1 工程概况
某电厂扩建工程210m钢筋砼烟囱,基础为人工挖孔桩。钢筋砼烟囱筒身在-0.15m、200m和210m处的内径分别为20m、7m和7.4m;在+103.75、+153.75、203.75处各设有信号平台,设直爬梯一座,烟囱内在+20m至+210m每10m设一环向牛腿。6.5m处为积灰平台,内壁在6.5以上至210m衬砌耐酸砖。筒壁截面底部为840mm,顶部最薄处为200mm,工程施工总工期275天。
2 烟囱施工方案
该工程基础砼量为2335m3,按大体积砼的要求进行施工,在+20m以下有积灰平台、烟道等,因此选择-0.15~+20m的钢筋砼筒壁采用普通钢模翻转使用,20m以下筒内搭设满堂钢管脚手架,筒外搭设双排钢管架,在浇筑6.5m处积灰平台时,平台上十字灰斗梁暂不浇捣,待内衬施工完成后施工。+20m以上钢筋砼筒壁采用随升井架液压滑模单滑到顶工艺,烟囱爬梯与信号平台随筒壁滑模同时施工,滑模用支撑杆可取代部分结构用钢,筒壁上的牛腿预留钢筋,牛腿与内衬待滑模到顶后施工,内衬砌筑到顶后,滑模操作平台与砌筑平台同时拆除。用工具式滑动吊篮进行烟囱航空色标油漆(与砌筑内衬同时进行)。
3 钢筋砼筒体施工
3.1 模具组装
在+20m处组装操作平台,组装时利用筒壁施工时的内外钢管架,作部分调整和加固,高度控制在鼓圈及辐射梁之下,作为临时组装平台,并划出内外钢圈、辐射梁、提升架的位置线。安装时各构件位置及水平标高要严格控制,使操作平台处于一个水平面,上紧拉杆。而后安装提升架和内外围圈及内模板,绑扎提升架以下钢筋,与此同时,平台上的垂直运输系统、液压系统可同时安装,等液压控制装置及管路试压后既可插入支承杆,支撑杆与水平钢筋@500mm应点焊且在底部设置小钢板,最后安装外模板和外操作平台面板。在滑升到合适高度后,安装内外吊
架及安全网。
3.2 滑升
(1)初次提升前,模板内应分层连续浇砼800mm,待最底层砼强度0.2~0.3MPa时,即可提升2个行程(约50mm),提升前要先检查钢筋、脚手架、临时平台有无与平台和模具相连。砼出模后,用手压滑出的砼,如手指可压出指印且又不粘手,指甲划过有痕迹,此时出模砼符合要求,经试升证明模板可以提升后,将模板继续提升200mm,并组织人员对操作平台、液压系统、模板系统进行全面检查,确认无误后即可进行正常滑升。
(2)正常滑升时,砼按300mm均匀对称交圈浇捣,砼出模强度0.2~0.3MPa,严格控制滑模速度,昼夜滑升高度应小于4m。每次提升300mm,每隔1小时,应将千斤顶提升1—2个行程。
(3)每提升一次应进行收分,收分值根据计算值确定,当模板收分到重叠并在浇捣砼前,及时抽出模板。
(4)配制六道活动围圈,在滑升过程中更换五道,在120m处,改装操作平台,辐射梁、提升架、千斤顶均减少一半,为了增加改装后平台的稳定性,每组千斤顶增设1个千斤顶,呈三角形分布,每次滑升后,即时将千斤顶下的支撑杆焊成三角形的小钢柱。
3.3 筒首施工:
烟囱筒身在标高+200~+210m处由原来的顺坡变成-
2.0%坡度。
(1)将千斤顶从筒身外侧移至内侧,每提升高度300mm,向外倒坡6mm。
(2)从200米开始反坡度提升时,须待砼强度达到0.3MPa,将外模板松开,然后提升300mm,再锁紧外模,以免砼拉裂。
(3)为了保证平台的稳定及模板不扭转,支承杆与每道环筋全部点焊,加强整体稳定性。
3.4 滑模装置拆除
