中国能源建设集团广东火电工程有限公司
摘要：我单位经过多年的烟囱施工，在总结传统的钢筋混凝土烟囱外筒施工工艺基础上，对传统的施工工艺进行技术吸收、改造和创新，提出一套行之有效、安全可靠的施工工艺：烟囱外筒施工中施工电梯配合液压整体提升装置顶升翻模施工。经过试验论证，该工艺在山西介休2*35万千瓦低热值煤发电新建项目205m钢筋混凝土烟囱外筒施工上取得了成功，该工艺既提高的工程质量、保证了施工安全，也便于施工现场管理，缩短了工期和减少的施工成本，产生良好的社会效益和经济效益。
关键词：烟囱外筒；液压整体提升装置；施工工艺；应用
一、前言
国内对钢筋混凝土烟囱施工技术主要有液压滑模、电动升模、滑框倒模、三角架翻模等施工工艺。通过我司多年的工程实践，对以上施工工艺的局限性有了深刻认识，并进行认真总结，经过对比、分析、试验论证，总结出施工电梯配合液压整体提升装置顶升翻模施工工艺在钢筋混凝土烟囱外筒施工中应用的成功案例。
本文从提升装置的总体工艺要求及施工方法等方面进行论述，为其它类似工程提供借鉴经验。
二、正文
1.项目概况
本工程位于山西介休市，烟囱中心坐标A=2897.150；B=5821.000。±0.00m相当于绝对标高738.00m，外筒顶标高205m，出口外直径11.0m，为复合钛板钢内筒套筒式烟囱，外筒为钢筋混凝土承重式外筒。烟囱+0.2m混凝土筒壁 外直径为19.5m， 出口外直径为11m。
2.筒壁施工顺序
±0.00至10.5m以下外筒采用附着式三角架翻模施工→电梯及液压提升装置安装→10.5m以上外筒采用施工电梯配合液压提模装置顶升翻模施工。
3.筒体结构施工
3.1.±0.00至10.5m三角架翻模筒体施工
内外三角架在穿好的对拉螺栓位置的模板内外同时进行安装。即将内外三角架的立杆螺孔同时对准对拉螺栓挂好，将螺栓拧紧。保证三角架、围檩与模板间没有间隙，同时塑料管没有变形 。如此完成内外各一榀三角架安装，以此循环连续安装至10.5m。
3.2. 10.5m至205m筒体施工
本案主要介绍液压提模装置安装、施工电梯与液压提模装置的影响及液压提模装置拆除施工。
3.2.1.液压提模装置安装
原理：是将整个装置及施工过程所产生的荷载由分布在筒体外的承重模板直接传递到已有一定强度的混凝土筒壁上，提升机械通过固定在提升架上的油缸动作，依靠提升架、操作架，沿轨道模板交替上升，来完成提升任务，整个体系受力均匀，工作稳定性好。
平台系统安装主要有提升架安装安装、中心鼓圈安装、支、拆模平台梁安装制作、平台系统安装液压提升系统、拔杆、2台JM-1卷扬机、井架、中心鼓圈、辐射梁、拆、支模平台、提升操作架、轨道等。该部分存在施工工序和作业空间交叉，为施工过程的重点环节。
3.2.2.安装工艺流程
该液压提模装置组装标高设在10.5m，承重模板于筒壁10.5m前完成至少2节。
承重模板安装→中心鼓圈支撑脚手架的搭设 →中心鼓圈组合→辐射梁的安装→斜拉索的安装→提升架、平台、液压缸组装→提升机构的吊装就位→中心鼓圈、辐射梁的吊装就位→施工平台脚手板铺设→支撑平台安装→拆模平台安装及脚手板铺设→井架安装→电气系统安装→电梯安装 →小拔杆的安装及变幅卷扬机安装→液压系统安装。
3.2.3.安装步骤及控制要点
3.2.3.1.承重模板的安装
