套筒式烟囱施工方案施工组织设计

[简介

[简介］xxx烟囱是我国建的第x座同样的高耸构筑物.外筒

为C３0级钢筋混凝土结构，筒身高度240_m,筒壁厚度为850～25

０_mm,混凝土工程量５200＿ｍ3。

套筒烟囱采用”内提外滑”同步施工工艺，具有同步施工、

安全可靠、保证质量、缩短工期、节约费用等优点.

套筒烟囱以”内提外滑”工艺施工,在进度、质量、安全、

成本等控制上,达到国内先进水平，工程质量:实测垂直度偏差

18_mm,筒壁厚度偏差12_ｍｍ.与传统施工方法比较,节约施工费

用ｘx万元。该工程2xxx年获x建x局_科技进步x等奖。

工程概况

1。工程概况

xx筒式烟囱,外筒为C3０级钢筋混凝土承重筒,内筒为排

烟筒。筒身高度xｘｍ，出口内径xｘm,xxｍ标高，±0。０0外

筒直径xxm,xxm标高处外径ｘxｍ.ｘｘ内筒呈漏斗型,半径为x

ｘ~xxm,外筒壁厚度为85０mm~25０mm，混凝土工程量为xxm3。

内筒８0m标高以下为自承重排烟筒,从内至外,山水玻璃耐酸胶

泥砌２４0mm厚耐火砖,14０mm厚水玻璃耐酸陶粒混凝土，水玻

璃耐酸胶泥砌１20mm厚耐火砖3层组成。每5ｍ设50０×4００

~6０0ｍm（宽×高)水玻璃耐酸陶粒混凝土圈梁一道(即2５ｍ段

设6道).８0ｍ标高以上为分段承重排烟筒（25ｍ一段)，由支承

在外筒牛腿上的１6根钢筋混凝土斜支柱（3５0×350×２100?90

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０mm）与内筒的钢筋混凝土环梁（１0０×450ｍ)组成空间体系

承担排烟筒重量,从内至外由水玻璃耐酸胶泥砌120mm厚耐火

砖,1４0mm厚水玻璃耐酸陶粒混凝土，６0mｍ厚矿棉板,0。６ｍ

m厚塑料钢板4层组成.每5m设2６０×400~600ｍｍ水玻璃耐酸

陶粒混凝土圈梁一道（即25m段设６道）,耐火砖xｘm3,耐酸混

凝土ｘxm３，矿棉板xxm2,塑料钢板xｘm2。内外筒每25m设钢

平台，两平台之间由支承在外筒壁上的旋转钢梯联通。外筒设有

3道信号平台，4道检修平台，每２5m有门窗共8档，80～240

ｍ按45度布设有红白相间的竖向格条航标(2５ｍ高水平等分３

段)，工程量xx0m2，设计要求筒身完成后涂刷。

施工方案—平台设计

3。施工方案

基础及外筒xｘｍ以下采用翻模施工。

3.1。平台设计

（1）上平台采用变刚度下撑式组合梁体系，布置xx对辐射

梁(2[1６a一对)，每对辐射梁按9度布置,为使提升架不与斜支柱

相碰,第一对辐射梁偏离烟囱中心线4度左右，这样大部分支承杆

可避开门窗洞口,减少支承杆的加固。平台直径为φ1９.8m，鼓

型钢圈（[２0ａ）直径为3.6m，高度3。０m.压杆由[８构成（40

根)，拉杆由1９钢丝绳承担，并加设花篮螺栓张紧。设三道外钢

圈（φ5。6m,φ1４．5m，φ１8。５4m）,一道内钢圈(φ3。6m）,

均由[1２制作，护栏钢圈(φ18。6）由[8制作。垂直运输设五孔

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井架四吊笼方案,井架托梁用[２0b制作。

(2)提升架设计：外筒采用“开”字型提升架40榀,立柱由2[６

3焊成63×200ｍm截面，长度2４０0mm,上横梁2［１0,下横梁２

[12,提升架外包尺寸１7０0ｍｍ.为满足筒体随升变坡要求,内

立柱增设二根φ２5水平丝杆，便于内立柱推进、拉出。内筒设

20榀“开”字型提升架,组合截面6３×１50ｍm,长度3000mm,上

下横梁２[10，外径８0０mm.

