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砌筑工程施工43
学习任务三烟囱、烟道砌筑
学习目标:
通过本单元知识的学习,使学生学会烟囱、烟道的砌筑;并学会根据工程需要,安全合理搭设及拆除脚手架。
学习任务:
砌筑××烟囱工程。
任务分析:
通过烟囱工程砌筑实践,学生首先知道烟囱砌筑的工艺,操作要点;其次明白烟囱安全施工要求及施工质量规范;掌握烟囱外手脚架搭设规范知识。
任务实施:
(一)烟囱、烟道砌筑的工艺顺序
准备工作→排砖摆底→砌筑基础→检查校核→砌筑囱身(包括内衬砌筑、软件安装)→勾缝结束。
(二)烟囱、烟道砌筑的操作要点
1.施工准备
(1)技术准备。
首先熟悉图样,因砖砌烟囱比一般砖墙复杂些,施工前应认真阅读图样,弄清烟囱各部位的构造及施工要求,如基础的埋置深度、基础大放脚的断面尺寸和收退情况、囱身沿高度按厚度不同分成的段数,以及每段囱身高度和壁厚情况;同时还应弄清囱身底部烟道入口及出灰口的部位和留置尺寸;弄清附属设施(如铁爬梯、护身栏、休息平台、避雷针、信号灯等)的埋设要求和留置部位。
其次对前道工序进行验收、大放脚墨斗线是否完全和清晰,必要时应根据龙门板基准线检查基础弹线的准确程度,在确保放线位置无误后才能砌筑。
(2)工具准备。
砌烟囱时除常用工具之外还应准备以下工具:
①十字杠和轮圆杆。
十字杠可用5cm厚、10cm宽刨光方木叠在一起组成,中间用ø10螺栓的中心下部焊一小钩,作为悬挂大线锤用。
十字杠在砌筑烟囱时作为控制标高和收分坡度、检查中心垂直度的主要工具,十字杠和轮圆杆如图4.3.1所示。
②大线锤。
这种线锤需要特制,一般约重5~10kg。
使用时用细铁丝吊挂、对中,用来控制和保证砌筑时的中心垂直度。
由十字杠中心下挂,使锤尖与底部烟囱中心点对准。
③收分托线板。
它是用来检查囱身外壁的收坡准确度和表面平整度,收分托线板是以图样规定的收坡要求自制的计算器具。
④铁水平尺。
它是用来放在十字杠上,检查囱身各点是否在同一水平面上的工具,以控制烟囱上口水平、避免烟囱口倾斜。
图4.3.1
⑤锯砖用砂轮机。
有条件的单位应设置,主要用于加工异形砖,尤其是在砌内衬耐火砖时作用更大,比瓦刀砍砖质量更好。
(3)材料准备
①砌筑用砖。
由于烟囱为高耸构筑物,同时受烟气热力的作用,因此它的强度必须符合设计要求,事先应对砖抽查复验。
②耐火砖。
标准耐火砖规格有:
250mm×123mm×60mm×和230mm×113mm×65mm两种,异形耐火砖规格按需要加工制作。
耐火砖按其耐火程度分为普通耐火砖和高级耐火砖两种:
普通耐火砖其耐火程度为1580~1770℃,高级耐火砖其耐火程度为1770~2000℃。
按其化学性能进行选择,准备材料。
③砌筑砂浆。
囱身外壁的砌筑砂浆,强度等级应按设计规定采用,一般采用不低于M5的水泥混合砂浆,在其顶部5m范围内,宜将砂浆强度等级提高到M7.5。
当采用配筋砖筒壁时,应采用不低于M7.5的水泥混合砂浆,在其顶部5m范围内,宜将砂浆强度等级提高到M7.5。
当采用配筋砖筒壁时,应采用不低于M7.5的水泥混合砂浆。
④囱身内衬的砂浆。
当烟气温度低于400℃时,可用普通黏土砖砌内衬,这时可用M2.5以上水泥混合砂浆砌筑。
其耐火黏土生料和熟料配合比为1:
2;当耐热混凝土预制块用上述的泥浆砌筑时,应再加入20%的水泥拌和。
配制耐火泥浆时应注意根据不同种类的耐火砖性能,采用相应配合比的耐火泥浆。
2.基础砌筑
