烟囱电动提升倒模施工工法.docx

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烟囱电动提升倒模施工工法

钢筋混凝土烟囱

电动提升倒模施工工法

中建三局建设工程股份有限公司

二○一五年十月

1前言

烟囱是工业建筑中的重要构筑物，由于高耸的烟囱具有施工难度大，风险高的特点，为确保烟囱钢筋混凝土筒壁施工的质量和安全，施工多采用滑模工艺施工，此工艺存在混凝土表面拉裂、跑浆流淌、滑痕粗糙等质量通病，且需要24小连续施工，对施工质量及安全管理提出更高的要求。

而电动提升倒模施工工艺可以克服以上质量缺陷，它具有操作灵活、安全简便、工期短、工效高等特点，通过对“武汉***180米烟囱”工程电动提升倒模在施工中的应用以及最终效果进行系统总结，形成此工法。

2工法特点

电动提升倒模是将电机丝杆顶升平台与人工倒模相结，其工艺特点主要为以下几点：

（1）钢筋混凝土筒壁与内衬同步施工，施工工期短。

（2）电动提升倒模工艺施工的混凝土筒壁质量好，不会产生混凝土微小裂缝和表面松动现象（与滑模比较），从而可以避免筒壁钢筋的锈蚀，延长结构的使用寿命。

（3）电动提升倒模体系中顶升架支承于前三节混凝土上，此处混凝土已具有

足够的强度，可以保证施工安全

（4）操作平台的提升是通过同步减速机传动使操作架做相对运动来完成，操作灵活、简便，工效高。

（5）根据劳动配备情况和工期要求来组织一班制、二班制进行连续作业，因此施工组织机动灵活、易于管理。

3适用范围

本工法适用单筒或套筒式烟囱、排气塔、筒仓（单筒、多筒联体）、筒体等高耸结构工程的施工。

4工艺原理

电动提升倒模体系是通过电动提升装置、提升丝杆来实现顶升架和操作架的上下相对运动，从而完成向上顶升操作平台的目的。

具体操作步骤为：

在每一节

（1.5m）混凝土筒壁上预留穿墙孔（Φ60）安装穿墙螺杆，作为工艺体系的传力基点。

而每一个单元主体钢结构框架由操作架、顶升架及一套提升动力机械装置组成。

操作架可通过滚轮机构与外部顶升架互为滑道，上下垂直相对运动。

当各工序完成后，且待承力砼强度达到要求，松顶升架挂钩，电动机正转顶升架沿操作架滑轮上升1.5m，整个平台提升1.5m。

紧顶升架挂钩，然后松操作架挂钩，电动机反转，操作架沿顶升架轨道滑升1.5ｍ，紧操作架挂钩，操作架提升就位，完成整个提升工作，接着进行下一节段的钢筋绑扎、模板安装等工序，如此循环作业。

1辐射梁2顶升架

图4.1无井架双吊笼电动提升倒模系统构造图

图4.2辐射梁组装示意图

5工艺流程及操作要点

5.1施工工艺流程

电动提升倒模施工工艺流程，如图5.1所示

图5.1施工工艺流程

5.2施工技术准备

（1）通过midas等软件对电动提升倒模系统整体建模来模拟平台系统的受力特性，计算复核系统各部位杆件的受力情况，以保证结构安全性。

（2）编制电动提升倒模系统安全专项方案，组织专家论证会。

3）电动提升倒模系统组装完成后报请当地特种设备检查部门验收，并办

法使用许可证。

（4）电动提升倒模系统使用前进行荷载试验，辐射梁最大变形需满足规范要求。

（5）针对电动提升倒模系统作业和现场安全防护，提出明确的专项技术要求，组织对现场作业工人进行详细技术交底。

5.3作业条件准备

（1）设置烟囱安全范围，进口处搭设安全通道，烟囱施工范围内的其它施工工作停止施工，非施工人员严禁进入。

（2）预留穿墙孔，筒壁混凝土达到规范要求后安装穿墙杆及爬升靴，检查锚栓是否牢固，然后吊装顶升架就位。

（3）地面组装中心鼓圈及辐射梁，吊装鼓圈及辐射梁，各系统安装调试。

5.4施工要点

1电动提升倒模系统设计

（1首先根据烟囱出口直径确定操作架榀数，系统设计以烟囱结构形式、结构尺寸以及施工荷载为依据，以适应电动提升倒模系统安装的特点，保证钢结构制作尺寸准确，连接（焊接、螺栓）牢固稳定。

