150m砼烟囱滑模施工设计.docx
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150m砼烟囱滑模施工设计
150米混凝土烟囱（滑模）
施工设计
江苏某某烟塔公司
二OO五年七月八日
目录
1.工程概况3
2.编制依据3
3.施工准备4
4.施工方法和程序4
5.筒体滑模装置设计4
6.烟囱筒体滑模施工与操作6
7.筒体衬里施工12
8.牛腿施工12
9.标高100米、143.75米信号钢平台安装13
10.钢爬梯安装13
11.滑模操作平台上供电、通讯联络、临时避雷设施及防空要求13
12.滑模装置拆除14
13.混凝土原材料的检查及混凝土配比的选用15
14.质量保证措施16
15.环境、职业安全健康保证措施16
16.劳动力安排和岗位责任制18
17.施工进度安排20
18.主要施工机具表20
一.工程概况
某某石油化工公司的150米烟囱为钢筋混凝土单筒体加砖衬里结构。
烟囱总高为150米。
在±0.000位置，筒体内衬采用耐酸砖、膨胀珍珠岩隔热层烟囱。
烟囱出口内径4.5米。
在筒体内壁沿筒体标高每15.5米为一道衬里砖支托的钢筋混凝土牛腿，牛腿的分布由筒底至筒首分9道布置。
在烟囱筒体外壁上，设有一架直爬梯直通筒首。
在筒体外壁标高100米和144.86米处分别安装米道信号钢平台。
在筒首位置分别安装着高空避雷网和防空灯装置。
筒首钢筋混凝土筒壁与砖内衬体由铸铁盖板做环周平铺联接。
烟囱的烟道口和积灰平台同在5.8米层平面。
烟道口顶口标高为10.65米。
二.编制依据
2.1《工程测量规范》GB50026-93
2.2《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002
2.3《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002/J220-2002
2.4《砌体工程施工质量验收规范》GB50203-2002
2.5《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002
2.6《建筑地面工程施工质量验收规范》GB50209-2002
2.7《组合钢模板技术规范》GB50214-2001
2.8《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-96
2.9《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB50210-2001
2.10《混凝土外加剂应用技术规范》GBJ119-88
2.11《烟囱工程施工及验收规范》GBJ78-85
2.12《液压滑动模板施工技术规范》GBJ113-87
2.13《液压滑动模板施工安全技术规范》JGJ65-89
2.14《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-88
2.15《石油化工施工安全技术规程》SH3505-1999
2.16《化学工业工程建设交工技术文件规定》HG20237-94
2.17《环境空气质量标准》GB3095-1996
2.18《城市区域环境标准噪声标准》GB3096-93/T14623-93
2.19《建筑施工场界躁声限值及其测量方法》GB12523-12524-90
2.20《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996
三.施工准备
3.1人员准备：
对参加施工的人员进行滑模施工的技术知识和安全知识培训，并进行身体检查。
3.2技术准备：
组织施工人员学习图纸，进行技术交底。
对原材料进行检验和复验，委托试验室制做混凝土的配合比。
3.3机械准备：
对工程所用的各种机械设备进行检修和安装，以满足施工需要。