承重模板是系统的重点，其安装准确与否直接影响到整个提模装置系统。承重模板从第四模开始（每模1.5m高）安装，安装在烟囱筒壁外侧，通过对拉螺栓、剪力环、螺母与内侧普通模板相连接，要求以烟囱中心为基准均匀布置16榀，并且每组相对圆心夹角误差小于0.080或最大外径周向偏差小于15mm，其水平高差控制在8mm以内。两节承重模板垂直度控制在2mm之内，承重模板安装完后要求进行编号测量并做好记录。分度时注意承重模板与基坑轴线相对安装位置，两榀辐射梁夹角为22.5°。
3.2.3.2.中心鼓圈支撑脚手架搭设
脚手架立杆间距控制在800mm，横杆步距1200mm，架子的生根点要求在坚硬的土质上，架子搭成R=3m的脚手架平台，上面再满铺交叉两层脚手板，顶面采用水平仪找平并标出中心点，绑扎牢固，加4根道木摆成菱形状。脚手架的搭设应满足中心鼓圈、辐射梁、支撑平台、施工人员等总重量的安全要求。
3.2.3.3.提升架系统检修、安装
3.2.3.3.1.提升架系统检修
提升架是提模装置爬升的主要部件，提升架的灵活度直接影响到整个工程的施工进度，因此必须保证其各部件的灵活。
对爬升滚轮架进行调节，使其相对宽度、角度与烟囱筒壁相适应，保证其在承重模板滑道的顺利滚动。滚轮要求圆滑，且磨损度不小于原尺寸的10%。
对爬升滚轮进行清洁，去除滚轮周围残留的混凝土，对其滚轴加注黄油进行润滑，保证其灵活度。
对提升架角度调节器进行调节，去除调节器里残留的混凝土，对调节丝杆除锈润滑。
对液压缸滑动小车进行调节，使其在滑道内顺利滑动，如有滑轮损坏，要及时更换。
对整体框架结构变形处进行调整，开裂处及时进行焊接。
3.2.3.3.2.提升架系统组装
此部分严格按照组装图进行组装，根据设备情况，主要组装构件为操作架的液压缸和外平台（三角平台），在组装过程中严格检查架体焊缝，发现问题及时处理,液压缸在地面要调试好，在组装完成后进行验收，验收合格后方可使用。
3.2.3.3.3.提升架的吊装
提升架在地面组装好并试运正常且筒身施工到9m后进行提升架的吊装，提升架共16榀，进行试验安装时以烟道口中心线为基准均匀布置。提升架设置走道及栏杆，栏杆要求两道。在扒杆吊装位置对栏杆进行加固，增加水平杆和立杆，间距较其它部位的1/2。吊装时利用50T汽车吊沿筒壁一周逐榀吊装就位提升架（提升架与承重模板之间通过销块进行连接固定）。
3.2.3.5.辐射梁安装
待提升架与中心鼓圈就位后，利用25T吊车安装16榀辐射梁，逐个吊起与中心鼓圈用销子销好，另一端固定在操作架顶部的滚轮上，辐射梁就位后，根据施工图画出连接扁铁位置，从内到外依次连接牢固。
辐射梁与鼓圈组装好后，辐射梁分度误差小于0.08度，或最大外径处轴向偏差小于15mm。
3.2.3.6.斜拉索安装
斜拉索利用φ24×6×37的钢丝绳，其安装方法如下：
将所有斜拉索均布挂好，用5t倒链从外侧对称四点同时拉紧，再四点对称同时拉直至最外侧拉完，其安装要点为每一层钢丝绳受力均匀，最外侧拉完后再拉次外侧，按照上述方法将所有拉索全部拉完，注意钢丝绳卡接头方法应符合规定（绳卡每一节点不少于4只）。斜拉索安装完毕后，应派有丰富经验的专人逐根进行检查钢丝绳的张紧程度是否一致，钢丝绳接头处是否压紧。中心鼓圈的起拱量控制在50～80mm，不大于15cm。
3.2.3.7.支、拆模平台检修、安装
3.2.3.7.1.支、拆模平台检修