基础排砖摆底前先根据大放脚底标高位置检查基底标高是否准确,如需要做找平的,则应要求找平到皮数杆第一皮整砖以下,找平厚度大于2cm时,应用C20细石混凝土找平,厚度小于2cm的,可用1:
2水泥浆找平,基地找平后应浇水湿润,然后才可进行下一步施工。
(1)定位找中。
在烟囱基础垫层及钢筋混凝土底板施工完成后,经过施工测量在底板上放出中心十字线,并安置好中心桩(桩中心点用小钉钉上),并根据中心桩放出砖基础边线,作为砖瓦工砌筑的依据。
在准备工作时也可以利用烟囱定位时的龙门桩中心,用细麻线绷紧拉垂直相交线,检查烟囱中心点是否符合,基础边线是否准确,同时还要检查基础皮数杆的标高与龙门板是否符合,随后开始排砖摆底,进行砌筑。
(2)排砖摆底。
开始砌筑时应在圆周上摆砖,采用丁砌法砌筑排列,摆砖合适之后,方可正式砌砖。
排砖的立缝控制在:
内圈缝不小于5mm,外圈缝不大于12mm。
(3)基础砌筑。
基础大放脚沿圆圈向中心收退,退到基础部分的图壁厚时,要根据中心桩检查一次基环墙中心线是否准确,找准后再砌基础部分的囱壁。
基础囱壁呈圆筒形,一般设有收分坡度,可以用普通托线板检查垂直度,砌筑高度按皮数杆而定。
(4)进行自检。
基础砌完后要进行垂直度和水平标高、中心偏差、圆周尺寸(圆度)、上口水平等全面检查,合格后抹好防潮层,在囱壁上放出水平标高线,就可以砌筑基础以上的囱身了。
3.烟囱身砌筑
(1)排砖组砌。
基础检查合格后,即可在基础上口防潮层上按囱身尺寸排砖,排砖时可以不考虑基础外壁的立缝位置,砌时应按囱身清水砌砖仔细排放,排砖要均匀,产缝里口不小于5m,外口不大于15mm。
如果烟囱直径较小,排砖立缝不能满足此要求时,为了使灰缝均匀,可将砖先加工成楔形,必须注意加工后的砖宽应大于原砖宽2/3以上。
外壁砌筑时的水平缝应控制在8~10mm,环向的竖缝应交错1/2砖,放射缝应交错1/4砖,小于1/2砖的碎砖不得使用。
图4.3.2(a)(b)所示为1½砖厚及2砖厚囱壁的砌砖错缝方式。
(a)1½砖错缝
(b)2砖错缝
图4.3.2
砌时要求先砌外圈,后砌内圈,最后填中心砖。
方烟囱可不用丁砌法,而用丁顺砌法。
必须注意的是在收分时不能砍四角砖,而应在平直部分调整砖的大小,逐步减少砖块,同样立缝灰缝应控制在8~12mm。
(2)圆烟囱的检查控制。
圆烟囱囱身自身砌筑开始就要设计要求收坡,砌筑时主要依靠十字、轮圆杆和收分托线板控制囱垂直度和外壁坡度。
用十字杠中心悬挂大线锤对中后,查看砌口处收分尺寸有无偏差,看烟囱有无倾斜;再用轮圆杆转一周检查囱身是否圆,并用钢尺从±0.000标高线往上量高度看是否准确,对照十字杠收分的标高是否符合;再用坡度靠尺板检查外面的平整度;最后用铁水平尺检查是否符合;再用坡度靠尺板检查外面的平整度;最后用铁水平尺检查上口水平。
凡是发现偏差超过规范要求的要拆除重砌。
偏差较小的亦应在砌筑中及时纠正。
(3)方烟囱的检查控制。
检查方烟囱的中心垂直度,可采用小型字杠,不过检查时应放在对角线位置,以对脚线的收分尺寸在杠上划出标志,其收分数值等于外分尺寸1.4142。
方烟囱收坡应算出每皮收退多少,每米高以16皮砖厚算,则每皮砖仅收坡1.25mm,砌时可用手感测定。
4.烟囱节点砌筑
(1)烟囱入口清灰口和散热口。
烟道入口顶部的拱碹砌筑很重要,它的拱脚在囱身空出的尺寸不同,如图4.3.3所示。
囱身由该处于烟道相接,因此在囱身开始砌筑时,应注意在烟道入口的两侧砌出的砖垛,两侧砖垛的砖层要在同一标高上,拱座时垂直砌筑,而囱身是向内收坡,因此要注意防止砌成错位墙。