(3）模板设计:

1）外筒模板:

固定外模板：３50×１350mｍ40块

固定内模板：350×1250mm40块

外收分模板；350×１3５０mm４0块

内收分模板;55０×12５0ｍｍ14０块

外活动模板;1２０×１350mm2８0块

内活动模板;120×１２50ｍm24０块

2）内筒模板:

固定外模板：350×125０mm２0块

固定内模板:３50×12５0m20块

外收分模板：350×12５０mm40块

内收分模板:3５0×12５0ｍm4０块

外活动模板:120×１2５0mm1８０块

内活动模板:120×１250mm１6０块

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以上模板均用２mm钢板及Ｌ4０×３制作。

(4)围檩设计:围檩用L50×４制作，根据筒身坡度变化，从

30mm标高开始,需更换三次，即70m、１1０m、155m，围檩弧度按

筒身半径确定。

(5）吊架设计：

１)外筒吊架:外筒设内外吊架，外吊架设二层,每层高180

０ｍm,宽度６00mm,50厚木板铺设，吊架设三层,每层高1８０0mm,

宽度6０0mｍ,铺５０厚木板，φ12钢筋护栏高1２00mm,间距200m

ｍ。内、外吊架用L4０×3制作。

2)内筒吊架:内筒外吊架设三层,每层高1800mm,宽度6０

０ｍm，第一层距辐射梁2600ｍm。内筒内吊架设二层,每层高

1800mm。宽度1000mｍ,第一层与鼓型下钢圈平,并与十字栈桥相

联,便于材料运输,吊架用L４0×３制作，每层铺5０厚木板,φ1

２钢筋护栏．

施工方案—液压系统设计

3．2。液压系统设计

液压系统油路采用分组并联型式,千斤顶用QH－35型,操作

台用YKＪ-36型,支承杆φ2５圆钢制作,M１6丝口联结,滑升时用

四种不同长度支承杆相间布置。

经计算滑升阶段组合最大荷载为93。4ｔ，停滑阶段最大组

合荷载为10４ｔ,则千斤顶最小需用量为:

Nｍiｎ=104t／0．７×1.5=9９(只),选用100,采用2、3

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相间布置。

施工方案—施工工艺

3．3。施工工艺

（1）工艺原理：内提外滑同步施工工艺：外筒采用滑模工

艺，内筒采用提模工艺，同步完成内外筒全部工序。

(2）工艺流程:外筒每滑升250ｍｍ，内筒在模板内砌耐火砖

2５0mｍ,当外筒连续滑升三个提升层后，内筒浇筑水玻璃耐酸陶

粒混凝土７50mｍ,矿棉板、塑料钢板紧跟内筒提升.附着在外筒

上的旋转钢梯、钢平台、信号平台,检修平台等随外筒滑升同步

进行。当

外筒滑升到每层钢平台上约1500mm处，此时内筒已到环梁

底标高,即停止提滑，拆除内筒与16根斜支柱相碰的外模板,用经

纬仪测16根支柱中心线，以及３2根水平钢梁中心线，安支柱劲

性骨架,挂模板,浇筑混凝土。然后挂环梁底模,安闪角石棉布，

安铅板，钢筋，浇筑混凝土,当混凝土强度达到20ＭPａ以上,焊

32根水平钢梁,安钢搁栅。1200mm停滑,绑扎梁钢筋,浇筑耐酸混

凝土,这样就完成了一个25m层的全部工序。

侧板施工工艺:外筒停止滑升椡四谕餐饽V粱妨和獠鄺扎侧

板钢筋棸膊嗄０鍡安矿棉布椊讲喟迥退峄炷翖养护棽鸪嗄

０澹ㄍ？。4。2)

环梁施工工艺：测１6根斜支柱中心线棸簿⑿怨羌軛挂模板

椊叫敝е鶙安环梁底模棸睬Π鍡扎钢筋棸苍ぢ窦浇环梁混凝

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土椇？２根平台钢梁椞嵘谀＃瓜驴谄交妨荷媳砻妫ㄍ?。４。

３)。

４20×１200梁施工工艺：提升内筒模板至环梁上表面椙Π

逋湔壑粱妨?

