筒壁2榀桁架放样时，应注意将内侧的立管的顶端高度提高适当的高度(平均坡度乘跨筒壁竖钢管中心距).保持鹰架顶部的基本水平，以适应筒壁坡度的需要。

3.除与槽钢相接处节点螺栓孔为中20(配M18)外.其余与杆件相接的螵栓孔均为Φ18(配M16).

4.在制作跨筒壁膜杆时，应根据烟囱筒壁的坡度.放样来复核确定腹杆的长度。腹杆均采用L63×6角钢，腹杆与钢管间隔lOmm;所有节点板均采用10厚钢板.宽度为100m，柱帽与柱底粱#12槽钢腹部内每处设2块加强钢扳。

5.所有型钢为A3钢材.焊条；为J4xx型.焊缝厚度不小于较小连接件的厚度. 6.所有螺栓为普通螺栓.受剪面不得带丝

.

.

.

.

.

.

.

.

卷扬机：吊笼提升用st双筒卷扬机，独脚拔杆用1.5t卷扬机吊钢筋用。

手拉葫芦：鹰架为2个5t手拉葫芦，拉缆风绳为4个2t手拉葫芦，拉滑槽为1个2t手拉葫芦，拉横梁滑动槽为1个1t手拉葫芦。

钢丝绳：吊笼起重绳为17.5mm，导索钢丝绳为17.5mm，独脚拔杆用钢丝绳为12mm。 通讯联络警示装置：电铃，对讲电话。

安全装置：卷扬机位移限位装置，钢丝绳拖地限位装置，桁架的顶部和底部的限位装置，吊笼发生突降时卡紧导索装置，吊笼上口两根起重绳互相连接装置，确保一根绳子断裂后吊笼不掉落。 4.2鹰架安装 4.2.1安装程序

检查鹰架设备及各部件的制作质量→准备安装→管安装、就位固定→二品鹰架吊

.

.

装就位→桁架吊装就位→吊笼安装→限位开关安装→道索安装→电缆导向装置的安装→验收。

采用25 t汽车吊吊起鹰架部位和桁架部分使其就位，调整底架位置，用缆风绳加倒链固定。

安装吊笼和限位，调整各部分的间隙，最后安装下部限位装置。 接通电源，检查各操作按钮，各限位开关的功能，确保正常安全。 4.2.2电气部分安装

吊笼电源采用烟囱南侧闸箱供电，供电电缆使用16 m2的四芯电缆，电气人员在施工前，必须看懂电梯电器原理图，方可接线。吊笼操作盒接线按图接好后，再校核吊笼上下运行方向与操作盒标示是否一致。保证各开关接线无误。 4.2.3限位开关安装

装设在桁架的顶部和底部的限位碰块确保吊笼在顶、底自动停止，做到上不冒顶下不撞底。

上限位碰块的安装位置为：上限位触发起作用，到吊笼停车时导索架上部尚有不小于o.5m的安全距离。下行限位开关应保证吊笼满载运行时，开关触发后距缓冲簧o.1～0.2m处停车。

设置卷扬机掉绳装置，确保卷扬机掉绳时及时切断电源。

设置卷扬机前置限位装置，当卷扬机超载时，自动切断电源。 鹰架安装完成后，请有关部门进行验收并做载荷试验，验收合格后方可投入使用。 4.3鹰架的使用与提升

鹰架在运行中必须有四人在现场操作，烟囱底部一名司机，横梁下部操作室内一名司机，看护卷扬机人员一名，一名电工，集灰平台以下部分由下部的司机负责，上面部分由上边的司机负责，启动设备前先按电铃，提醒另一名司机注意。卷扬机操作看护人员要密切注意卷扬机运行隋况，发现异常要立即断电，请专业电工检查维修后才能重新运行。在浇筑混凝土时，严禁人料混上，以防超载发生危险。

在浇筑混凝土后，即开始进行鹰架提升工作。鹰架提升时严禁使用，由7名操作工人进行提升工作：4名工人操作5t手拉葫芦进行提升，两名工人放缆风绳捌链，一名组长总负责。提升前，将横扁担放下，搁置在模板上，将滑槽吊起，将缆风绳挂好，松掉导轨钢丝绳，将最下面的拉杆松掉，将中间的螺栓松扣，检查有无障碍物，一切工作做好后开始提升。提升1.5m高后，检查鹰架柱是否垂直，靠缆风绳调平，调平后紧固螺栓，收好工具，将提升用扁担升起，提升—亡作完成。 4.4鹰架拆除

各施工人员按分工就位，松开道索，利用一边鹰架作为钢丝绳固定端，把桁架固定后，利用卷扬机把桁架沿筒壁徐徐下放，桁架拆除后，用同样方法把另一边的鹰架拆下放，最后利用烟囱筒首作为固定端把最后一榀鹰架拆除放下，用卷扬机把钢丝绳回收后，完成拆除任务。

5内衬砌筑平台

烟囱内衬砌筑采用无脚手升降砌筑平台(简称吊盘)施工，利用手拉葫芦逐步提升。吊盘结构稳固，自重较轻，制作简单，操作方便，是比较理想的实用承载平台。 吊盘组成及制作安装：

内衬吊盘是由上下中心钢圈、辐射管、斜撑，钢圈连杆、环圈、平台脚板和手拉葫芦及悬挂由17.5钢丝绳等组成。吊盘的提升是利用筒首预埋的6个吊环，吊环洋见下图：

.

.

从吊环上悬挂由17.s钢丝绳。再用5t手拉葫芦用绳扣夹子于悬挂钢丝绳上，逐步交替提升手拉葫芦达到提升吊盘的目的。砌筑平台的组装详见下图。

说明 l本烟囱内村砌筑平台采用8组 48根辐射管.