后面的灰口较小,但砌时亦应要求相同。
此外,要求相同。
此外,囱身外壁上的通风散热孔,应按照图样要求留出6cm╳6cm见方的孔洞。
外壁砌筑时灰缝要随刮缝。
勾缝,缝要勾成雨缝,形式如图4.3.4所示。
图4.3.3烟道入口处囱身的拱口示意图
4.3.4风雨缝的形式
(2)顶部收口。
囱壁顶部应向外壁外侧挑砖形成出檐,一般挑出3皮砖约18cm,挑出部分砂浆要饱满,完工后顶面应用1:
3水泥砂浆抹成排水坡。
(3)放置囱身附件。
砌入囱身的铁身的铁活附件,均须事先涂防锈漆,按设计位置预埋牢固,不得遗漏。
上人的爬梯铁镫应埋入壁内最少24cm,并应用砂浆窝切结实。
环向铁箍应按设计要求安装,螺钉拧紧后,应将外漏钉扣凿毛,防止螺母松脱,每个铁箍的接头应上下错开。
上部有铁休息的平台,应按图安装,用C20以上混凝土浇筑牢固,砌时应按图在铁脚埋入位置留出混凝土浇筑范围。
地震设防在烟囱内加设的纵向及环向抗震钢筋,砌筑时必须按图样要求认真埋放,所有露铁件均要在防锈漆外再刷二度调和漆完成施工。
5.烟囱内衬的砌筑
砖烟囱的内衬一般随外壁同时砌筑,内衬的厚度依烟气温高低而定。
内衬壁厚为1/2砖时可用顺砖砌筑,互相咬1/2砖。
用粘土砖作内衬时,灰缝的厚度不大于8cm,耐火砖做内衬时,灰缝厚度不大于4cm。
随砌随刮去挤出的舌头灰。
为了内衬的稳定,在砌筑时应每隔1cm的高度上,砌一块丁砖顶在外壁上形成梅花形支点,使之稳固。
图4.3.5内衬顶挑砖檐和
减荷带示意图
内衬砌筑时,要用小木捶打砖块,使水平灰缝和垂直灰缝挤压密实。
内衬每砌高1cm,应在内侧表面刷耐火泥浆一遍,以堵严灰缝缝隙,达到不漏烟的目的,囱身外壁和内衬之间有一层隔热层,一般留出6cm空间,砌筑时不允许落入砂浆和其他杂物。
如设计需要填隔热材料时,则应每砌4~5皮砖就填充一次,并轻捣实。
为减轻因隔热材料的自重而产生的体积沉缩,防止隔热效果降低,一般在内衬高度上每隔2~2.5cm砌一圈减荷带。
当内衬砌到顶面时,外壁应砌出向内挑的砖檐,挡住隔热层上口,避免尘埃落入其内,如图4.3.5所示。
6.烟道的砌筑
烟道同样是排除炉灶烟气的构筑物,它在施工砌筑时应注意以下步骤。
有时可以利用烟道后砌调整炉灶和烟囱间的距离在尺寸上的偏差。
一般砌筑先根据在烟道垫层上放线和弹出外壁及内衬的墨线排砖,排砖时烟道两端(即与炉窑一端和与烟囱一端的接头处)要留出3cm的变形缝。
烟道砌筑时,外壁和内衬应同时进行,并要立皮数杆控制高度。
当砌到烟道墙的顶部时,凡是拱碹做顶的应将拱脚处的砖面砍出斜面,留置拱脚,砌时防止灰浆杂物落入隔热层缝隙中。
随后在烟囱内支撑拱顶模架,经检查无误后可开始发碹砌筑拱顶。
砌拱顶时,应先砌内衬耐火的拱顶,砌好后再将其顶上填放两层草帘并稍加砂浆抹平约厚6cm,作为外壁拱顶的底模,最后在炉灶使用时高温烟气可以使草帘燃烧成灰烬,形成一个空腔隔热带。
烟道砌法和筒拱一样,砌好后可灌浆刮平,保证灰缝严密不漏气,砌时内衬灰缝不大于4cm,外壁灰缝控制在10cm左右,待砂浆强度足够拆除内部胎膜。
胎膜拆除后可在烟道内的底面铺砌底部耐火砖,其厚度一般为半砖,错开1/2砖咬合,铺砌好后刮平扫浆,使灰缝严密。
最后在两端沉降缝外要用石棉绳堵密实,再用耐火砂浆勾缝抹平。
(三)烟囱外脚手架
采用外脚手架施工,仅适用于45cm以下,上口直径小于2cm的中、小型烟囱。
当烟囱直径超过2cm,高度超过45cm时,可采用井架提升平台施工。