（2平台系统整体建模计算，以确定辐射梁及各杆件的尺寸，如图5.4

图5.4电动提升倒模系统整体建模

2电动提升倒模系统安装、调试

（1施工准备

按施工方案要求在烟囱筒壁相应标高预留穿墙孔，并安装穿墙钢棒和爬升靴。

在烟囱内部搭设鼓圈支撑架，中心鼓圈支撑架搭设分两部分，中间部分为井字架，外围为满堂架

（2外操作架吊装

吊装时用一台汽车吊，自一侧向另一侧施吊，每榀操作架起吊到位后，将大小架挂钩挂入外脚手架拆除前已安装好的爬升靴上，紧压板螺栓确认牢固后，方可松钩，起吊下一榀操作架。

（3大平台吊装

外操作架吊装结束后，开始施工大平台的吊装工作。

用重型吊车起吊已组装好的鼓圈、辐射梁。

平台辐射梁搁置于已安装好的外操作大架上，鼓圈搁置在已搭设好的鼓圈支承脚手架上。

缓缓松吊钩，让外操作大架和鼓圈支承架受力。

大平台就位后，在各辐射梁之间焊接三道完整的[10钢圈，均匀布置在辐射梁上，将辐射梁连接成一体，以保证施工平台在以后的施工中具有足够的刚度和强度。

施工平台上面满铺宽200mm厚50mm的优质木板，相邻两块板的端部连接处全部要用钉子钉牢，在连接处上部增设木条进行加固。

所有内外操作架间铺设跳板连通成环行状，并用抓钉钉好。

在铺设施工跳板及内外操作架间跳板时，安排部分人员拆除鼓圈支承脚手架，施工到砌筑内衬平台的组装高度时，准备组装砌筑内衬平台。

1---辐射梁②---中心鼓圈③---斜拉索④---软支撑⑤---井架

图5.5-1电动提升倒模系统设计模型图

（3中央竖井架斜撑的搭设

中央竖井架立杆为8根Ф108×10mm钢管,每根长2.5m,共搭设12.5m高,底部焊接在鼓圈上。

井架横杆及斜杆均为∠75×6角钢，采用M16×160螺栓连接。

井架斜撑为4根Ф19.5钢丝绳软支撑,在井架的2.5m高程处安装信号室一个，砼集料斗两只。

井架顶部设避雷针两个，用铜芯线与避雷钢筋有效连接，等效电阻值不大于4欧姆。

（4天地滑轮，吊笼，卷扬机安装：

中央竖井安装结束后，在井架顶端焊接[16槽钢两道，作天滑轮的安装固定点，地滑轮座子直接焊在±0m钢平台槽钢上。

吊笼安装时，用4根导索固定，导索上端用滑轮固定在焊接井架顶端的槽钢上，下端则用开口滑轮固定在烟囱底部的-2.55m钢平台上。

导索下端自由端接一只5t导链，固定在积灰平台上。

（5电气安装

整个平台系统电源由两套线路组成，一套安装在施工平台，随平台一起上升，作外操作架提升及施工平台上各种施工用电的电源，电源控制盘安装在信号室内；地面施工电源另设一套线路，供提升吊笼及吊钢筋用，地面电源控制盘安装在±0m

层卷扬机操作室内。

（6每榀操作架应进行单机试运行，减少高空调试的工作困难，全部工艺系统在组装后首先要进行无载试验，再进行实际荷载试验和吊笼安全试验，为进入正式施工提供可靠保证。

3电动提升倒模施工

（1正常提升倒模施工就是完成工艺原理的过程，这个过程的每一个环节都将直接影响到模板的准确安装，所以要一丝不苟地完成每一个操作环节，尤其操作架的准确位置是工艺全过程的关键所在。

