结合工程案例探讨烟囱电动提模施工技术

洪保才

摘要：本文是作者结合多年工作经验以及具体工程案例，主要针对案例中烟囱电动提模施工技术做出了简要阐述分析，以供参考。

关键词：烟囱；电动提模；施工技术

1、项目概述

福建南埔电厂二期工程设计装机容量为2×670MW超临界燃煤发电机组, 本期工程烟囱工程采用两炉两机合用一座单管集束式钢内筒烟囱，新建烟囱是由基础、外筒壁、钢内筒、8层组合平台及其附属设施等五部分组成。烟囱设计外筒壁高235m，外筒壁根部半径11.10m，出口半径5.70m，烟囱外筒壁设计为变坡圆台体，坡度i为0.06、0.04、0.02、0.00四个坡面，筒壁厚度从600~300mm分层递减变化，本期烟囱外筒工程采用电动提模装置施工。

2、施工工艺应用领域

电动提模施工装置应用达到了国内领先水平。我公司将继续在茂名热电厂240m 套筒式钢内筒烟囱、韶关电厂240m套筒式钢内筒烟囱施工中推广应用。不仅在大中型火电工程建设中具有良好的推广价值，还可推广应用于电视塔、水塔、圆形筒仓等超高构筑物施工，具有广阔的社会前景。

3、工艺原理

3．1原理

烟囱电动爬模体系附着在烟囱筒壁结构上，随着结构施工高度增加而逐步上升的一种大型模板施工成套设备，整套烟囱爬模装置依靠电动爬升系统向上爬升，通过电动爬升装置实现操作架的上下相对运动，从而完成向上爬升模板。

3．2系统组成

烟囱电动提模系统包括随升操作平台系统、垂直运输系统、电动爬升系统、电气控制系统。操作平台系统由辐射梁、梁间拉结钢圈、中心鼓圈及斜拉索组成空间桁架结构，平台上铺设5cm木板作为施工工作面，整个操作平台系统直接搁置于操作架上，靠操作架支承整个操作平台系统。垂直运输系统分筒内垂直运输装置与筒外简易垂直爬升装置。筒内垂直运输装置由专用起重机械、起重机导索、导向轮、平台构架和卷扬机等组成。筒外简易垂直爬升装置由拔杆、导向轮和小卷扬机等组成。电动爬升系统由爬升架及安装于爬升架上的摆线机与丝杠、操作架以及内外模对拉螺栓组成。电动爬升系统是烟囱爬模系统的核心装置，也是主受力装置。电气控制系统由电动升模电气控制系统、起重机械电气控制系统、讯响、信号控制等组成。

3．3安装前的准备工作

经过研究决定，电动提模装置的组装位置提前到零米组装，一改过去都在烟道口顶部（约在30米高度以上）高度组装，改在零米组装后组装施工操作简便、安全可靠、节省大量排架材料、吊装机械及人工费。

根据本烟囱筒身设计特点和电动提模系统特性，▽6米以下筒壁通过搭设脚手架，按常规翻模法施工，并预留操作架穿墙丝杆孔洞：烟囱1-4节施工时，需在每节筒壁上预留操作架穿墙丝杆孔洞，直径D=60mm，按24单元设置，其单元埋设尺寸如附图所示。每个单元设置两组各2根，共4根，两组埋管中心距1200mm，每组两外孔中心距280mm；两内孔距离220mm。

3．4电动爬模系统的组装

3．4．1组装顺序：吊装外操作架——中心鼓圈放在支撑平台上——辐射梁安装——施工平台脚手板铺设、斜拉杆安装——支模平台安装——拆模平台安装——收紧斜拉杆使中心鼓圈离开支撑脚手架平台——井架安装——天地轮安装——吊笼及导索安装——电气系统安装——支撑系统鼓圈脚手架拆除——小扒杆安装——卷扬机钢丝绳安装——验收报合格后进行荷载试验。

