烟囱翻模施工工法

烟囱翻模施工工法

烟囱筒身施工目前较流行的有滑模施工、电动提模施工和翻模施工等方法，而翻模施工具有操作简单、质量容易控制等特点，近年来应用较多。根据天津**热电厂195m烟囱施工中的应用，编写本工法。

工艺特点及适用范围

翻模施工和原来的滑模施工有混凝土表面光洁平整、没有滑痕、中心点容易控制、施工缝少、筒身不发生扭转等特点。该工法由于采用三角架翻模施工，施工速度较滑模施工慢。

烟囱筒身施工采用附着式起重装置配合三角架翻模的施工工艺。

翻模施工起重装置主要组成有鹰架、扒杆、吊笼等部分组成，鹰架横梁上悬挂一只

吊笼，用于垂直运输混凝土、材料和人员上下，吊笼设有柔性轨道保证吊笼沿轨道运行。扒杆设于一侧的立柱上，用于吊运钢筋等物品。

模板系统主要有：定型专用模板、三角架、定型脚手架、A型吊篮与吊篮脚板、挑杆与安全网，混凝土套管与对拉螺栓、栏杆等组成。模板、三角架为三层，其余均为一层，当施工到第四节时，将最下面的这一节模板三角架吊上来，安装于第四节位置，为周围循环直至施工到顶为止。

利用附着式起重装置和三角架模板系统施工，筒身翻模施工示意图见下图。

该工法适用于钢筋混凝土筒身施工及内衬砌筑施工。

筒身翻模施工示意图

2施工工艺流程

烟囱翻模施工工艺流程如下图：

3.1烟囱模板模板组装如下图所示：

烟塔模板组装示意图

模板内侧采用普通组合钢模，外侧采用1500mm×940mm的专用定型钢模板，内侧筒壁坡度收分采用15()ram×1500mm的专用收分模板，外侧模板收分，利用边上的搭接模板边实现。模板外围檩选用3Φ25围檩，内外均弯好一定的弧度，围檩长3.5~4.0m。

模板施工先从拆内外模开始，将内外模板、三角架拆除后吊运到内外侧定型脚板上，清理刷隔离剂，然后支内模，内模从两侧提升架中心开始支模。接口留在提升架中心线的垂直十字中心线上，内模半径应尽量做到正确，便于模板校正。等钢筋绑完后，穿套管及螺杆，然后支外模，为了使外表美观，不出现补头模板，防止烟囱模板的整体扭转，接El采用宽度大于450mm的收分模板，另配450mm×1500mm的半块定型模板，便于模板的收分调整。

安装模板时，外模板应捆紧，缝隙应堵严，防止胀模和漏浆。内模板应支顶牢固，防止变形。

绑好围檩后上三角架，三角架必须内外侧同时上，随后紧固对拉螺栓，装好顶杆，接着对中校正模板，用半径尺校正。安装后的移置模板的几何中心线对烟囱中心的偏差不应超过5mm。

对拉螺栓由Φ16圆钢制成，双头套丝，将下部的拔出，修正后在上面重复使用三次。

移置模板在每拆移时，应清除灰浆，并应涂以脱模剂。

拆除模板时，混凝土的强度不得小于0.8MPa(约等于8kg／cm2)o但烟道口等处的承重模板，应在混凝土强度达到设计强度等级的70％后方,-1-拆除。

筒壁厚度用素混凝土套管控制，套管混凝土强度等级与筒身混凝土相同，套管用细石混凝土制作，套管制作用专用配置的木模制作，套管制作应比工程施工提前一个月，以保证套管混凝土的强度达到设计强度等级，套管两端垫二层油毡，防止漏浆。套管穿Φ16螺杆固定模板，水平间距每900一道，垂直问距每1500二道，螺杆用Φ16圆钢套丝制作，每根长度为壁厚加500，一次性使用。

砼套管施工示意图

3.2三角架施工

三角架采用角钢制成，为了适应筒壁坡度不同的情况，在其水平杆上设调节孔，以调节三角架的倾斜度，使之适应坡度变化的需要。三角架系统设有二层水平连杆，将单榀的三角架连结成整体。水平连杆也设有调节孔，以适应半径变化的需要。三角架系统设顶杆一道，顶杆设有调节螺栓，用于校正由外模板。内外三角由于坡度不同(内侧有牛腿)，设计也不同。三角架加工图详见下图。

定型脚手板示意图见下图：

3.3定型脚手板

三角架模板系统主要在定型脚板上工作，定型脚板一般由优质的白松制作，板厚2.5cm，方木规格5cm X 7cm，每三个三角架问放置两块。随着筒壁施工逐步上升，个别三角架问距调整时采取对脚板面板局部修补的办法解决。