支模、拆模平台梁为损耗件，根据工程要求重新制作，采用与原厂设备相同的14a槽钢制作，根据施工情况，确定支模、拆模平台梁长度为10m，共16根。
其中拆模平台梁需焊与中心鼓圈连接耳板。
梁上每隔与辐射梁相对应耳板位置处，焊接一个吊杆吊耳，每根梁各7个。
吊杆检修时，需把吊杆变形处整直，并检查每个花篮螺栓的灵活度、润滑度。缺少的吊杆按照图纸用Φ14钢筋加工制作。
所有耳板要焊接在槽钢受力面，且焊接牢固可靠。
制作的焊接件要焊接牢固可靠，焊缝高度不小于6mm。
3.2.3.9.井架安装
井架安装时将组装构件运到施工平台上进行现场组装，组装时整个井架的垂直度偏差控制在20mm以内。1根长4.6m避雷针装在井架顶部，避雷针用50㎜2铜芯线或者电焊线引接到预埋在筒壁内的避雷接地扁铁上，使平台系统的避雷接地与烟囱0m避雷接地系统相连，安装完成后进行接地电阻测试并符合规范要求。
3.2.3.10.辐射梁托拉绳安装
提模装置整体架构组装完成后，每根辐射梁外围端部要加装托拉绳与井架连接，托拉绳张紧度要适宜，此托拉绳设置主要作用为克服因烟囱变径后筒壁外围辐射梁过长造成的内外力矩不平衡，同时避免了以往施工中为满足力矩平衡对辐射梁进行切割的通病，有效的保护了设备。
3.2.3.11.小拔杆及起升、变幅卷扬机的安装
小拔杆、变幅卷扬机、起升卷扬机用汽车吊，吊到施工平台，小拔杆的根部与鼓圈相连，卷扬机就位后穿变幅钢丝绳和钩绳，变幅绳绳头固定在井架上部。小拔杆中部设防倾倒保险绳，根部轴侧设角度限位，钩绳顶端设重力起升限位。
3.2.3.12.电气系统的安装
施工平台电气总电缆安装应满足平台上所有用电的总负荷要求，其中包括:液压提升系统、小拔杆起升变幅系统、平台所有照明系统以及两台电焊机和其他小型施工工具。
施工平台的照明由LED灯提供，所有电源线均采用绝缘可靠的橡皮电缆，并配备安全可行的漏电保护器，平台的配电箱应设置防雨罩。
3.2.3.13.液压系统的安装
安装应牢固可靠，并采取可靠固定措施；管路走向要合理，长短余量合适；运动过程中油管不得受拉力，油管成束，捆扎牢固，防止摩擦和挤压；所有液压执行元件都应有防碰伤措施及防雨防尘措施；液压件安装时一定要清洁冲洗；密封圈安装正确；液压油符合标准，并经过严格过滤。
3.2.4.装置的试运转、试验
液压提模装置在安装后必须进行试运转，合格后方可投入使用。
3.2.4.1.绝缘试验
整个装置装配完毕，在电源接通前对电气设备进行绝缘试验，对发现的任何故障均应排除。
电气控制系统的绝缘电阻不小于0.5MΩ。
电气接线整齐可靠，符合规范的要求，接地电阻不大于4Ω，各限位开关灵敏可靠。
3.2.4.2.小拔杆的负荷试验
空负荷试验：不加载，起吊变幅全程动作不低于3次，检查安装情况良好，钢丝绳无干涉摩擦现象；电气控制正常，限位作用良好；机构应无杂音、无漏油。
满负荷试验：载荷加载10KN，起吊变幅动作全程不少于3次，检查各机构运转情况应良好，连接处无松动或损坏，制动器制动灵敏可靠；电气控制正常，限位可靠；机构应无杂音、无漏油。
静负载试验：载荷加载12.5KN，起吊物离地100毫米，维持10分钟，检查结构变形情况，应为无明显永久变形，制动器制动可靠，重物无明显下降。