3．4．2提升架、鼓圈的安装

提升架、及地面组装：吊装时用汽车吊进行。每榀操作架起吊到位后应立即进行固定，大小架挂钩全部挂好并上紧压板螺栓后方可松钩，再起吊下一榀操作架。

当搭设的鼓圈支撑脚手架验收后开始鼓圈的吊装工作，用汽车吊，起吊到位的鼓圈搁置于已搭设好的鼓圈支承脚手架上。鼓圈支承架顶端搭设时要求用水平仪抄平，施工平台的中间部分要求起拱200mm，以保证平台安装好后具有良好的刚度。

3．4．3辐射梁、斜拉杆的安装

待提升架和中心鼓圈就位好后，利用汽车吊将辐射梁逐件吊起，一端与中心鼓圈用销子就位，另一端固定在操作架顶部滚轮上。辐射梁吊装到位后立即进行校正，防止因辐射梁移动而使平台变形。24根辐射梁均匀等分地连接在鼓圈上，并与鼓圈连接成一体，并要保证每根辐射梁要置于每一榀外操作架的中间，且辐射梁吊装时应要对称进行吊装。在各辐射梁之间安装钢圈，均匀布置在辐射梁上，将24根辐射梁连接成一体，以保证施工平台在以后的施工中具有足够的刚度和强度。辐射梁的下面与下鼓圈也同样设置3道斜拉杆。这样使辐射梁与鼓圈连接成一整体。

3．4．4施工平台及安全网的安装

施工平台上面满铺宽200mm厚50mm的优质杉枋，相邻两块板的连接处全部要用钉子钉牢。所有外操作架间要求搭设双跳板连通成环行状，并用抓钉钉好，外操作架间五道。在铺设平台板及外操作间跳板时，安排部分人员调整鼓圈支承脚手架。外操作架安全网要求满挂，防止物件坠落到地面。另外内操作架、鼓圈也要求满铺安全网，烟囱高空用的安全网均为加密网。

3．4．5电气控制的安装

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，作为外操提升架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，供多施工吊笼及吊钢筋用，地面电源控制盘安装在零米层。

4电动提模施工

4．1施工流程

施工流程：拆除最下节筒体内、外模板（清理、刷油）——内、外环筋绑扎——内、外模板支设（对销螺栓和围檩加固）——校证半径和壁厚——浇筑筒体砼（同时进行竖向钢筋电渣压力焊和砼的养护）——松吊笼导索——提升门加架（同时整个平台及井架随之升高）——系统调整平衡——紧吊笼导索——周而复始。

4．2模板工程

模板采用300×1500标准钢模和及收分模板组合拼装，每节模板分为24等单元，每个单元的模板分为固定模板和收分模板，固定模板随烟囱筒身施工至顶不变，随着烟囱筒身的上升模板周长的变化通过收分模板变化来满足施工需要。每节模板安装设两排16对拉螺栓，外水平间距为900mm；内水平间距为800mm。外背枋为48×3.5mm钢管，背枋间距和对拉相对应，模板与背枋之间设三道 25钢筋围檩，同时将脚手架钢管用扣件将外模背枋与外提升架上脚手架钢管连接，以固定外模。内模固定则以该位置外模固定后，加上内外模衬铁及对拉螺栓固定内模。

安装前，要预先在需穿对拉螺栓位置的钢模上穿上对拉螺栓套管，（16UPVC管）。各单元固定模板要求编号、标识，避免模板安装时混淆。模板间连接可靠、牢固，所有模板间拼缝要求用δ=2mm厚密封胶带嵌缝。模板安装时，严禁在模板上乱割乱穿孔洞。对拉孔必须用台钻钻，上下两节模板对拉必须设置在同一位置，上下两节模板对齐。对拉套管的下料必须准确，与壁厚及内衬钢筋的长度一致，对拉套管安装时两端必须紧靠模板，并在拉套管两端缠上密封胶条，以防混凝土进入套管内。模板加固时外侧模板加固背枋（水平环向）不少于三道，内侧不少于两道。

4．3钢筋工程

筒壁钢筋施工要严格按照施工图纸及有关规范进行，特别是对钢筋的规格、数量、间距、保护层要严格控制。钢筋间距要均匀，绑扎要牢固，同时控制好坡度。钢筋下料制作在地面进行，通过小拔杆运到施工平台上。均匀放置，随吊随用。钢筋每次吊重不得超过500kg，钢筋必须捆绑牢固，且必须用溜绳栓住起吊物，使之顺利的降落在施工平台上。