3.4场地准备：
进行施工场地平整、拆除障碍物、修建临时设施，做到水、电、路畅通。
四.施工方法和程序
4.1施工方法
150米烟囱属超高高耸型钢筋混凝土筒体结构。
根据结构特征，±0.00～6.65米烟道口标高位置采用普通钢管脚手架、钢模板加拼木条的现浇混凝土方法施工；6.65米开始滑模装置组装，以上筒壁采用快速、优良、低耗、技术较先进的无井架液压滑模工艺施工，其中包括筒体正常滑升，牛腿支模浇筑，内衬及爬梯、信号平台随滑升随进行的砌筑和安装；滑模装置拆除后进行烟囱筒体内部及灰斗板的施工。
为适应滑模施工的需要，6.65米位置及以下结构做如下处理：
4.1.1由筒体标高5.8米以上现浇900毫米高钢筋混凝土留做滑升模板的安装层，在混凝土顶面按照提升架位置尺寸分出支撑杆固定铁件位置并预埋支撑杆固定铁件。
4.1.2在筒体标高5.8米层积灰平台上预留米吊笼通过孔洞。
在滑模施工时利用积灰平台层做为筒体底部安全防护层。
4.1.3在烟囱基础施工时，预先将吊索滑轮和导索滑轮着力点固定在基础顶面混凝土内。
当导索和吊索安装时，地脚滑轮可直接固定在预埋的着力点上。
（注：
基础施工时出位置图）
4.2施工程序
测量放线→土方开挖→基础施工→土方回填→6.6米以下筒体施工→滑模装置组装→初滑→正常滑升→牛腿施工→内衬砌筑→......→筒体滑模施工→......→筒首施工→滑模装置拆除→爬梯、平台、信号灯、避雷针及照明→烟道施工→烟囱内地面、烟囱外散水。
五.筒体滑模装置设计
5.1模板系统选型：
5.1.1模板选型：
滑升模板安装在筒体标高6.65米位置。
根据烟囱内、外直径尺寸的变化，模板选型共分：
固定内、外模板、收分内、外模板、抽拔内、外模板三大类。
模板的板面选用2.5毫米厚钢板。
模板的加劲肋选用∠36×5角钢。
根据筒体模板的滑升速度和混凝土出模强度需要，滑升外模板定长选为1.55米,内模板定长选为1.45米。
在模板组装时，内模板上口比外模板上口低100毫米,并保证模板下口平齐，在模板制作时，沿模板的加劲肋竖向焊接模板挂钩可保证组合的模板由挂钩与围檩整体挂接。
模板制作见209-026,组装见209-030。
5.1.2围檩选型：
围檩是保证筒体模板组装成整体后，模板由围檩的带动下保持模板同步向上滑升。
围檩：
分内围檩和外围檩。
选用∠70×45×5不等边角钢制作。
由于烟囱锥度的变化和筒体直径、壁厚变化等因素，要求组装后的内外围檩能沿着弧向收分和滑动并对称搭接在固定模板联接角钢上。
由于烟囱不断的滑升收径，围檩的弧度也应随之变化。
又由于150米烟囱分三个锥度变化筒体直径，因此，模板的内外围檩分为五种弧度设计方可满足烟囱锥度变化。
内外围檩见209-016图。
5.1.3模板支撑选型:
模板支撑分：
抽拔支撑和丝杠撑顶米种。
抽拔支撑与提升架腿部由螺栓联接。
抽拔支撑在螺栓联接点处可做内、外方向的滑动。
它的内端与模板围檩联接并支撑着围檩。
在抽拔支撑上方安装撑顶丝杠并撑顶着模板围檩。
施工中，抽拔支撑与撑顶丝杠做配合使用，主要是控制模板锥度变化和调整筒体壁厚变化。
模板支撑见209-018图和209-019图。
5.2操作平台（施工平台）系统选型：
操作平台是烟囱滑模施工中的主要作业场地。
操作平台辐射梁除承受施工荷载外，还用于控制筒体的直径变化，施工中，利用操作平台可有效地使用激光安平仪进行筒体结构垂直度的检测找中。
5.2.1由于烟囱直径变化较大，因此，提升架、辐射梁选用数量分米个标高段确定。
由6.65米至75米，提升架选用三十二榀，辐射梁选用三十二对。
由75米至150米,提升架的用量减为十六榀，辐射梁的用量改为十六对。
5.2.2根据筒首内径尺寸（Ｄ内＝3.95米,不包括衬里）平台鼓圈选择φ内＝2.55米。
鼓圈共由上、中、下三段钢圈联接组合构成。
上段钢圈为[18槽钢，中段和下段钢圈为[16b槽钢。