滑模装置采用整体拆除方案,即利用砌内衬平台托住滑模装置的鼓圈及井架,然后一起下降(见图1),下降过程中,垂直运输系统保持正常运行,导索边降边收,操作人员始终从吊笼上下。待降至烟囱积灰平台后,将其支解拆除,最后拆除悬挂砌内衬平台的钢丝绳。具体拆除的顺序如下:

图1 滑模装置拆除示意图
   1、用倒链拉紧缆风  2、支撑杆  3、10根钢丝绳吊住滑模平台4、内衬平台上手板葫芦  5、内衬平台钢丝绳锚固点  6、砌内衬用操作平台
(1)把井架及鼓圈分别用缆风绳及葫芦临时固定在筒首的支承杆根部。
(2)依次拆除摇头拨杆、提升架、辐射梁及拉杆等构件,拆下的构件均悬挂在吊笼下面运到地面。
(3)把砌内衬平台上移托拉鼓圈,然后将鼓圈下移和砌内衬平台连成整体。
(4)将鼓圈、井架与砌内衬平台一起下降,在井架完全进入烟囱内后,解除井架临时固定缆风。上述构件降至积灰平台后分解拆除。最后拆除筒首处钢丝绳。
4、关键部位的质量控制
4.1 砼施工时,使用炼石牌425号普通硅酸盐水泥,0.5~4碎石,基础大体积砼添加缓凝型高效减水剂和粉煤灰,以减小水泥用量和水化热,砼浇捣后要即时覆盖保温材料,减小砼内外温差。滑模用砼使用NNO减水剂,坍落度3~6cm,使用养生液进行养护。
4.2 钢筋砼筒身的质量控制措施
筒身施工中最易出现的质量问题有垂直偏差、扭转、砼拉
裂。针对这三个主要问题,采取以下控制措施:
(1)滑模施工中,必须保持平台的水平,千斤顶的升差应即时进行调整,每滑升1000mm,应测水平一次,用限位调平器对各千斤顶进行抄平,每300mm将标高划线于支撑杆上。每提升2次,校对一次模板半径。
(2)吊笼在平台中心对称布置,平台上的施工机械以及施工材料等荷载尽量均衡放置,减小平台所受的偏心力。为克服风载对平台产生的水平推力,加强平台在滑升时的动态稳定性,采用
22钢丝绳导索,起滑时配重1500kg,滑升至100m后每10m增加120kg,整个滑升过程中导索始终处于张紧状态,注意及时放长导索,防止导索卡死,这样降低了平台重心,增加了平台稳定性,使风力作用所造成的平台水平位移减小到最低限度。
(3)每次提升1000mm高度用激光对中一次,当出现20mm以内的偏差时,采用变换砼浇捣次序,改变平台荷载的方法,对偏差加以控制,当出现20mm以上的偏着差时,结合纠偏措施,每提升一步对中一次。纠偏采用平台倾斜法,将偏移方向一侧千斤顶升高,逐步使中心复位,当纠偏达到距中心8mm时,就应停止纠编,用其偏位趋势作用复位,避免产生反偏差。
(4)控制筒体扭转的措施
在提升架之间设置活动剪刀撑,加强门架间的刚度,使支撑杆处于垂直状态。每滑升1m,进行一次观测,在纠偏时,每提升1次观测一次,扭转偏差20mm以内时,根据平台扭转偏差方向,调整砼入模点和浇注方向纠正。扭转偏差在20mm以上时,采取纠偏措施,调整双千斤顶高差,利用支撑杆导向作用,使其向反向扭转,在扭转至距中心点10mm时,应停止纠偏,以免因惯性作用产生反偏差。
(5)滑升过程中要随时检查砼外观,当砼出现坍塌时,应停滑检查、修补,其主要原因为砼出模强度太低,应放慢提升和浇捣速度。出现拉裂时,检查模具是否变形以及提升和浇捣速度是否过慢,并应缩小中间提升的间隔,以每天滑升3~4m为最佳。
5、结论
高耸烟囱采用滑模工艺施工,加强技术质量控制措施,可以克服海洋气候及冬季施工的不利影响,该工程筒体滑模56天,中心偏差8mm,上口扭转56mm,筒身表面光滑顺直,断面尺寸准确,外形美观,在2000年度被评为福建省优质工程,滑模技术应用获得建设部科技成果推广三等奖。