动负荷试验：载荷加载11KN，起吊变幅动作全程不少于3次，检查各机构运转情况应良好，连接处无松动或损坏，结构无明显变形，制动器制动灵敏可靠；电气控制正常，限位可靠；机构应无杂音、无漏油。
3.2.4.3.液压平台系统试验
平台不加载荷，只有提升时正常载荷动作全程不少于1次。检查安装情况，机构的运转情况良好，无冲击、震动、漏油现象，提升同步误差不大于20毫米，拉索受力均匀；液压操作灵敏可靠；安全保护动作准确、可靠；连接处无松动或损坏；同步提升，拉索受力均匀；结构无明显变形。
3.2.5.施工电梯安装
主要介绍施工电梯与电动液压提模装置的相互影响与关系。
施工电梯待液压提模装置鼓圈安装完、且承重脚手架拆除后开始安装，30米以下主要用于施工人员垂直运输，混凝土用泵车布料浇筑，30米以上用于混凝土及人员垂直运输。钢筋不用电梯运输，由液压提模装置的小拔杆运输。
施工电梯附着间距6米，考虑液压提模装置占用高度3.5米、且电梯自由高度7.5米，在鼓圈处设置一临时附着。液压提升装置提升时，临时附着拆除，提升完成之后再恢复。详见下图：
3.2.6.液压提模装置拆除
电动提模拆除分三个阶段，第一阶段：烟囱外筒到顶，拆除筒壁模板；第二阶段：烟囱205m平台现浇板施工完后，将轨道模板以及提升架、挂架拆除，第三阶段，烟囱主体完工、上人扶梯安装完成之后，将辐射梁、鼓圈等平台结构部分、施工升电梯拆除。
拆除顺序：筒壁模板—→提升架—→小拔杆—→辐射梁—→井架—→鼓圈—→施工电梯
3.2.6.1.第一阶段拆除
烟囱外筒到顶以后，拆除筒壁内、外侧两层钢模板，将电动提模回落，使辐射梁搁置在烟囱外筒壁顶部，使提升架不受力。拆除防提升架坠落钢丝绳，使门提升架继续下落，下落至下一层轨道提升架搁置位置处，插上方钢，使门架受力。拆除门架外侧围栏、安全网、以及脚手板，传递至电动提模平台上，用施工升降机运至地面。
3.2.6.2.第二阶段拆除
提升架拆除
每榀提升架重约1.2t，长度6.75m，利用预先埋设的铁件布置导向滑车，拆除利用3t卷扬机起吊，钢丝绳选用6×37φ15mm钢丝绳，钢丝绳布设好后，点动使卷扬机受力，然后慢慢提升，使提升架离开方钢，抽出方钢，开启卷扬机，使提升架下落，滚轮离开轨道将提升架吊运至地面。每榀提升架下落过程中，应用两条260米长的白棕绳与门架下部连接好，两个人在地面拉住绳尾，防止门架擦伤筒壁，将提升架逐榀拆除。操作人员利用挂梯下至轨道模板处，利用倒链挂住轨道，松开高强拉杆螺栓，抽出剪力环，用倒链将轨道拉至升模平台上，用施工升降机将轨道运至地面，如下示意图：
小拔杆拆除
小扒杆变幅钢丝绳收紧使之与井架尽量贴近，钢丝绳重新布置吊点，用2t倒链将小扒杆底部提起并适当受力；拆除小扒杆的变幅机构，将变幅机构拆除后逐渐松开倒链使主吊钢丝绳受力，逐渐松开倒链直到主吊钢丝绳完全受力后将倒链撤掉；开动小扒杆卷扬机让小扒杆缓慢下落，在经过支模与拆模平台时要加强监护防止挂碰，如下示意图：
辐射梁拆除
辐射梁每根重0.9t，长度10m，辐射梁应从烟道接口方向，对称拆除。每根辐射梁拆除之前，先拆除辐射梁上的斜拉索将辐射梁靠近鼓圈一端，用卷扬机起吊，点动，抽出辐射梁与鼓圈连接销，将辐射梁一端慢慢倾斜使辐射梁整体下落；用卷扬机将辐射梁运至地面，用同样的方法拆除其余各根辐射梁，剩余四根辐射梁(十字交叉）与鼓圈一起拆除。
3.2.6.3.第三阶段拆除