上段钢圈与辐射梁铰支联接，中、下段钢圈由平台斜拉杆与辐射梁拉结。
鼓圈各段钢圈采用[10槽钢做为竖杆联接，斜杆采用∠60×6角钢联接。
在辐射梁下端（斜拉杆联接点位置）分别安装平台内钢圈（[16b槽钢）共3道。
在辐射梁外端位置安装平台外钢圈。
沿平台辐射梁顶面满铺50毫米厚的木板（材质红白松）形成环形操作平台。
在筒体滑升施工中，由于烟囱不断收径，因此，施工平台需做3次改装。
改装的标高位置和改装的内容见209-002图。
5.2.3操作平台构件组成：
提升架32榀（75米以上16榀）
辐射梁32对（75米以上16对）
鼓圈φ2.5米一座
内钢圈φ13米一道
φ25.6米一道
φ37.8米一道
外钢圈φ外16.7米一道
平台斜拉杆16×3根
收径丝杠32支（75米以上16支）
内外吊脚手架各32榀（75米以上各16榀）
构件制作见209-004、209-006、209-007、209-022、209-013图。
5.3液压提升系统选型
根据滑升总荷载和千斤顶的排油压力，选用压力等级10米PaYK米-36型液压控制台一台，选用工作起重量15KN、GYD-35型滚珠式千斤顶65台。
油路采用三级并联单线管路布置。
见209-015图。
5.4垂直运输系统选型：
垂直运输系统主要解决施工材料和小型工具的垂直运输，同时，还做为操作人员高空与地面间的交通工具。
在施工平台鼓圈上安装随升井架米座（米座井架合并安装）并安装米座吊笼。
井架横梁上安装吊索滑轮和导索滑轮，吊笼通过平台鼓圈由筒体内到地面，导索和吊索地脚滑轮固定在基础混凝土顶面。
在筒体底0.000面层和操作平台上分别增设信号操作室，信号操作员在信号室内控制吊笼上、下运转。
在操作平台上随升井架上安装10KN甩杆。
甩杆解决钢筋、支撑杆等超长材料的垂直运输。
垂直运输系统组成：
随升井架：
H＝66203座
运输吊笼：
700×700×32503座
50KN双筒电动电控卷扬机3台
50KN单筒电动电控卷扬机2台
10KN单筒电动电控卷扬机3台
吊笼钢丝绳6×37-φ19.52100米
导笼钢丝绳6×19-φ151100米
甩杆钢丝绳6×19-φ8.7510米
吊笼双滑轮φ28050KN9个
导索单滑轮φ21050KN9个
变向地脚滑轮φ21050KN8个
开口吊钩型导向滑轮30KN8个
拉力表40KN3个
垂直运输系统原理图见209-014图。
六.烟囱筒体滑模施工与操作
6.1滑模组装顺序
（1）沿提升架位置将筒壁结构钢筋上分别抄上提升架安装标高并焊接支撑钢筋→
（2）找出鼓圈安装中心和标高位置→（3）安装鼓圈→（4）安装提升架→（5）平台钢圈就位→（6）安装辐射梁→（7）安装内外钢圈→（8）安装平台斜拉杆→（9）安装千斤顶和油路管线→（10）平台铺木板→（11）各千斤顶内插支撑杆→（12）对各支撑杆统一抄平→（13）安装筒体内外模板和模板支撑→（14）安装收径丝杠→（15）安装平台上随升井架→（16）安装吊索和导索钢丝绳同时安装米个吊笼→（17）安装平台上甩杆→（18）安装照明和动力供电系统→（19）安装内外吊脚手架→（20）安装平台栏杆及平台拉结围栏→（21）挂安全网→（22）各系统检查调整→（23）激光安平仪就位安装，同时安装扭线锤。
滑模装置安装共分以上23个步骤进行。
滑模各系统安装完后，组织各有关部门人员进行安装质量、安全等方面的检查和验收。
检查内容:
a、检查各构件安装是否符合表－1规定的允许偏差尺寸；b、检查垂直运输系统运转是否符合安全可靠（并包括加荷检查）；c、检查各用电器和各供电系统的安装是否符合标准规定的要求（包括工作状态时的检查）；d、检查液压系统工作状态下的运转情况；e、搅拌站各项工作安排是否就绪；f、各岗位上（高空作业）操作人员是否都已经医院体检并持有登高作业证。
g、各施工材料、施工机具、设备准备齐全。
以上各顶检查合格验收后，方可进行施工。
6.2试滑：