专脚手板铺设应整齐紧凑，防止空隙过大造成人员踏空或落物。定型脚板组装图见

下图：

3.4A型吊篮

A型吊篮主要用于拆模、堵螺栓孔等，A型吊篮用Φ16圆钢制成，吊篮底铺优质白松脚手板两块，脚手板规格为240mm X 40mm×2800mm，每两榀三角架挂一只A型吊篮，局部间距可适当调整。吊篮设置内外两种不同A型吊篮，且内外吊篮各有两种型号。

内外A型吊篮详图见下图：

内外A型吊蓝详图

3.5牛腿施工

烟道口，牛腿施工时，必须将内三角架调节到最内侧的孔，使立杆倾斜符合牛腿的外形，

烟囱牛腿施工简图见下图。

烟囱牛腿施工简图

3.6中心控制

烟囱中心由线坠挂于上部的对中架上，将底板上的中心点传递到对中架上，然后用尺拉半径，控制筒壁的几何中心，与下面底板上的中心点保持一致。

3.7安全防护

扶手栏杆主要设于定型脚板外侧，起安全围护作用。栏杆由Φ6管制成，下端插于三角架外端的Φ12钢筋桩头中，中间和顶端夹二道Φ14钢筋作扶手，加安全网围护。

在下面拆模及翻升A型吊篮等工作时，内外面安全网系统起安全保护作用。

烟囱安全网示意图：

4鹰架提升系统

鹰架的名称为“烟囱附着式提升架”，为烟囱工程施工使用设备，主要功能是承担烟囱的钢筋、混凝土及其他材料的垂直运输，适用烟囱高度为70~210m。本套设备设计成螺栓拼接式，鹰架立管由两榀组成，在筒壁内侧为单榀桁架结构，跨筒为壁螺栓拼装结构，以便于装拆和运输。根据同类施工经验确定：鹰架平面尺寸为0.9m×0.75m，两根立管与焊接角钢组成焊接桁架，两组桁架组成一个鹰架的支腿，鹰架上部高度为5m，下部为6m，上设有横梁，横梁为焊接式空问桁架，下挂施工吊笼，设2根Φ17.5mm的钢丝绳为施工电梯的起重绳，鹰架立管采用Φ108 X 4.5无缝管，与烟囱钢筋混凝土筒壁采用M20螺栓相连，将荷载传递到已经有一定强度的烟囱筒壁上。

天津**庄电厂二期扩建工程烟囱设计为钢筋混凝土全程负压型烟囱，高195 m，出口内径为4.2 m。烟囱12 m标高上，担挂鹰架提升模系统，16.5m以上开始采用。该系统施工人员及零星材料、工器具的垂直运输采用单笼900mm×900mm施工吊笼。吊笼布置在烟囱中心，在烟囱筒壁施工至12m高度时，开始组装鹰架，鹰架随筒壁逐节升高直至到顶。

4.1鹰架制作

鹰架施工图

说明

1.本套设备设计成螺栓拼接式，鹰架立管由2榀组成.在筒壁同侧为单榀焊接桁架结构.跨筒为壁螺栓拼装结构，以便于装拆和运输.

2.在焊接跨筒壁2榀桁架放样时，应注意将内侧的立管的顶端高度提高适当的高度(平均坡度乘跨筒壁竖钢管中心距).保持鹰架顶部的基本水平，以适应筒壁坡度的需要。

3.除与槽钢相接处节点螺栓孔为中20(配M18)外.其余与杆件相接的螵栓孔均为Φ18(配M16).

4.在制作跨筒壁膜杆时，应根据烟囱筒壁的坡度.放样来复核确定腹杆的长度。腹杆均采用L63×6角钢，腹杆与钢管间隔lOmm;所有节点板均采用10厚钢板.宽度为100m，柱帽与柱底粱#12槽钢腹部内每处设2块加强钢扳。

5.所有型钢为A3钢材.焊条；为J4xx型.焊缝厚度不小于较小连接件的厚度.