面椩?200ｍm高耐酸混凝上梁钢筋→推内筒外模至梁外侧

→浇耐酸混凝土→滑升１200ｍm后停歇→推内筒外模至内筒外

壁→进入正常滑升(图3。4.4)．

图3.4。５所示为HZ劲性骨架图.

图3。４。６所示为内提外滑的工艺流程图(见下页）。

（3)标高230m~２40ｍ施工；标高２30~240m内筒呈漏斗型,

内半径由3。5?。5m，内外筒间距离由13０0~３00mm，内外提升

架相碰，且内外筒封口处施工困难,经分析研究决定此段外筒采

用滑模,内筒采用翻模施工.其方法是，当内筒提升到标高２30m

处，拆除内

筒提模体系,外筒滑升3m左右停止滑升，安装230m钢平台,

并在钢平台上搭脚手架(钢管立柱支承在3２根水平钢梁上),进

行内筒模板安装，绑扎钢筋,浇筑水玻璃耐酸陶粒混凝土.模板采

用钢木组合方案，φ１2钢筋螺栓,φ2５钢筋作弧型环箍,φ４8

钢管作竖向楞枋和支撑（支在外筒壁和脚手架上）。此段分3次

施工到顶。外筒滑升到顶后，在外筒安40个钢筋支凳,以支承每

对辐射梁，此时拆除外筒模及提升架内立柱,安最后一段内筒封

口模板,浇筑耐酸混凝土(见图3．4。７见下页）。

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（4)旋转钢梯及钢平台施工:旋转钢梯及钢平台平面布置

方位

多变,为确保安装精度,拟定以下施工方法。

1)基准点设置：根据烟囱所处地理环境，确定在距烟囱南、

西面各200m处埋设基准点，作为测定偏、扭方位的依据。

2)使用激光铅直仪、经纬仪、水平仪测定方位、高程、偏

扭。

测定方位的方法：激光铅直仪将烟囱中心点投射到上平台

接收靶上,架设经纬仪;激光点,后视地面基准点，测定需要的任

何方位,可解决旋转钢梯预埋件、1６根斜支柱铁件、及32根水平

钢梁铁件等的埋设和安装。

3)旋转钢梯预埋件露出模板后,那时清理表面，并标注中

心线及高程,满足一个梯段,然后用上平台扒杆起吊钢梯到上平

台,再用人工从上平台吊运到安装部位。每２5m高的钢搁栅安装,

需待吊架过平台标高后插入。

（5)矿棉板及塑料钢板施工:耐酸混凝土出模后，强度达到

1０MPa左右，即插入矿棉板安装,安装拼缝要求错开,水泥钉固定,

间距为４00mm。塑料钢板按400m间距钻φ4孔,用水泥钉固定．要

求接缝整齐,搭接不小于5０ｍｍ宽，并且拼缝错开。

（6）门窗洞口施工：外筒滑升到有门窗洞口时,测洞口方位

及标高,洞口侧模及顶模用30ｍｍ厚木模制作,水平撑及顶撑采

用50×８0m木桩。

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（7）信号平台及检修平台施工:烟囱在130m、180m、23０m

设三道信号平台,在８０ｍ、1０5m、１55m、205m放四道检修平

台,外筒滑升到安装标高时,测定预埋件方位及标高,埋设预埋

件，每个预埋件应与同筒身钢筋焊接固定,当铁件出模后，及时

清理表面，并标注中心线及标高,便于插入安装。

（8)钢筋工程:外筒竖向钢筋采用气压焊接接头,环向筋采

用搭接接头.