4．4混凝土工程

整个烟囱筒身宜用同厂、同标号、同品种的水泥，以保证筒身色泽及砼的材性上下一致。施工前砼应做好配合比设计和试配工作，并经试验满足设计对砼的强度要求。采用搅拌车送料，吊笼上料，人工推车布料。砼浇筑采用由一点开始向两侧推进，最后闭合的浇筑方式。

4.5穿墙孔及对拉孔补洞

穿墙孔补洞分两次进行，由专人负责，孔内采用水泥砂浆堵孔，孔洞外侧20mm厚范围内要求用白灰水泥砂浆。对拉孔补洞可用白灰水泥砂浆，但孔内必须采用短钢筋将砂浆往里送，补孔标准为要求补孔位置与其他位置混凝土颜色基本一致，且表面光滑、清洁。

4.6烟道孔空滑

操作架提升到烟道孔的位置，采用附着搭设钢管排架的方式进行施工。排架采用Ф48×3.5钢管在烟道孔底部进行搭设，随提模进度进行。纵向立杆搭设两排，间距为@500，在主架挂点位置加密为三排。横向立杆按@700的间距进行搭设，在操作架挂点位置按@300的间距搭设。根据每次提模1.5m高度，大横杆步距按@500搭设，在操作架挂点穿墙管位置底下增设两道扣件，以防滑落。排架搭设后水平横杆须与预留短钢筋焊接牢固，另加@3000纵向剪刀撑，挂点处加径向剪刀撑进行加固。

5电动提模操作注意事项

整套烟囱爬模系统装置应进行设计计算，包括构件的承载力、稳定性、焊缝性能验算，对整套系统的抗风能力需计算论证。在保证爬模系统结构安全的前提下，进行现场加工必要的修正，以利于现场结构安装的需要，保证钢构件制作尺寸精确，焊缝饱满，螺栓连接稳固。整个系统组装完成后，要进行操作平台堆载试验，垂直运输起重机械的防坠落试验、起重机械的超载试验，确保整个爬模系统施工中的安全。正常的爬升施工是施工质量的关键，爬升的每一过程都要一丝不苟，精确的模板安装确保施工质量的优良。加强正常爬模施工的工序管理，按工艺流程做好施工工序检查记录。

6关键技术的科学性，先进性和创新性

(1) 电动提模设备零米组装：电动提模装置的组装位置提前到零米组装，一改过去都在烟道口顶部（约在30米高度以上）高度组装，改在零米组装后组装施工操作简便、安全可靠、节省大量排架材料、吊装机械及人工费。

(2)烟道口爬升技术：成功地应用电动升模烟道口爬升技术，由于烟道口洞口尺寸几平占了整个烟囱圆周的三分一，造成有三分一提模架不能正常爬升，我们对采用烟道口提升架加设支撑点，解决传统施工工艺难于解决的问题，攻克了电动升模过烟道口难题。

(3) 成功地应用电动升模外架单爬施工技术，在电动升模双爬施工体系上取消内提升操作架，通过外操作架顶端支承。同时在平台辐射梁下设一圈内支模平台，内支模架吊挂在辐射梁上。

7应用情况及分析

电动提模施工装置是目前国内烟囱施工中较为先进的烟囱施工工艺，适用于烟囱的砼外筒壁施工。该工艺已成功的应用在国电福建南埔电厂二期2*670MW机组 240/8米烟囱工程，实践证明，它具有工效高、施工质量好、安全经济等诸多优点：

1）电动升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。

2）工艺体系中操作平台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。因此，施工操作不会受恶劣气候的影响。

3）操作平台的提升是通过同步减速机传动来完成，操作灵活、简便，改善了劳动环境。

4）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。

该工艺解决传统施工工艺难于解决的问题，不仅为企业取得较好的施工效益，还提高了企业核心竞争力，该施工工艺可推广应用于烟囱、电视塔、水塔、圆形筒仓等超高构筑物施工，具有良好技术经济效益和社会效益。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。