6.所有螺栓为普通螺栓.受剪面不得带丝

卷扬机：吊笼提升用st双筒卷扬机，独脚拔杆用1.5t卷扬机吊钢筋用。

手拉葫芦：鹰架为2个5t手拉葫芦，拉缆风绳为4个2t手拉葫芦，拉滑槽为1个2t 手拉葫芦，拉横梁滑动槽为1个1t手拉葫芦。

钢丝绳：吊笼起重绳为17.5mm，导索钢丝绳为17.5mm，独脚拔杆用钢丝绳为12mm。

通讯联络警示装置：电铃，对讲电话。

安全装置：卷扬机位移限位装置，钢丝绳拖地限位装置，桁架的顶部和底部的限位装置，吊笼发生突降时卡紧导索装置，吊笼上口两根起重绳互相连接装置，确保一根绳子断裂后吊笼不掉落。

4.2鹰架安装

4.2.1安装程序

检查鹰架设备及各部件的制作质量→准备安装→独立管安装、就位固定→二品鹰架吊

装就位→桁架吊装就位→吊笼安装→限位开关安装→道索安装→电缆导向装置的安装→验收。

采用25 t汽车吊吊起鹰架部位和桁架部分使其就位，调整底架位置，用缆风绳加倒链固定。

安装吊笼和限位，调整各部分的间隙，最后安装下部限位装置。

接通电源，检查各操作按钮，各限位开关的功能，确保正常安全。

4.2.2电气部分安装

吊笼电源采用烟囱南侧闸箱供电，供电电缆使用16 m2的四芯电缆，电气人员在施工前，必须看懂电梯电器原理图，方可接线。吊笼操作盒接线按图接好后，再校核吊笼上下运行方向与操作盒标示是否一致。保证各开关接线无误。

4.2.3限位开关安装

装设在桁架的顶部和底部的限位碰块确保吊笼在顶、底自动停止，做到上不冒顶下不撞底。

上限位碰块的安装位置为：上限位触发起作用，到吊笼停车时导索架上部尚有不小于o.5m的安全距离。下行限位开关应保证吊笼满载运行时，开关触发后距缓冲簧o.1～0.2m 处停车。

设置卷扬机掉绳装置，确保卷扬机掉绳时及时切断电源。

设置卷扬机前置限位装置，当卷扬机超载时，自动切断电源。

鹰架安装完成后，请有关部门进行验收并做载荷试验，验收合格后方可投入使用。

4.3鹰架的使用与提升

鹰架在运行中必须有四人在现场操作，烟囱底部一名司机，横梁下部操作室内一名司机，看护卷扬机人员一名，一名电工，集灰平台以下部分由下部的司机负责，上面部分由上边的司机负责，启动设备前先按电铃，提醒另一名司机注意。卷扬机操作看护人员要密切注意卷扬机运行隋况，发现异常要立即断电，请专业电工检查维修后才能重新运行。在浇筑混凝土时，严禁人料混上，以防超载发生危险。

在浇筑混凝土后，即开始进行鹰架提升工作。鹰架提升时严禁使用，由7名操作工人进行提升工作：4名工人操作5t手拉葫芦进行提升，两名工人放缆风绳捌链，一名组长总负责。提升前，将横扁担放下，搁置在模板上，将滑槽吊起，将缆风绳挂好，松掉导轨钢丝绳，将最下面的拉杆松掉，将中间的螺栓松扣，检查有无障碍物，一切工作做好后开始提升。提升1.5m高后，检查鹰架柱是否垂直，靠缆风绳调平，调平后紧固螺栓，收好工具，将提升用扁担升起，提升—亡作完成。

4.4鹰架拆除

各施工人员按分工就位，松开道索，利用一边鹰架作为钢丝绳固定端，把桁架固定后，利用卷扬机把桁架沿筒壁徐徐下放，桁架拆除后，用同样方法把另一边的鹰架拆下放，最后利用烟囱筒首作为固定端把最后一榀鹰架拆除放下，用卷扬机把钢丝绳回收后，完成拆除任务。

5内衬砌筑平台

烟囱内衬砌筑采用无脚手升降砌筑平台(简称吊盘)施工，利用手拉葫芦逐步提升。吊盘结构稳固，自重较轻，制作简单，操作方便，是比较理想的实用承载平台。

吊盘组成及制作安装：

内衬吊盘是由上下中心钢圈、辐射管、斜撑，钢圈连杆、环圈、平台脚板和手拉葫芦及悬挂由17.5钢丝绳等组成。吊盘的提升是利用筒首预埋的6个吊环，吊环洋见下图：

交替提升手拉葫芦达到提升吊盘的目的。砌筑平台的组装详见下图。

说明 l本烟囱内村砌筑平台采用8组

2.斜拉杆采用4道Φ17.5钢丝绳.

用不小于C0 0.3型花蓝螺栓拉紧.

3.鼓圈设上下2道钢圈.用材为[14槽

钢.上下钢间采用8根[14#槽钢连接.

4.钢材为A3钢，焊条为J422型.

5.焊缝厚度为不小于较小连接件的厚度。

焊缝长度为满焊.

