三角架翻模工艺在烟囱加高外筒施工中的应用

2015-06-06张辉

综合智慧能源 2015年8期

关键词：外筒吊篮烟囱

张辉

（陕西清水川能源股份有限公司，陕西榆林 719400）

三角架翻模工艺在烟囱加高外筒施工中的应用

张辉

（陕西清水川能源股份有限公司，陕西榆林 719400）

为防止污染超标，陕西清水川能源股份有限公司拟将二期工程已建成的210m烟囱加高至240m。根据该工程烟囱的设计要求，结合现场实际情况，为了确保施工质量及外观统一决定采用三角架翻模工艺。详细介绍了三角架翻模工艺流程及施工中的重点、难点，可为类似工程的实施提供参考。

三角架翻模工艺；烟囱；加高

0 引言

随着新环保法的颁布，国家对燃煤电厂的大气排放要求更为严格。从环保的角度考虑，为了防止在一定的高度范围内烟囱下洗对烟囱周边局部地区的污染超标，环保部建议陕西清水川能源股份有限公司将二期工程已建成的210m烟囱加高至240m，增加污染物的扩散范围，降低烟囱周围污染物的落地浓度［1-3］。

烟囱内、外筒及各层平台已全部施工完毕，加高施工障碍物多，施工难度大；另外，加高部分的砼外筒还要求与原筒壁上下拼缝顺直、环向施工缝等高、砼无色差等。为了确保施工质量及外观统一，通过对比分析滑模及翻模体系的施工质量及安全性，三角架翻模工艺体系具有可靠、稳固、不易产生冷缝等优点。

1 工程概述

1.1 原烟囱设计情况

该工程烟囱原始设计是高210m、内筒直径为7.8m的圆柱形双套筒式结构。烟囱外筒壁为钢筋混凝土结构，高203m。烟囱±0.00 m处半径为12.50m，壁厚600mm；出口处外筒外半径为9.95 m，壁厚350mm。烟道口为15 000mm×7 500mm（高×宽），设置于外筒壁35.8～50.8m处。烟囱底部设有一个3000mm×3000mm的门洞和一个7000 mm×8500mm（高×宽）的预留孔洞。

沿筒身方向共设置7层平台，标高分别为34.5，57.0，89.5，122.0，154.5，187.0，202.0m。其中第6层平台（标高187.0m）为悬挂承重吊装平台，其余均为检修维护平台。＃6，＃7平台为浇制砼板，其余均为钢格栅。

钢内筒按照悬吊式结构设计，高210m，内径为7.8m。内筒筒体共分2段：上部悬吊段长151.0m（布置在59.0～210.0m处），采用10.0mm+1.2 mm厚的钛钢复合板材料，悬吊于187.0m层的平台大梁；下部自立段长58.10m，支撑在烟囱基础上。烟道口35.8m以下部分筒体采用12.0mm厚钢板，其余部分采用12.0mm+1.2mm厚的钛钢复合板材料。自立段与悬吊段在标高58.1～59.0m间通过膨胀伸缩节连接。钢内筒顶部设有不锈钢筒首。钢内筒外保温层从里到外依次为离心玻璃棉毡、镀锌钢丝网、阻燃铝箔，保温层厚60 mm，保温层每隔1000mm用不锈钢带捆扎。

1.2 现场完工情况

目前，烟囱外筒身、钢内筒及保温、地面粗地坪、各层平台、钢爬梯、顶部栏杆、外筒壁航空色标、烟囱内照明、航空障碍灯、＃3机组伸缩节均已完工，＃4机组伸缩节暂未安装。＃3，＃4机组钢烟道水平段已吊装到位，外保温未施工。

1.3 加高设计基本情况

拟在原烟囱的基础上整体加高30m。加高部分与原设计一致，外筒采用钢筋混凝土结构，筒身外半径为9.95m，壁厚350mm；内筒为钛钢内筒，保温层同原设计；在筒身232m处新增一层钢筋混凝土检修平台。原设计已施工完的航空障碍灯、避雷针、顶部栏杆、不锈钢筒首拆除后上移到相应位置。