（2平台提升是系统安全控制的重点，提升前要检查挂钩、安全网是否松开，提升过程中提升丝杆与螺母是否有咬死现象及减速机是否有异常声音。

（3筒首施工是工艺系统的最后一个环节，工作条件比较困难，操作空间狭小。

这个环节主要工作是为后续拆除做好充分的准备，注意拆除所需各种预埋件和拉环的设置，绝对保证其各埋件的可靠程度。

4电动提升倒模系统拆除

（1平台拆除前的准备工作

1烟囱施工现场较为狭小，施工平台拆除及各种附属设施安装前要通知有关部门进行协调，烟囱施工禁区内的其它施工工作停止施工，安全范围为距烟囱中心点半径30m的范围。

2密切联系当地气象部门，切实掌握拆除阶段的天气、风力情况。

阴雨或4级以上风力，拆除工作停止。

2烟囱四周场地清理干净，将所有的安全隔离棚拆除，整齐堆放

3爬梯、避雷设施、信号平台的安装工作要求全部完成。

5在烟囱筒首+180m标高位置四周两根主轴线上预埋4块300×500×16埋件,铁件外侧双面焊接Φ25圆钢U型环，作为烟囱施工平台拆除的辅助吊点。

6在外架拆除以前，顶部的安全围护措施必须完善。

具体做法为：

在平台辐射梁上焊接上14根高度为1.5m的Φ48钢管，用两道麻绳将这14根钢管形成安全围护。

7拆除前先将施工平台上的模板、机具、架间跳板、安全网及施工平台上所有与拆出无关的材料清理干净，并运输到地面。

（2施工平台拆除顺序如下

操作架电机反转顶升架下降辐射梁落在筒首枋木上→外架拆除→内吊架拆除→手动葫芦拉紧中心鼓圈→辐射梁拆除（留4榀辐射梁）→井架拆除→吊笼拆除→拆除剩余4榀辐射梁→鼓圈拆除→卷扬机系统拆除

5.5系统维护及保养

保养分为例行、定期、换季保养。

根据机械磨合特性和季节的变换，卷杨机磨合500小时应更换第一次机油，以后根据季节变换每运行2000小时更换一次。

5.6施工纠编、纠扭措施

1防偏、纠偏措施

（1烟囱爬升过程中由于操作平台上的荷载分布不均匀、模板坡度不一致，未对称进行调径、电动提升机行程不一致等原因，将会使操作平台产生位移和造成烟囱中心偏移，故要严格执行如下规定：