(9)混凝土工程:筒身混凝土为C30级,施工前应进行试配,

除满足强度要求外,尚需满足滑升工艺需要.混凝土采用机拌、机

捣;垂直运输用五孔井架四吊笼;水平运输,地面用小翻斗车,上

平台用小胶轮车．

混凝土浇筑应对称相背方向进行,各浇筑层不得在同一

点开始.混凝土养护用亲水型养护剂,当混凝土出模后，修整筒身

表面,刷纯水泥浆一遍，再刷养护剂。

（1０)耐酸工程施工：耐酸混凝土为C18级,材料组成为：

页岩陶粒及陶粒砂、水玻璃胶结剂、氟硅酸钠固化剂、铸石粉、

木钙掺合料等。

（１１)航空标志施工:烟囱80m~２40m设有竖向格条航空色

标，设计要求筒身滑升完后立即施工。其施工方法：

1)在外筒身施工时,分别在80m、1３0m、180m、230m、240m

按45度分格作好油漆标志。

２）涂刷航空色标时,用12#铅丝按上下标志分格拉直,水平

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分格每2５m等分三段。

3）制作吊笼,利用地面卷扬机及人力绞车作为提升设备。

4)涂刷按２40m~230m,23０～１80m,180～13０m,１30~80m

分段施工.

（5)涂刷油漆时,切实作好安全保护工作。

(6）门窗洞口施工：外筒滑升到有门窗洞口时，测洞口方位

及标高,洞口侧模及顶模用30mｍ厚木模制作,水平撑及顶撑采用

50×80mm木枋。

(7)信号平台及检修平台施工:烟囱在130m、180m、23０m

设三道信号平台，在80ｍ、105m、155m、205ｍ放四道检修平台，

外筒滑升到安装标高时，测定预埋件方位及标高,埋设预埋件,

每个预埋件应与筒身钢筋焊接固定,当铁件出模后,及时清理表

面,并标注中心线及标高,便于插入安装。

(8）钢筋工程:外筒竖向钢筋采用气压焊接接头,环向筋采

用搭接接头。

(9)混凝土工程:筒身混凝土为Ｃ30级,施工前应进行试配，

除满足强度要求外,尚需满足滑升工艺需要。混凝土采用机拌、

机捣；垂直运输用五孔井架四吊笼；水平运输,地面用小翻斗车，

上平台用小胶轮车。

混凝土浇筑应对称相背方向进行,各浇筑层不得在同一点开

始。混凝土养护用亲水型养护剂,当混凝土出模后,修整筒身表面,

刷纯水泥浆一遍，再刷养护剂。

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(10)耐酸工程施工:耐酸混凝土为Ｃ18级,材料组成为：页

岩陶粒及陶粒砂、水玻璃胶结剂、氟硅酸钠固化剂、铸石粉、木

钙掺合料等。

木质磺酸钙：选用吉林开山屯造纸厂生产的产品。

材料掺量应通过试配确定,初凝时间>2h以上。

单台组装、改装及拆除

４。单台组装、改装及拆除

1.平台组装

滑模平台加工完后，在地面试组装，并按设计荷载试压,合

格后进行现场正式组装。

（１)组装前的准备工作:

1）作好基础周围的回填压实,埋好避雷带，测定接地电阻,

作好记录。

２）设现场道路，接好现场水、电管线,标注安全施工区,

主要通道搭设防护棚。

3）按设计和滑升要求埋设基准点、沉降观察点。

4）检查筒身几何尺寸是否符合设计要求，预埋件是否符

合要求,清除筒身截面松动混凝土,修理校正钢筋,按滑升平台辐

射梁布置放线。

５)清点构件数量,并编号堆放。

6）组织安装小组,专人负责，统一指挥。

(2）组装顺序:搭设组装平台→安垂直运输设备→安装平台

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鼓型钢圈→安辐射梁→安环型钢圈→安护栏钢圈及栏杆→安井

架及斜撑→安提升架→模板→吊架及栈桥→井架扒杆→液压系

统→电器系统→运输系统→支承杆→检查→试滑

2．平台改装

在标高30ｍ起滑时,平台外挑长度110mm,滑升到85ｍ标高

外挑长约3。3m,应改装平台.改装顺序:拆除外钢圈→拆护栏钢圈

及栏杆→切割辐射梁2。0m→安备制的外钢圈→安备制的护栏钢

圈及栏杆→斜支撑改短安装。滑升到155m（以上为直筒)标高，

平台外挑

长度2．6ｍ,可不改装平台．

3．平台拆除

平台拆除采用分件与整件相结合的拆除方案(鼓型钢圈整

体拆除,其余分件拆除）.