2 三角架翻模施工工艺［4-10］

根据该工程烟囱的设计要求，结合现场施工实际情况，为了确保烟囱周边建构筑物的安全及整个筒壁的外观统一，烟囱外筒拟采用传统的三角架翻模工艺。

施工工艺流程为：绑钢筋→支内模板→支外模板→安装三角架→校正内、外模板→安装定型脚手板→安装A型吊篮→安装栏杆扶手→挂安全网→验收→浇筑混凝土→同条件混凝土强度检验→拆内模板→拆外模板→堵孔。

烟囱垂直运输采用SC200／200型施工电梯，施工电梯在烟囱内部沿原吊物孔上下布置，部分平台进行拆除改造；施工电梯两侧设2个垂直运输轿厢，2个轿厢下部均设有料斗，用于砼的运输；电梯设有防坠落装置和超高限位装置，在轿厢侧壁设吊杆，主要用于吊运钢筋及其他材料；电梯与混凝土筒壁的连接按厂家提供的资料进行施工。

模板系统主要包括专用定型模板、三角架、定型脚手架、A型吊篮与脚手板、挑杆与安全网、钢套管与对拉螺栓、栏杆等。该模板系统共配置3套，施工第4节时翻用第1节模板，如此循环直至施工到顶。筒身翻模施工如图1所示。

图1 翻模施工示意

2.1 选择模板

为确保混凝土外观质量，同时保证模板体系具有相应的强度、刚度和稳定性，该工程内、外模板均采用钢木组合模板（如图2所示）。筒身翻模施工开始前，由技术人员根据烟囱筒身施工图制订模板工程施工指示图表。将筒壁沿周长均分为62块单元模板，模板高度均为1 500mm，内模板弧长812 mm，外模板弧长848mm。模板外框采用L40mm×5 mm的等边角钢，沿模板两端横向布置；模板选用18 mm厚的双面覆膜胶合板，背部设40mm×70mm的木楞，木楞间距不大于200mm；考虑到胶合板在螺母紧固处易受压破损及模板横向拼缝处易漏浆的问题，配模时在2块模板拼接处沿竖向设置一道＃12槽钢，槽口向外，沿槽钢腹板面焊接宽200mm、厚2.5mm的钢板，上下对穿2道M16的对拉螺杆作为模板支撑骨架，木模与钢板搭接处刻一个2.5mm深的长槽，最大程度保证烟囱外壁的平整。模板内、外侧对拉螺栓连接处，分别设置2道ø22mm的钢筋围檩。对拉螺栓外套PVC套管，使螺栓可抽出重复使用。为防止对拉螺栓处模板漏浆，在对拉螺栓两端紧贴模板内侧安装特制楔形橡胶堵头，拆模后剔出堵头，形成规则的圆形螺栓孔后再封堵。

图2 模板剖面

2.2 安装内模板

内、外模板均按照3层进行配模，内模板尺寸为1500mm×812mm（长×宽）。将原混凝土筒壁凿除钢筋设计搭接长度，清理混凝土块及杂物后开始组装模板。定型专用模板的组装应根据模板安装指示图表，按照先组外后组内的原则进行。因加高部分的首层外模板支承在筒壁顶部埋置的ø20mm钢筋上无法生根固定，所以首层模板的安装需先组内后组外。待202m层平台搭设的双排脚手架加固好内模板后，外模板通过对拉螺杆与内模板拉结固定。模板安装前应在模板表面涂刷脱模剂，保证拆除模板后混凝土表面光滑；模板底部与筒壁接触部位及模板拼缝处均应用双面胶带堵缝，防止跑浆污染筒壁。每进行一次模板组装，需对其半径、坡度、顶部断面厚度进行找正调整及检查；模板围圈的弧度根据烟囱筒壁工程结构定期调整，施工损坏的模板要及时更换。