2.斜拉杆采用4道Φ17.5钢丝绳. 用不小于C0 0.3型花蓝螺栓拉紧. 3.鼓圈设上下2道钢圈.用材为[14槽 钢.上下钢间采用8根[14#槽钢连接. 4.钢材为A3钢，焊条为J422型.

5.焊缝厚度为不小于较小连接件的厚度。 焊缝长度为满焊.

内衬吊盘加工洋图

上钢圈子吊环节点图级 上钢圈与腹杆连接节点图

.

.

上钢圈槽连接节点图 鼓圈竖杆详图

上下中心钢圈用[14槽钢弯制而成， 在六角形钢圈上分出上下连接杆的位置，并钻孔用螺栓连接。钢圈进行24等分，上下钢圈均焊节点板和槽钢，上钢圈连接水平辐射管，下钢圈连接斜撑。

钢圈连接杆用2L75×6角钢制作，长度2m，两根一组，共6组，并在连接杆两头钻孔，位置和钢圈上对应，最后用16mm螺栓固定。

环圈用[14#槽钢和Φ48钢管制作，辐射梁用[5#槽钢。

斜撑上端与环圈或辐射管连接，下端与下钢圈环形钢管连接，连接用扣件，并在斜撑两端扣上保险扣件。

平台铺板用5cm厚优质板材铺设，铺成扇形，便于逐渐缩径时拆除。 吊盘上电器及操作设备从附着式起重设备上移来。

吊盘制作时，几何尺寸应正确，钢材用A3，钢圈焊接用T442焊条满焊，焊缝厚度不小于较薄连接件的厚度，吊盘安装在烟道口上进行，严格按设计要求组装，组装完毕

.

.

后仔细检查。

吊盘组装完毕后进行试压，先将吊盘提升lm，然后进行试压，试压荷载为9t(用耐酸砖作为试压材料)，试压应根据实际情况，取安全系数为3；试压时，应全面检查(包括上面吊环，绳扣情况)，试压合格后才能使用。吊盘的使用荷载为3t。

6、施工机具计划及劳动力计划

翻模施工主要机具配备计划如下表： 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 种类(名称) 翻模附着式起重设备 双筒卷扬机 单筒卷扬机 单筒卷扬机 捌链 捌链 捌链 内衬砌筑平台 混凝土小车。 交流电焊机 型号 数量 l套 1台 1台 1台 10只 2只 4只 l套 16辆 300型 备注 5t 2t 1.5t 5t 2t 1t 0.1m3 l台

劳动力组织如下表：

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ll 12 工种 木工 钢筋工 混凝土工 架子工 瓦工 电焊工 起重工 机修工 测量工 油漆工 电工 力工 合计 数量 15 20 6 6 13 4 2 1 2 4 2 20 95 备注 .

.

6进一步的思考与改进

烟囱翻模施工工艺和滑模施工工艺相比较也有其缺陷，因受拆模强度和高度的，在下部施工时，每天施工一板(1.5m)；到达100m以后，每天施工两板(3m)，冬期施工时，要做拆模强度试验，必要时放慢施工速度。

因烟囱上口曲率半径较小，模板缝比较明显。

安全防护装置每施工完一板都要重新拆除和布置，且没有施工平台，安全性较差。 混凝土料斗可放在上人吊笼上部也可放在下部，本工程因考虑到天津地区风比较大，鹰架不宜做得过高，将料斗放在上部，以增大滑槽的斜度，料斗放在上部；下部基坑挖得过深、土质不好的地区不宜采用该种方法。

本工程使用的内衬砌筑平台为上拉式，因拉吊盘用的钢丝绳将吊盘分割成小块，操作面较小，因此，较小的烟囱建议采用下撑式吊盘，以增大操作面积。 下撑式吊盘如下图所示：

砌筑内衬吊盘示意图

一.本烟囱使用受压式内衬砌筑平台，主付绳用l 4根直径 1 7.5规格的钢丝绳，上部预埋直径3 2的吊环.用于悬挂内衬砌筑平台.

二.平台必须试压合格后才能使用，试压荷载按钢结构规范规定的安全系数.

一、本烟囱使用受压式内衬砌筑平台，主付绳用直径17.5规格的钢丝绳，上部预埋直径32的吊环，用于悬挂内衬砌筑平台。

二、平台必须试压合格后才能使用，试压荷载按钢结构规范的安全系数

7 工程实例

.

.

7.1天津**电厂

天津**热电厂二期扩建工程(1 X 135MW机组)烟囱采用钢筋混凝土结构，筒身高度为195m，筒身上13直径4.7m，下口直径17.3m，内衬采用抗渗耐酸砖砌筑。该工程采用翻模法施工，施工质量满足规范要求，得到业主和监理单位的赞誉。 7.2山西**热电厂

山西**电厂烟囱采用钢筋混凝土砖套筒结构，结构形式是将钢筋混凝土承重外筒与砖套筒(排烟筒)功能分开的结构形式。承重外筒其直径及坡度根据自震周期及变位和检修条肚I I 1血J。定，排烟筒外形做成等直径直段及变直径小坡度锥形段，即上部2脚3即140m做成直筒，下部70m为锥形筒。排烟筒采用分段支撑结构，排烟筒支撑平台由钢筋混凝土环梁、钢斜撑及钢平台梁压型钢板底模现浇钢筋混凝土板组成，内外筒之间留有检修空间。排烟筒采用耐酸胶泥砌筑耐火砖，外表面作耐酸水泥封cjl层和保温保护层，采用岩棉或超细玻璃丝棉毡。基础为钢筋混凝土环板式基础。

本工程2台炉共用一座210m／5.5m钢筋混凝土烟囱，采用翻模法施工，目前正在进行中，施工质量良好。

.