试滑时先分层（分层厚300毫米）浇灌600毫米混凝土，即提升1-2个行程，观察液压系统和平台系统及模板系统的工作情况。
若有不正常现象和其它情况的发生则要求立即调整处理并能够达到正常的滑升状态。
当模板经过多个行程的提升及对滑模各系统观察一切正常后，即转入正常滑升施工。
滑模装置组装质量标准表7.2
序号
项目
允许偏差
1
模板中心线与相应结构截面中心线位置
3.5毫米
2
围圈位置的横向偏差（水平方向、垂直方向）
3.5毫米
3
提升架垂直偏差平面内（平面外）
3
（2）毫米
4
提升架安放千斤顶的横梁水平偏差平面内（平面外）
3
（2）毫米
5
考虑倾斜度后的模板尺寸上口（下口）
-1（+2）毫米
6
千斤顶安装位置偏差提升架平面内（平面外）
5（5）毫米
7
圆模直径、方模边长偏差
5.5毫米
8
相邻米块模板米面平整
1.5毫米
9
安放千斤顶的提升架横梁相对标高偏差
5.5毫米
6.3滑升施工
6.3.1滑升施工中要严格控制米次提升的间隔时间不得超过1个小时。
主要考虑到混凝土若与模板接触时间过长会加大模板提升时的摩阻力，影响着支撑杆的稳定。
严重者可出现筒体模板产生扭转，或是筒体混凝土有被拉裂的可能。
若强行提升可造成大批量的支撑杆失稳并导致操作平台的失稳，更为严重的会出现恶性事故的发生。
因此，施工中，每次提升都要通过计时的记录认真控制每次提升的间隔时间，确保滑升施工质量和施工中的安全。
6.3.2混凝土浇捣：
混凝土要求分层对称交圈均匀浇捣，这样有利于筒体混凝土强度保持均匀，缩小混凝土与模板间的滑升摩阻力差，保证支撑杆在提升时受力较均匀并防止操作平台定向位移而造成筒体结构的倾斜和扭转。
每次浇灌厚度保持300毫米，但不宜过厚，应避免模板一次提升高度过大增加支撑杆的脱空长度，从而增加了支撑杆失稳的危险。
特别是筒体在变径和收分时，若浇灌层过大，不利于模板的变径收分，并难以控制好筒体的滑升质量。
正常情况下，规定每次提升高度为300毫米。
6.3.3支撑杆的接长安装
在滑模构件中，支撑杆是重要的受力构件。
它承受着模板系统、平台系统等全部荷载。
规范要求（GBJ113-87第5、3、1条）第一批插入千斤顶的支撑杆其长度不得少于四种，并按长度变化顺序排列。
本方案要求：
第一批插入千斤顶的支撑杆，长度分别为1.1米、1.5米、1.9米、2.3米、2.7米、3.1米、3.5米、3.9米、4.3米、4.7米、5.1米,共十一种不同长度分别焊接固定在筒壁混凝土顶预埋铁件上。
第二批包括以后相接的支撑杆均以4.5米等长度与第一批支撑采用平方米0的丝扣联接。
在支撑杆联接时，要求用管钳拧紧支撑杆的接头丝扣，当千斤顶爬过接头处后立即用电焊焊接。
在模板提升时，由于各种原因会使局部支撑杆受力不均匀产生失稳后弯曲，对于弯曲的支撑杆要立即采取加固措施（此时要停止提升）。
加固方法采用φ22以上的钢筋以剪刀撑的形状与结构受力钢筋及相邻的支撑杆进行联接电焊焊接固定，焊缝厚度≥6.5毫米。
支撑杆加固完后可继续模板的提升。
6.3.4模板提升：
每当300毫米厚混凝土浇捣完后即可进行模板的提升。
提升前，先放松索道钢丝绳。
液压操作员预先在支撑杆上注明千斤顶提升后的统一标高，将千斤顶的限位挡卡在标高位置。
检查油路及各千斤顶有无漏油情况并松开各千斤顶进油阀。
当检查无误后，操作液压控制台进行提升。
在提升过程中，木工要观察模板提升情况，钢筋工要注视着钢筋有无对模板提升有阻碍的部位，混凝土工要检查混凝土出模情况，瓦工要对出模混凝土进行外表的检查修整并涂刷养护剂。
6.3.5模板一次提升后的检查记录：
每一次提升完后，要进行筒体中心偏差（垂直度）的检查、记录；滑升标高的检查记录；筒体半径偏差的检查记录；筒体壁厚的检查记录；有预埋件的位置要做好预埋件的检查记录。
记录的内容还包括：
模板提升时间、提升高度、提升后的标高，同时还要注明液压提升系统的工作情况。