1.烟囱外脚手架的基本形成
烟囱呈圆锥形,高度较高,其施工脚手架的形式应根据烟囱的体型、高度、搭设材料等确定。
图4.3.6扣件式烟囱外脚手架
1—立杆;2—大横杆;3—小横杆
(1)扣件式钢管烟囱脚手架。
扣件式钢管烟囱外脚手架一般搭设成正方形或正六边形(图4.3.6)
(2)碗扣式钢管烟囱脚手架。
碗扣式钢管烟囱脚手架一般搭设成正六边形或正八边形(图4.3.7)。
搭设碗扣式正六边形脚手架时,所需杆件的尺寸见表4.3.1。
表4.3.1六边形脚手架的构造尺寸
序次
内径r1
外径r2
Lb=r2-r1
La1
La2
1
900
1800
900
900
1800
2
900
2100
1200
1200
2100
3
1200
2100
900
1200
2100
4
1200
2400
1200
1200
2400
5
1500
2400
900
1500
2400
碗扣式钢管脚手架的杆件为定型产品,其尺寸为0.9cm、1.2cm、1.8cm、2.1cm、和2.4cm,目前无1.5cm和2.1cm两种型号,但可以最终生产。
图4.3.7碗扣式烟囱脚手架
(3)门式钢管烟囱脚手架。
门式钢管烟囱脚手架一般搭设成正八边形形式(图4.3.8)
图4.3.8门式钢管烟囱脚手架
2.烟囱外脚手架搭设
(1)施工准备。
①工程负责人应根据工程施工组织设计中有关烟囱脚手架搭设的技术要求,逐级向施工作业人员进行技术交底和安全技术交底。
②对脚手架材料进行检查和验收,不合格的构配件不准使用,合格的构配件按品种、规格,使用顺序先后堆放整齐。
③搭设现场应清理干净,夯实基土,场地排水畅通。
正方形脚手架放线方法:
取4根杆件,量出长度L,做好记号并画上中点,然后把这4根杆件在烟囱外围摆成正方形。
4根杆的中点与烟囱中心线对齐,两对角线长度相等(图4.3.9),杆件垂直相交的四角即为里立杆的位置。
其他各里杆的位置及外排立杆的位置随之都可以确定。
六边形脚手架放线方法:
取6根杆件,量出长度L,做好记号并画上中点,然后将这6根杆件在烟从外围摆成正六边形,6个角点即为6根里立杆的位置(图4.3.10),接着即可确定其他各根里立杆和外排立杆的位置。
图4.3.9脚手架图4.3.10正六边形脚手架
(2)铺设垫板、安放底座、树立杆。
按脚手架放线的立杆位置,铺设垫板和安放底座。
垫板应铺平稳,不能悬空,底座位置必须准确。
树立杆搭第一步架子需要6~8人工作,互相配合,先树各转角处的立杆,后树中间各杆,同一排的立杆要对齐、对正。
里排立杆离烟囱外壁的最近距离为40~50mm,外排立杆距烟囱外壁的距离不大于2m,脚手架立杆纵向间距为1.5m。
相邻两立杆的接头不得在同一步架、同一跨间内,扣件式钢管立杆应采用对接。
(3)安放大横杆、小横杆。
立杆树立后应立即安装大横杆和小横杆。
大横杆应设置在立杆内侧,其端头应伸出立杆10cm以上,以防滑脱,脚手架的步距为1.2m。
大横杆的接长宜用对接扣件,也可用搭接。
搭接长度不小于1m,并用3个扣件。
各接头应错开,相邻两接头的水平距离不小于50cm。
相邻横杆的接头不得在同一步架或同一跨间内。
小横杆与大横杆应扣接牢,操作层上小横杆的间距不大于1m。
小横杆端头与烟囱壁的距离控制在10~15cm,不得顶住烟囱筒壁
(4)绑扣剪刀撑、斜撑。
脚手架每一外侧面应从底到顶设置剪刀撑,当脚手架每搭设7步架时,就应及时搭装剪刀撑、斜撑。
剪刀撑的一根杆与立杆扣紧,另一根应与小横杆扣紧,这样可避免钢管扭弯。