（１）外筒施工到筒顶时，在筒顶按45度方位预埋φ20

钢筋锚环。

(2)拆除前,用φ1１钢丝绳及花篮螺栓，将鼓型钢圈固定

在筒顶钢筋锚环上。

（3）提升架、钢模板、液压系统、铺板等拆除时,用井

架吊笼运至地面，并在鼓型钢圈上安装自制带滑轮的三角架,用

地面卷扬机作运输设备，先将井架拆除运至地面.

(4)用一台双滚筒卷扬机两根钢丝绳，分别通过筒顶两单轮

滑车拆除鼓型钢圈系统,再利用三角架作为运输机具,拆除辐射

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梁运至地面．

(5)辐射梁拆除完后，将固结在筒顶的φ１1钢丝绳拆除，

开动双筒卷扬机将鼓型钢圈运至灰斗平台拆卸,最后拆除单轮滑

车。拆除人员从旋转钢梯下到地面。

施工进度计划

施工进度计划

1．机械设备计划（表3。4.２)

2。劳动组织计划

施工总负责一人，总技术负责一人,每班人员如表３。4.3。

确保工程质量措施

确保工程质量措施

（１)烟囱按项目法组织施工，设专职质检人员二人,全面

负责烟囱的质量监督及检查工作。

（2）建立关键工序的QＣ小组，及时总结QC小组活动成

果。

(３)主要分项工程的质量控制

1)各分项工程应符合施工及验收规范、规程的有关规定。

①钢筋混凝土筒体施工,应符合烟囱工程施工及验收规

范,(GBJ-85)、特种结构施工操作规程(ＹSJ４05-89)及钢筋混凝

土工程及验收规范(ＧBJ205－８3)、混凝土强度检验评定标准

(GBＪＩ-87)的要求。

②钢结构制作安装应符合钢结构工程施工及验收规范(GＢ

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Ｊ20５?3）要求。

③水玻璃耐酸陶粒混凝土施工应符合建筑防腐蚀工程施工

及验收规范（TＪ２?6)要求.

④航空色标施工应符合装饰工程施工及验收规范（GＢJ2０1

－83）要求,并符合设计规定。

2)筒身标高控制措施：筒身标高采用如下双控制措施:

①利用水平仪在平台上分段测定标高标注在支承杆上，并

作好累计记录。

②利用50ｍ钢尺校核高程。其方法是在柔性导绳上作好±

0．0０标记,利用两个吊笼导绳为基准,从下至上测量,以校核其

误差。

3)失圆度控制措施：烟囱从30-2４０m四个坡度段;第一坡

度段30~8０m,坡度为4%;第二坡度段８0~155m,坡度为２%；第三

坡度段155～2３0ｍ,坡度为０％；第四坡度段２3０～２40ｍ，

坡度为2%(反坡）.平台设计时,从30~２４０m按每1m高的外半径

刻制在辐射梁上。若坡度为４%，每升高lm，半径减小40mm,而ｌ

ｍ高定为４个提升层(每个提升层定为250ｍm高）,每提升一次,

半径减小1０mｍ,故将4%的坡度段按10mｍ刻制标志，其余坡度类

推.这样能准确控制筒身的圆度。

4)垂直度控制措施。在烟囱中心点设激光铅直仪一台,上平

台中心设接收靶一个,每提升一次,用激光铅直仪投射到接收靶

上，测定偏移值及偏移方向，偏移值超过10ｍm时应及时纠正,

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做到勤检查,勤纠正.

5）混凝土及耐酸混凝土除了满足以上规范规定外,尚须满

足液压滑动模板施工技术规范(ＧＢJl－８7）要求，混凝土出模

强度８h要大于０.4MPa，耐酸混凝土初凝时间要达到2h以上.