提升过程中若出现其它情况要及时汇报主管技术员，在有技术员的参予下处理解决。
6.3.6滑升顺序
⑴筒体绑扎钢筋→⑵浇捣一个浇灌层的混凝土→⑶放松导索钢丝绳→⑷操动液压操作机开关并输油加压提升→⑸检查并修整出模混凝土并涂刷混凝土养护剂→⑹检测结构各项指标的偏差数据并做记录→⑺张紧导索钢丝绳→⑻筒体衬里砌筑施工→转向下道施工程序；即进行筒体钢筋绑扎。
以上分八项程序为一次提升施工顺序。
6.4停滑措施
在滑升施工中，由于施工工艺的需要，或是出现故障等原因而引起滑升中断或停歇，为不使模板与混凝土发生粘结，在停歇时间内每隔1.5小时至少提升一个行程（约25毫米）。
气温较高时（约21℃以上），应增加1-2次中间提升。
（停歇时间内模板提升的高度不能超出支撑杆的脱空长度l=960毫米）。
当混凝土与模板已不粘结时，应停止提升。
若混凝土与模板发生粘结时，则采取加固支撑杆，放松模板支撑让模板与筒体暂时脱离进行模板的清理，当筒体混凝土与模板不产生粘结（混凝土的强度达0.8米Pa）时，将模板与筒体合拢并撑紧模板支撑。
6.5模板的调径、收分、抽拔施工
6.5.1模板的收径
150米烟囱调径见调径表：
表7.5.1
模板的收径要根据调径表进行收径施工。
收径操作应分组对称进行。
收径后要检查内外模板锥度是否符合烟囱各段的锥度要求，检查筒壁截面尺寸是否符合各段壁厚要求，检查筒体内半径是否一致。
以上各顶检测若超出允许偏差值时应进行调整。
调整模板支撑体可解决模板的锥度偏差和筒体壁厚尺寸偏差，调整辐射梁上的收径丝杠可解决筒体半径不等偏差。
当半径不等偏差和筒体壁厚尺寸偏差同时出现超差时，应先调整半径超差（收径丝杠调整），然后再调整筒体壁厚的超差（调整模板支撑）。
故施工中，根据不同的部位所出现的偏差相应地调整相关联的支撑体，且不能搞错。
150米烟囱收径表表7.5.1
筒壁锥度
标高
（米）
筒体外
半径（厘米）
筒体内
半径（厘米）
筒壁厚
（厘米）
隔热层厚（厘米）
内衬厚
（厘米）
i=0.06
6.60
743.5
697.5
45
9
24
10.60
719.5
673.5
45
17.50
678.1
637.1
40
20.00
663.1
622.1
22.50
648.1
607.1
25.0
633.1
592.1
27.50
618.1
577.1
30.00
603.1
564.1
38
i=0.04
32.50
593.1
554.1
35.00
583.1
544.1
37.50
573.1
534.1
40.00
563.1
524.1
42.50
553.1
514.1
45.00
543.1
508.1
34
47.50
533.1
498.1
50.00
523.1
488.1
52.50
513.1
478.1
55.00
503.1
469.1
57.50
493.1
459.1
60.00
483.1
453.1
30
62.50
473.1
443.1
65.00
463.1
433.1
67.50
453.1
423.1
70.00
443.1
413.1
72.50
433.1
403.1
75.00
423.1
397.1
26
5
77.50
413.1
387.1
80.00
403.1
377.1
82.50
393.1
367.1
85.00
383.1
357.1
87.50
373.1
347.1
90.00
363.1
341.1
22
12
92.50
353.1
331.1
95.00
343.1
321.1
97.50
333.1
311.1
100.00
323.1
301.1
102.50
313.1
291.1
105.00
303.1
283.1
20
i=0.02
107.50
298.1
278.1
110.00
293.1
273.1
112.50
288.1
268.1
115.00