2.3 安装外模板

烟囱外模板的定型尺寸为1 500mm×848mm（长×宽），内、外模板之间通过对拉螺栓拉结，如此组装下一块模板直至闭合。

2.4 安装围檩

围檩选用4个ø22mm的螺纹钢筋，安装前均弯好一定的弧度，每个围檩长4.5m且能覆盖4块大模板。模板和对拉螺栓安装好后开始安装模板围檩，每层对拉螺栓设2道围檩，围檩临时用扎丝固定在模板上。此种围檩能保证筒壁圆度，可较好地消除表面不平现象，改善混凝土表面工艺。

2.5 安装对拉螺栓

每层模板在三角架处设置2道M16的对拉螺栓，其水平间距为相邻槽钢的中心距，竖向间距为1000mm。每根对拉螺栓外套ø20mm的镀锌钢套管，单根套管长度为筒壁厚度；套管与内、外模板顶紧，两端安装楔形橡胶堵头，以防漏浆；对拉螺栓安装时应通过套管由外向里递送，两端露出均等长度。

2.6 安装三角架系统

三角架系统的安装流程为：安装三角架→安装水平连杆→安装加减丝→安装顶杠。

根据平台荷载分布情况，三角架采用L63mm× 6mm的等边角钢由螺栓连接而成。内、外三角架同时进行安装。内、外三角架的立杆螺孔同时对准对拉螺栓，将螺栓拧紧，保证三角架、围檩与模板间没有间隙，同时套管没有变形，完成内、外各榀三角架的安装，以此循环直至安装完成。

（1）安装水平连杆。调整三角架的斜杆和水平杆位置，保证水平杆水平，然后拧紧水平杆与斜杆的连接螺栓；在水平杆端部安装水平连杆，将扣件拧紧，保证三角架整体形成一个圆形。

（2）安装加减丝。将加减丝一端固定在预施工节三角架的竖向围檩上部，另一端与下节的水平杆固定。连接螺栓必须拧紧。

（3）安装顶杠。顶杠顶端固定在水平连杆上，下端固定在预施工节下一节三角架的水平连杆上。此次固定是临时的，不得拧紧螺栓，半径找正后才可拧紧固定。

2.7 模板加固找正

模板加固找正流程为：半径测量→调整加减丝→固定顶杠。

（1）中心找正及半径控制。烟囱中心及垂直度采用重线锤配合激光对中仪吊中的方法控制；每支设1节模板找正1次模板半径；模板组装加固后测量1次中心及半径；严格按筒壁施工指示图表控制浇筑前的模板半径，保证筒壁整体弧线流畅。

（2）调整加减丝。支设好的模板正好符合筒壁半径要求时，将加减丝的一端固定在施工节的三角架竖杆上部，另一端固定在施工节下面三角架的平杆上，分别用螺栓拧紧，再将加减丝调整到最佳位置（模板不能向里或向外移动的位置）拧紧。若支设好的模板不符合筒壁半径要求，根据筒壁测量半径尺寸调整加减丝：当半径误差为正数时将加减丝拧出，为受支撑力状态；当半径误差为负数时将加减丝拧进，为受拉力状态。

（3）固定顶杠。用加减丝将模板半径调整好后再用顶杠固定；顶杠的一端固定在施工节三角架的水平杆上，另一端固定在下面一节的平杆上。

2.8 安装定型脚手板和A型吊篮

流程为：安装定型脚手板→安装A型吊篮→挂安全网。

（1）安装定型脚手板。定型脚手板主要用作施工平台。三角架安装完开始安装定型脚手板，定型脚手板选用厚50mm的松木板制作，板厚设置2根50mm×70mm的方木肋带，每2个三角架间并排放置2块定型脚手板（如图3、图4所示）。定型脚手板的安装由一点开始分2组向相反方向同时进行铺设。脚手板的肋带须承插铺设并严密对接。