6)准确测量门窗洞口、旋转钢梯、斜支柱、钢平台、检修平

台、信号平台等预埋件的方位、中心线及标高。

7)各种材料必须具有材质合格证，凡不合格的材料不允许

使用。

安全技术措施

安全技术措施

烟囱施工除设专职安全员外,更重要的是对所有人员进行

安全教育,提高安全意识,并制定奖惩及安全防范措施，避免事故

发生.

1。防雷措施

平台井架上设二根避雷针，利用筒体钢筋作引下导线，接地

电阻不得大于10欧姆。雷雨天停止滑升。值班电工随时检查接地

电阻。避雷装置上钢筋焊接要符合要求。

2。防火措施

平台上不允许堆易燃物，并安设灭火器，焊接处焊渣用铁

簸箕接住。

３。防风措施

烟囱滑模施工期间应与当地气象站紧密联系，掌握气象变

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化动向,凡遇6级以上大风天气,应停止滑升，并用钢丝绳及葫芦

将外模箍紧，加强平台抗倾复能力。

4。停电应急措施

烟囱滑升期间,现场宜设发电机一台。

5．防坠落、物击措施

(1）切实作好“三室使用、四口防护"工作,上平台操作区

加设护身栏杆及全封闭安全网,地面在警戒区范围搭安全防护棚,

所有高空人员严格遵守高空作业规定.

(2）严禁高空向下掷物品。

（3)吊笼用双筒卷扬机,井架上设二道限位开关,运输线路

采用多点电控。

6。防机电事故措施

(1)电器系统设总（单)控制台,以保证运行安全。

(２)所有用电设备接零接地,专人负责,经常检查．

（3）安设有线电话及无线通讯设备，做到联系及时,指挥

准确.

（4)严格执行有关规章制度.

冬期施工措施

冬期施工措施

(1）该工程地处xｘ，冬季温度较低，为确保混凝土工程

的质量及滑升施工的安全,混凝土中掺早强抗冻剂。根据使用

情况,宜选用xx厂生产的UNＦ－5型，可满足－10℃以内施工,

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不致受冻。

（２)根据烟囱周围的地理环境及设施条件，当日均气温

低于—5℃时宜停止滑模施工.

表3.4。3。xls

表3。4。1。xｌs

表3。4。２。ｘls

表3。4。4。xｌs

表３.4。5.ｘls

2内、外筒施工方案可行性研究

2。内、外筒施工方案可行性研究

xxx套筒式烟囱，在全国是第ｘx座，经调查了解,第一座采

用多孔精制井架,增设内外吊平台翻模施工外筒,组成空间体系

的钢筋混凝土斜支柱及内筒环梁采用预制方案,依靠井架平台进

行组装,外筒施工完后,由下而上完成其余各道工序，历时ｘｘ个

月。我们曾考虑过外筒采用滑模方案,斜支柱及内筒环梁采用预

制方案,随外筒滑升同步组装完成。外筒滑升完后,组装内吊平台

及筒间搭设脚手架从下而上完成内筒各道工序,以及钢平台、旋

转钢梯的安装．但斜支柱长ｘｘ~xxmm，单件重约xxt，xx段环

梁，每段重约xxｔ，依靠滑升平台吊装、就位困难很大.尤其是

由8段环梁在无支承的情况下悬空组装成φ8050mm的环难度更

大，施工安全及安装质量难以保证。为了解决以上难点,经研究

分析决定采用内提外滑同步施工方案，即外筒采用滑模,内筒采

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用提模，斜支柱及环梁改为现浇施工．对于斜支柱悬空的支模，

是将斜支柱的钢筋改为4L63×4的劲性骨架，采用挂模浇筑混凝

土。内提外滑施工方案可使内筒各道工序以及钢平台、旋转钢梯

等安装随外筒滑升同步完成,不但解决了悬空组装的困难,而且

安全、质量可得到保证,工期可大大缩短,减少投入xx万元以上

(图3。4。１)。

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