内衬吊盘加工洋图

上钢圈子吊环节点图级上钢圈与腹杆连接节点图

上钢圈槽连接节点图鼓圈竖杆详图

上下中心钢圈用[14槽钢弯制而成，在六角形钢圈上分出上下连接杆的位置，并钻孔用螺栓连接。钢圈进行24等分，上下钢圈均焊节点板和槽钢，上钢圈连接水平辐射管，下钢圈连接斜撑。

钢圈连接杆用2L75×6角钢制作，长度2m，两根一组，共6组，并在连接杆两头钻孔，位置和钢圈上对应，最后用16mm螺栓固定。

环圈用[14#槽钢和Φ48钢管制作，辐射梁用[5#槽钢。

斜撑上端与环圈或辐射管连接，下端与下钢圈环形钢管连接，连接用扣件，并在斜撑两端扣上保险扣件。

平台铺板用5cm厚优质板材铺设，铺成扇形，便于逐渐缩径时拆除。

吊盘上电器及操作设备从附着式起重设备上移来。

吊盘制作时，几何尺寸应正确，钢材用A3，钢圈焊接用T442焊条满焊，焊缝厚度

不小于较薄连接件的厚度，吊盘安装在烟道口上进行，严格按设计要求组装，组装完毕后仔细检查。

吊盘组装完毕后进行试压，先将吊盘提升lm，然后进行试压，试压荷载为9t(用耐酸砖作为试压材料)，试压应根据实际情况，取安全系数为3；试压时，应全面检查(包括上面吊环，绳扣情况)，试压合格后才能使用。吊盘的使用荷载为3t。

6、施工机具计划及劳动力计划

翻模施工主要机具配备计划如下表：

劳动力组织如下表：

6进一步的思考与改进

烟囱翻模施工工艺和滑模施工工艺相比较也有其缺陷，因受拆模强度和高度的限制，在下部施工时，每天施工一板(1.5m)；到达100m以后，每天施工两板(3m)，冬期施工时，要做拆模强度试验，必要时放慢施工速度。

因烟囱上口曲率半径较小，模板缝比较明显。

安全防护装置每施工完一板都要重新拆除和布置，且没有施工平台，安全性较差。

混凝土料斗可放在上人吊笼上部也可放在下部，本工程因考虑到天津地区风比较大，鹰架不宜做得过高，将料斗放在上部，以增大滑槽的斜度，料斗放在上部；下部基坑挖得过深、土质不好的地区不宜采用该种方法。

本工程使用的内衬砌筑平台为上拉式，因拉吊盘用的钢丝绳将吊盘分割成小块，操作面较小，因此，较小的烟囱建议采用下撑式吊盘，以增大操作面积。

下撑式吊盘如下图所示：

砌筑内衬吊盘示意图

一.本烟囱使用受压式内衬砌筑平台，主付绳用l 4根直径 1 7.5规格的钢丝绳，上部预埋直径3 2的吊环.用于悬挂内衬砌筑平台.

二.平台必须试压合格后才能使用，试压荷载按钢结构规范规定的安全系数.

一、本烟囱使用受压式内衬砌筑平台，主付绳用直径

17.5规格的钢丝绳，上部预埋直径32的吊环，用于悬

挂内衬砌筑平台。

二、平台必须试压合格后才能使用，试压荷载按钢结构

规范的安全系数

7 工程实例

7.1天津**电厂

天津**热电厂二期扩建工程(1 X 135MW机组)烟囱采用钢筋混凝土结构，筒身高度为195m，筒身上13直径4.7m，下口直径17.3m，内衬采用抗渗耐酸砖砌筑。该工程采用翻模法施工，施工质量满足规范要求，得到业主和监理单位的赞誉。

7.2山西**热电厂

山西**电厂烟囱采用钢筋混凝土砖套筒结构，结构形式是将钢筋混凝土承重外筒与砖套筒(排烟筒)功能分开的结构形式。承重外筒其直径及坡度根据自震周期及变位和检修条肚I I 1血J。定，排烟筒外形做成等直径直段及变直径小坡度锥形段，即上部2脚3即140m做成直筒，下部70m为锥形筒。排烟筒采用分段支撑结构，排烟筒支撑平台由钢筋混凝土环梁、钢斜撑及钢平台梁压型钢板底模现浇钢筋混凝土板组成，内外筒之间留有检修空间。排烟筒采用耐酸胶泥砌筑耐火砖，外表面作耐酸水泥封cjl层和保温保护层，采用岩棉或超细玻璃丝棉毡。基础为钢筋混凝土环板式基础。

本工程2台炉共用一座210m／5.5m钢筋混凝土烟囱，采用翻模法施工，目前正在进行中，施工质量良好。