剪刀撑、斜撑一般采用搭接,搭接长度不小于50cm。
斜撑两端的扣件离立杆节点的距离不宜大于20cm。
最下一道斜撑、剪刀撑要落地,它们与地面的夹角不大于60°。
最下一对剪刀撑及斜撑与立杆的连接点离地面距离应不大于50cm。
(5)安缆风绳。
15m以内的烟囱脚手架应在个顶角处设一道缆风绳;15~25cm的烟囱脚手架应在各顶角及中部各设置一道缆风绳;25m以上烟囱脚手架根据情况增置缆风绳。
最上一道缆风绳一定要用钢丝绳(直径不小于9.5mm)。
(6)设置栏杆安全网、脚手板。
脚手架操作层上应设置护身栏杆和挡脚板。
每10步架要满铺一层脚手架。
10步以上的脚手架护身栏杆应设两道。
并在栏杆上挂设安全网。
对扣件式钢管烟囱脚手架,必须控制好扣件的紧、松程度,扣件螺栓扭力矩以达到4~5kN·m为宜,最大不得超过6.5kN·m。
扣件螺栓拧得太松,脚手架承受荷载后,容易发生扣件滑落,发生安全事故。
3.烟囱脚手架拆除
(1)拆除顺序。
拆除构筑物外脚手架与拆除其他脚手架相同,都应遵循先搭设的后拆、后搭设的先拆,自上而下的原则。
一般拆除的顺序为:
拆除安全网→护身栏杆→挂脚板→脚手板→小横杆→顶端缆风绳→剪刀撑→大横杆→立杆→斜撑和抛撑。
(2)脚手架拆除。
拆除构筑物脚手架必须按上述顺序,由上而下一步一步地依次进行,严禁用拉倒或推倒的方法。
①拆除缆风绳要格外小心,应由上而下拆到缆风绳处才能对称拆除,严禁随意乱拆。
②拆除后的各类配件应分段往下顺放,严禁随意抛掷。
③运至地面的各类配件,应按要求及时检查、整修和保养,并按品种规格随时堆放,置于干燥通风处,防止锈蚀。
④脚手架拆除场地严禁非操作人员进入。
(四)烟囱、烟道砌筑的质量标准
1.砖、耐火砖的品种、强度必须符合设计要求。
2.砂浆、耐火砖泥浆的品种必须符合设计要求,试块强度必须合格。
3.砌体砂浆必须密实饱满,水平灰缝的砂浆饱满应不小于95%。
4.囱壁不留直搓。
5.砌体上下错缝应囱外壁组砌合理,无同心环的竖向重缝,墙面无通缝。
6.预埋拉结筋应符合以下规定:
数量、搭接长度应符合设计要求和施工规范规定,留置间距偏差不超过1皮砖。
7.囱身外壁应符合以下规定:
组砌准确,勾缝深度适宜一致,棱角整齐,墙面清洁美观。
8.囱身附件的留设准确牢固;基础和囱身实际位置和尺寸的允许偏差见表4.3.2~表4.3.4。
表4.3.2基础允许偏差
项次
偏差名称
允许偏差数值(mm)
1
基础中心点对设计坐标的位移
15
2
基础环壁的厚度
20
3
基础环壁的内半径
杯口内径1%,且最大不超过40
4
基础环壁内半径局部凹凸(沿半径方向)
杯口内径1%,且最大不超过40
5
基础底板的外半径
杯口内径1%,且最大不超过40
6
基础底板的厚度
20
表4.3.3砖烟囱筒壁砌体尺寸的允许偏差
项次
偏差名称
允许偏差数值(mm)
1
筒壁高度
筒壁全高的0.15%
2
筒壁任何截面上的半径
该截面筒壁的1%,且不超过30
3
筒壁内外表面的局部凹凸不平(沿法径方向)
该截面筒壁的1%,且不超过30
4
烟道口的中心线
15
5
烟道口的标高
20
6
烟道口的宽度
烟道口的高度
-20
+30
表4.3.4砖烟囱中心线垂直度的允许偏差
项次
筒壁标高(m)
允许偏差值(mm)
1
≤20
35
2
40
50
3
60
65
4
80
15
5
100
85
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