283.1
263.1
117.50
278.1
258.1
120.00
273.1
253.1
122.50
268.1
248.1
125.00
263.1
243.1
127.50
258.1
238.1
130.00
253.1
233.1
132.50
24781
228.1
135.00
243.1
223.1
137.50
238.1
218.1
140.00
233.1
213.1
142.50
228.1
208.1
145.00
223.1
203.1
147.50
218.1
198.1
150.00
213.1
193.1
注：
1、牛腿位置：
18.0米、35米、45米、65米、80米、95米、110米、125米、140米。
2、信号钢平台位置：
100米、144.86米。
6.5.2模板的调径抽拔施工：
由于烟囱的内外直径要不断的调整、提升架在收径丝杠的撑顶下沿辐射梁向中心内移，围檩沿弧向向固定模板位置滑动。
因此，辐射梁悬空较长时，应割掉悬空的部分。
围栏在固定模板处相碰时应将该部分割掉。
根据烟囱不同标高位置要更换不同弧度的围檩。
收径时，各提升架间的模板要向收分模板内滑动，当收分模板内满一块模板时，应立即将该块模板抽拔出来，这样，各段间的模板不断的收分、抽拔，便完成了150米烟囱的滑升施工。
（见标高12米、150米筒体模板结构图209-030图）
6.6150米烟囱筒体测中、找平、测高、测扭:
6.6.1测中:
为保证烟囱筒体在施工中能够校正中心偏差，在筒体底部（烟囱基础顶面）安装一台激光测量仪，在操作平台相对应地安装激光仪接收靶，激光仪光点可垂直投到操作平台中心接收靶上，便可直接观测中心偏差值。
6.6.2找平:
在操作平台上利用水平仪在支撑杆上抄出统一的水平标高，将该标高返到各千斤顶限位挡控制千斤顶的爬升，保证操作平台的水平。
6.6.3测高:
滑升中，为了准确掌握筒体滑升高度，在筒体混凝土内分米点位置预埋标高控制杆（标高杆刻度以50毫米递增），利用标高检查滑升高度。
6.6.4测扭:
在筒体滑升施工中，为了能够随时观测到筒体是否有滑升扭转现象，在施工平台上分别安装米个500N重的线锤，在筒体底基础混凝土顶面相对应固定米个定位盘，当筒体出现扭转时，线锤所对应的定位盘上将显示出扭偏值。
6.7测中、调平、测高、纠扭施工：
为保证筒体结构的滑升质量，每个作业班组每班至少应对施工标高、施工平台的水平做1-2次检查，并做检查记录。
筒体每滑升300毫米就应进行筒体的测中、测扭的检查和记录。
6.7.1测中和调平施工:
每当检查筒体中心偏差超过允许值时，要进行中心偏移纠正。
方法:
利用水平仪先检查平台的水平度，检查支撑杆上各千斤顶的水平差，将千斤顶和平台调平后，利用半圆或1/4圆（不同情况不同选用）的千斤顶升差法进行中心的反偏移反倾斜纠正。
中心偏差值较大时，不要急于一次或几次纠正，要通过多次或是几个班的施工逐步纠正。
与此同时，还可以采用变位置变方向浇灌混凝土，利用混凝土与模板间的摩阻力差同时纠正。
对于操作平台上的材料、设备等要变位置堆放，使千斤顶受力均匀。
每个作业班在上岗前要对平台进行水平测量，要很好地掌握平台的水平情况，认真查看上个班的施工记录，便于本班的施工和控制。
6.7.2测高:
利用筒体内米点标高控制杆检查和控制筒体的滑升高度。
标高杆的刻度要求准确清晰，标高杆的接头要控制好误差。
施工中，应选派专人负责。
6.7.3纠扭施工:
方法a、调解提升架间的花兰螺栓剪刀撑，让提升架反扭，这样，使得千斤顶和支撑杆产生反倾斜并促使千斤顶沿着反倾斜爬升，以此可纠正扭偏。
方法b、利用每个提升架上下的米千斤顶相互间相对升差纠扭。
方法c、利用混凝土浇灌顺序，依靠混凝土与模板间的摩阻力差纠扭。
在施工中，当支
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