图3 定型脚手板组装图

图4 A，B外（内）定型脚手板

（2）安装A型吊篮。A型吊篮主要用于拆模、堵孔。A型吊篮由ø16mm的圆钢制成，吊篮底铺2块脚手板，每2榀三角架挂1个A型吊篮，局部间距可适当调整。吊篮设置内、外2种不同的A型吊篮，且内、外吊篮各有2种型号。A型吊篮吊挂在第2层三角架的水平杆上（靠筒壁侧），然后将脚手板安装到吊篮上，安装由一点开始向一个方向进行。脚手板应一层压一层布置。

（3）挂设安全网。内、外A型吊篮安装完后，将安全网分别挂到上层三角架两侧的挂钩上和最底层三角架的斜杆上；每翻一次模重新挂网时，必须将网内杂物清理干净。

扶手栏杆主要设于定型脚手板外侧，起安全围护作用。栏杆由ø32mm的钢管制成，下端承插在设置于三角架外端的钢筋桩头中，中间和顶端分别安设2道ø14mm的钢筋作为扶手，并加设安全网围护。

2.9 拆除内、外模板

当最底下一节筒壁同条件混凝土强度达到设计强度后，开始拆模。将拆除的内、外模板及三角架吊运到最上层定型脚手板上，清理并刷隔离剂，校正对拉螺栓。至此一节模板工程结束。

3 施工重点、难点

（1）烟囱加高工程全部为高空作业，需要凿除原筒壁，最易发生高空坠物。烟囱周边正在施工的作业点较多，一期工程正在运行的管带机也处于烟囱施工的安全范围内，所以高空坠物是施工过程中的防护重点。开工前应在烟囱周围30m范围内设立危险区，临近的道路及其他工程点设置警戒标志并由专职人员监护。一期工程管带机上部及烟囱施工通道上部应搭设双层安全隔离棚。

（2）加高后烟囱筒壁应为一个整体。在混凝土施工中应严格控制跑浆，减少对下部混凝土筒体的污染；支设模板时，应在模板底部及模板拼缝处用海绵条封堵；搅拌站应适当调整混凝土配合比；将混凝土坍落度控制在合理范围。

（3）从外观上看，加高部分砼外筒必须与原筒壁上下对中、半径相等才能保证筒壁顺直。在烟囱外筒翻模施工中，对中、半径控制也是重点，所以每支设一节模板都必须采用重线锤辅助激光对中仪进行对中，以保证对中质量；半径测量采用弹簧秤拉钢尺，确保测量结果准确。

4 结束语

烟囱加高是新环保法对火力发电厂降低排放指标提出的新要求，陕西清水川能源股份有限公司烟囱加高工程实践证明，三角架翻模工艺在烟囱加高工程外筒施工中具有可靠、稳固、不易产生冷缝等诸多优点。从外观而言，加高部分砼外筒与原筒壁上下拼缝顺直、外观曲线流畅，施工质量完全满足国家优质工程的相关标准，达到了预期目标。

［1］GB 50051—2002烟囱设计规范［S］.

［2］GB 50078—2008烟囱工程施工验收规范［S］.

［3］GB 50204—2002混凝土结构工程施工质量验收规范［S］.

［4］刘献辉，李星辰.烟囱工程混凝土筒壁施工技术［J］.电力建设，2008，29（4）：20-22，27.

［5］丁小明.珠海电厂240m烟囱设计和施工技术［J］.电力建设，2001，22（1）：72-74.

［6］邸淑杰，梁德志，郑辑强，等.混凝土烟囱筒壁结构计算机辅助设计［J］.沈阳建筑工程学院学报，1998（4）：368-371.

［7］刘瑞强.某烟囱工程筒体施工工艺［J］.科技情报开发与经济，2010，20（13）：178-180.

［8］吕强.钢筋混凝土烟囱筒壁无外架翻模施工技术［J］.建筑技术开发，2003（30）：66.

［9］扶庆利.圆筒混凝土筒壁大模板施工工艺［J］.电力建设，2009（6）：97.

［10］陈宝平.240mm高钢筋混凝土烟囱液压提升翻模施工技术［J］.建筑施工，2006，28（1）：36-38.

（本文责编：刘芳）

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