第三部分拆除前，吊挂点转换至与筒壁最顶部预先设置的埋件相接，确保安全连接且四个方向同时收紧后方可进行吊挂系统转换，详图示。
井架拆除
烟囱上人扶梯安装完成，整个烟囱基本完工之后开始拆除井架，操作人员利用吊笼下至附墙埋件处，将附墙杆从上至下拆除，导轨架拆除应按照施工升降机产品使用说明书要求的方法进行操作。
中心鼓圈拆卸
在鼓圈下部沿烟囱轴线方向设置4道6×37φ19.5mm钢丝绳，钢丝绳一端与鼓圈下钢环相接，另一端用5t倒链与筒壁最顶部预先设置的埋件相接，四个方向同时收紧倒链，将鼓圈拉起2～3cm，操作人员利用挂梯从205m平台上至鼓圈上，将鼓圈进行破坏性拆除，拆除应对称进行，防止不均匀受力、倾倒（倒链应始终处于收紧状态，防止拆除辐射梁时鼓圈倾倒）。
五、结论
目前，山西介休2*35万千瓦低热值煤发电新建项目205m钢筋混凝土烟囱外筒施工应用施工电梯配合液压整体提升装置顶升翻模施工工艺取得了预期的效果。该工艺有利于优化完善施工方法、提高施工效率、缩短施工周期，为企业带来更多的经济和社会效益。通过实践证明液压提升翻模工艺具有以下特点：
工程质量好
由于该工艺体系模板自成一个独立体系，如常规现浇混凝土结构一样支模、浇注，不存在滑模工艺中由于摩阻力作用而对混凝土产生的拉裂现象，混凝土内在质量完全得到保证；支模及钢筋施工的工艺符合正常施工操作程序，钢筋位置和保护层尺寸容易控制，确保了钢筋施工质量；筒体中心和半径测量是在提升后的静态下完成，操作简便，测量数据准确。筒体中心和几何尺寸容易控制在规范范围内。
施工安全可靠
该工艺中采用辐射梁、施工平台、鼓圈均用工字钢或槽钢经过严格的计算确定（附计算书）；液压提升及起重设备按照相应的工况选用；系统提升时混凝土强度高；由于提升结构与模板系统相脱离，不存在摩擦力；此外，由于各层施工平台的整体性程度高，配合安全围栏及安全网的使用，施工与室内施工效果一致， 施工安全性比其他的传统工艺大大提高。
施工管理和节约成本
本工艺实行交叉流水作业，有利于优化完善施工方法、提高施工效率、缩短施工周期，使劳动组织得到改善，避免了工种调配上的高峰，使施工总人数比采用其他传统施工工艺的施工人数相对减少，且施工工期有所提前（与我司以往采用其他施工工艺的同类工程相比，工期提前20%）， 各工种系单班作业，配合简单，施工机构和施工管理大为简化。
由于本工艺体系提升结构和模板系统相分开，在提升过程中不存在模板摩擦力，提升荷载大大减少，因此体系结构用钢量比滑模设备节约30%。
获奖情况
《烟囱外筒施工中施工电梯配合液压整体提升装置顶升翻模施工工艺》在2017年2月经中国电力建设专家委员会评审认定为电力建设关键技术成果。
参考文献
[1]《施工计算手册》.江正荣著.
[2]《建筑施工手册》.第五版.
作者简介
唐海军，男，从事多年电力建设施工管理工作；
陈玉潮，男，从事多年电力建设工程管理工作；
李从强，男，从事多年建筑施工管理工作；
王金水，男，从事多年电厂烟囱施工管理工作。
单位：中国能源建设集团广东火电工程有限公司，邮编： 510730。
论文作者:唐海军,陈玉潮,李从强
论文发表刊物:《防护工程》2017年第24期
论文发表时间:2018/1/10
标签：烟囱论文; 液压论文; 装置论文; 井架论文; 平台论文; 钢丝绳论文; 卷扬机论文; 《防护工程》2017年第24期论文;