1、电动提模操作平台上的机具设备及材料，必须严格按照规定的位置及数量均匀布置和堆放，不得随意变动。

2、操作平台应经常保持清洁，对于平台及模板上口残留的混凝土及时清理，停爬期间对模板进行全面清理，保证混凝土壁的外观质量。

3、拆下的模板及换下的围圈及时运到地面。

4、混凝土浇捣按规定程序进行，严格控制每层混凝土浇筑高度。

5、每提升一步，就用激光或线锤对中一次，有偏差及时纠正。

6、在支承模架上装设水平限位卡，限定爬架提升位置，确保操作平台水平。

限位卡位置用水准仪确定。

2当爬模平台偏移后，要采取下列纠偏方法：

①、平台倾斜法：

根据坐标象限检测，在中心偏差方向。

将电动爬模多提升几个行程，使中心偏差方向上侧的平台提高，使整个平台处于倾斜状态，产生一个与偏差方向相反的力，来达到纠编的目的。

纠偏时应视中心偏差大小确定倾斜高度，每次纠偏的倾斜值不宜超过平台跨度的1/500。

较大的中心偏差要逐步进行纠正，以避免烟囱筒身产生明显突变。

②、改变混凝土浇筑顺序法：

当平台中心偏移后，可先集中浇筑反方向一侧的混凝土，依靠混凝土的侧压力迫使模板与平台位移，逐步向中心复位，此法适于偏差值较小的情况下，常和其他方法结合使用。

3、导向纠偏法：

在偏移方向电动提升机的蜗杆底座加垫片，使它向平台侧移方向倾斜，提升若干行程后，即可达到纠编目的。

4、外力纠偏法：

以已经浇筑的混凝土为支托，对平台施加外力，强制平台复位。

3防扭、纠扭措施

（1采取如下措施，防止平台扭转：

1、支承模板安装只能按筒身坡度方向倾斜，成一直线不得向左右方向偏斜，如发现平台扭转，应立即调整支承模板。

2、混凝土浇筑时，上层混凝土与下层混凝土浇筑顺序应反方向对称。

③、制定严格的检查制度，每提升一步，观测一次扭转情况，及时采取纠扭措施。

4、发现平台扭转时，可通过调节电动提升机的不同提升高度来纠正操作平台的扭转。

如：

当操作平台顺时针扭转时，先将所有爬架扭转方向一侧的电动提升机限位卡上移2个或4个提升行程，然后提升一次，如此重复数次，直至纠正过来。

5、以一定的浇灌顺序，使模板受到一个与扭转方向相反的力偶，也有助于平台扭转的纠正。

（2电动提模施工是动态的施工，应严格执行各项操作规程，切实采取防偏、防扭措施，力争将偏扭值控制在最小范围。

当进行纠偏、纠扭时注意：

①、平台偏、扭往往同时发生，应仔细分析测量记录，了解产生偏扭时间、

XY坐标象限部位和当时的操作情况，观察模板与混凝土表面的接触状态，找出产生偏、扭的原因，选择适当的纠偏、纠扭方法。

②、纠偏、纠扭可同时进行，也可先纠偏后纠扭。

防止盲动性，切忌操作过急，造成不良后果。

纠偏、纠扭各项指令应统一下达，不得各行其事。

纠偏、纠扭前认真向操作人员交底。

纠偏、纠扭过程中要专人分头观察模板与操作平台的结构，特别是两者联接部位的受力情况。

6材料与设备

6.1材料

烟囱施工材料主要为模板架料及安全防护材料，见表6.1周转架料一览表

表6.1周转架料一览表

6.2机具设备钢筋混凝土烟囱电动提升倒模系统施工机具设备主要为电动提升倒模系统

套、钢筋加工设备、模板加工设备等。

见表6.2机具设备一览表

7劳动组织

钢筋混凝土烟囱电动提升倒模系统施工所需劳动力如表7所示

8质量控制

8.1质量标准

遵照国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB5O2O4—2002）、《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）、《烟囱工程施工及验收规范》（GB50078-2008）、《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2001），同时遵照《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》（GB50212-2002）等有关规范和标准。

8.2质量控制措施

1）原材料应有出厂合格证，按规定进行复验，不符合标准者严禁使用。

2）

钢筋品种、规格、数量、位置、接头及其位置、保护层厚度均应符合设计要求。

3）预留孔、预埋件位置和规格正确且牢固。

4）混凝土特性应符合规范要求，认真养护。

5）结构各部位尺寸、标高符合设计要求。

6）模板坡度正确，表

面平整，缝隙严密。

7）经常检查筒身的中心偏差，并随时调正

9安全措施

9.1安全防护措施

1外操作架外侧沿架体设四道钢丝绳，用绳卡卡住，平台外侧、门架外侧内设安全网，下部沿筒壁一周设兜底安全网，外设密目网，并用钢丝绳及倒链将安全网收紧。

2随升平台内外均应设置护栏杆，挂安全网，内吊架满铺安全网，安全网

相互之间的绑扎应牢固，上铺木跳板并绑牢。

3井架顶部设避雷针两个，提升平台随烟囱施工高度不断提升，避雷针与防雷钢筋用铜芯线有效连接。

4）烟囱出入口搭设安全通道，内部搭设保护棚，地面吊笼井四周设防护栏杆加封安全网。

在烟囱四周设置安全警戒区，并进行围护，悬挂警示牌。

5随升平台上应设置消防灭火装置，工作平台上严禁吸烟。

6电气设备均应安装漏电保护装置，并且具有较好的灵敏效果。

7吊笼上下各设两道限位开关，每班至少检查一次限位开关的灵敏度，以防吊笼冒顶或墩底，吊笼严禁超载。

8吊笼上应设安全抱刹装置，施工人员应对抱刹定期检查，以防磨损过大而影响其夹紧钢丝绳的作用。

9.2管理措施

（1）设备管理

①卷扬机、压力焊机等机械设备应定人操作，定期保养。

②机械设备在使用前应使操作人员认真学习操作规程，定岗定点，培训上岗。

每类机械均应悬挂操作规程牌。

3卷扬机基座应平稳牢固，旋转方向与控制器表明的方向一致。

卷扬机卷筒与导向滑轮中心线应对正。

卷扬机棚前应用钢丝网封住，以防无关人员进入，卷扬机钢丝绳两侧拉设安全防护绳，防止人员进入。

4卷扬机钢丝绳应从卷筒下方卷入，卷筒上的钢丝绳应排列整齐，工作时最少应保留5圈，最外层的钢丝绳应先进行试车，检查其是否固定牢固；防护设施，电气绝缘，离合器，制动装置，保险棘轮，导向滑轮，索具等完全合格后方可使用。

（2）作业环境管理

①夜间施工应有足够的照明。

②遇有六级或六级以上的大风或恶劣气候时，应停止露天高空作业；在霜冻或雨露天气施工时，应采取防滑措施。

大风过后应仔细检查平台各部件、脚手架及各电源部分。

（3）信号管理

①大平台及地面分别设置信号室，各层平台设限位开关，地面为主控制室，

各层通过对讲机联络。

②吊铃上下电铃信号为：

一响停，二响上，三响下，顶部应设置限位器，以防止吊笼冒顶

（4人员管理

①登高作业人员要相对固定，上岗前应进行健康检查；特殊工种的施工人员必须经过培训，并且持证上岗。

②施工作业前，烟囱警戒范围内的地面人员全部撤离，主要出入口安排人员值，严禁非施工人员进入。

10环保措施

1土养护采用养生液进行养护，即文明又卫生。

2工程采用全封闭施工，确保了材料垃圾不会乱扔，以便文明施工管理。

3现

场清洗混凝土泵车及车辆的污水排入沉淀池沉淀后，再排入市政污水管网，施工现场采用洒水车定期洒水降尘。

4施工现场垃圾及材料及进清理，保持场容整洁，道路畅通。

11效益分析

电动提升倒模工艺利用结构物支撑整个电动提升平台系统，传统的人工倒模，而且内衬与结构筒壁同步施工，同时到顶。

节省了一次脚手架的投入，施工速度快。

武汉****烟囱工程采用电动提升倒模工艺施工投入木工6人，钢筋工4人，电焊工2人，混凝土工6人，泥瓦工8人等共49人，施工进度约1.5m/天，总工期：

180m/1.3m=139天。

而传统的滑模工艺需投入65人，采用三班倒连续施工，180m/3m=60天（按标准规定滑升每昼夜为3米），内衬施工工期172m/1.8m=96天，（内衬砌筑为3米/天），牛腿施工1天/12道=12天，合计：

168天。

武汉****烟囱工程采用电动提升倒模工艺与传统的滑模工艺相比：

滑模预埋支撑钢约20吨费用：

6000元/吨×20吨＝120000元滑模滑升砼表面留下质量缺陷

修补费：

80000元工期缩短减少费用：

10000元/天×29＝290000元总计节省费用：

120000+80000+290000＝490000元。

12工程实例本工法成功应用于武汉***180m烟囱工程,本工程位于武汉市******内，工程开工时间2014年12月10日，合同竣工时间2015年8月25日，本工程底部外半径9.845m，出口半径2.9m，壁厚480mm至200mm不等。

内衬与筒壁同时施工，同步到顶，有效的缩短了烟囱总工期，且施工效率高，安全可靠，整个烟囱施工期间未发生任何安全事故，为后续工程顺利完成奠定了良好的基础。