论文部分内容阅读
摘要：结合工程实例，介绍了滑模装置的设计与准备，滑升模施工工艺及顺序，探讨了出灰口、烟道口、环形悬臂及筒首施工、操作平台改装及内衬与隔热层的施工方法。
关键词：混凝土烟囱；滑升模施工工艺；设备改装
Abstract: combining the engineering example, the paper introduces the design and preparation of the sliding mode device, slippery rise mould construction technology and order, discusses the ash, smoke crossing, ring and tube first construction, cantilever operation platform modification and lined with and thermal insulation layer construction method.
Keywords: concrete chimney; Slippery rise mould construction technology; Equipment modification
中图分类号: TU761.2文献标识码：A文章编号：
内蒙古东北阜丰生物科技有限公司动力车间150m钢筋混凝土烟囱，出口直径Φ4.7m，内衬为耐酸砖，隔热层为岩棉，入口烟气最高温度350℃，烟囱出口风速36.89m/s，地震烈度8度设防，基本风压为0.30kN/m²，该工程由山东阳光设计院设计。
该烟囱施工与以往烟囱施工工艺有很大不同。以往烟囱施工都是先施工筒壁，施工完筒壁后在施工内衬。本工程采用滑升模施工工艺，边滑模施工，边砌筑内衬。滑模施工垂直运输在中心设一吊笼，以解决人员及砖和岩棉的运输，在随升井架上设两只变幅扒杆，解决混凝土、钢筋的提升。
1滑模装置的设计与准备
1.1操作平台及随升井架
操作平台钢结构采用下弦式悬索结构，平台起拱高度为1/500。50m以下时，平台采用10组辐射梁，每组由两根12号槽钢组成，辐射梁上用起重为6t的GYD-60型千斤顶20个；滑升到50m高度后，即进行平台改装，拆除辐射梁，更换围圈和模板，保留5组辐射梁，14只6t千斤顶。内钢圈的外径2.5m；外钢圈内径14m，内外钢圈均采用14号槽钢，拉杆采用A20圆钢及花篮螺栓组成。提升架采用“开”型门架，其数量与辐射梁组数相同，即每组辐射梁夹住一个提升架，提升架可在辐射梁的两根槽钢的空隙中作径向移动，每组辐射梁装设有一人推动提升架向内作径向移动的调径装置。提升架内设砌筑平台，外设高吊架，撑杆采用非工具式A80钢管制作。
1.2随升井架制作
采用单孔吊笼规格为1.2m×1.2m×9m，井架采用角钢或钢管制作,并以工具式构件组合而成,高度约9m。上横梁为2[10，下横梁为2[12，立柱由L75×6组成，采用A48的钢管斜撑。
1.3模板与围圈
1.3.1模板设计
固定外模板，350×1500，50块；固定内模板，350×1200，50块；外收分模板，350×1500，50块；内收分模板，350×1500，50块；外活动模板，100×1500，200块；内活动模板，100×1200；177块。模板均2钢板及L40×3制作。
1.3.2围圈设计
围圈用L50×4制作，根据筒身外壁坡度变化，在50m标高处，需进行一次更换。液压滑升模板构造如图1所示。
图1滑模工艺图
2滑模施工
施工前应先行检查基础的实际尺寸和位置与设计尺寸和位置的误差不得超过以下数值：基础中心点对设计座标的位移±15mm；基礎杯口壁厚的误差±20ram；基础杯口内径的误差，标口内径的1%≤50mm。然后进行基础面清理凿毛→测定中心点→3点线标准提升架、内外围圈、辐射梁位置→设置沉降观测点。
2.1滑模设备检修
(1)液压控制中：试运行，使其正常。
(2)千斤顶：空载爬行试验，使其行程达到一致。
(3)油管、外形阀进行耐油试验。
2.2滑模装置的组装
组装顺序：中心鼓圈→提升架→辐射梁→斜拉杆→井架安装→内外围圈绑扎→竖向钢筋→提升模梁以下的水平钢筋→安装模板→安装平台板→安装油路系统→安装电力系统→垂直运输→吊脚手架→安全装置。
质量要求：操作平台中心与烟囱中心重合；模板安装时锥度与半径要符合设计要求；斜拉杆应均匀对称地安装；井架垂直偏差应不大于井架高度的1/200。
2.3滑升程序
分初升、正常滑升和停滑三个阶段。
2.3.1初升
连续浇捣混凝土2～3个分层，至模板高度的1/3，当混凝土强度达到初凝至终凝之间，即可进行试升工作，试升时先将模板升起5cm即可千斤项1～2行程，当混凝土出模后不落，即可进行初升，初升阶段的混凝土浇筑工作应在4h内完成。
2.3.2正常滑升
每浇筑0.6m混凝土，提升模板一次，并进行中心点较正一次。依次连续浇筑连续提升。升用间歇提升制，提升速度＞10cm/h，正常气温下，每次提升模板的时间，应控制在2～4h左右，当天气炎热或因某程原因混凝土浇筑一圈时间较长时，应每隔1～2h开动一次控制台，提升1～2个行程。正常滑升每次循环作业顺序为：松围圈和导索→提升操作平台→校正中心→紧导索→模板调径与收分→安装预埋铁件→浇捣混凝土→绑扎钢筋抽拔模板。
2.3.3停滑
在滑升期间因工艺需要或其它原因（停电、停水、天气情况等）需要停滑的，应浇捣混凝土至同一平台，绑扎好钢筋，滑升30cm后使其模板与混凝土壁无粘结，继续滑升时应清除被带起的混凝土块，用高标号的砂浆浇捣3～5cm，然后进行正常浇捣。
3调径与抽拔模板
调径与抽拔模板设专人负责，每滑升一次，按变坡率在辐射梁上划线，用螺杆推动提升架至划线位置，再用收分螺丝固定，并复核园半径无误，调径的方向应视平台扭围情况而定，一般按与扭转方向相反的顺序进行与收分模板与抽拔模板相碰时，用倒链扛（活动模板）检查围圈是否碰头，并及时割除。
4出灰口、烟道口、环形悬臂及筒首施工
4.1出灰口施工
出灰口突出筒壁外仅65mm本工程采用预埋钢筋施工方法，先将φ8箍筋弯折在筒壁内，待洞口出模后再将箍筋拉出做二次施工。
4.2烟道口施工
由于烟道口、突出筒壁外较大（500～1000mm）且箍筋均为φ16螺纹钢设计为洞口加强结构，故不可采用同出灰口相同的施工方法。现将10m以下筒壁施工由原滑升模板施工变更为内滑外倒模板施工工艺。这种施工方法兼有滑模和倒模的优点，易于保证工程质量。但由于操作烦琐，外模不易加固，因而施工中劳动量较大，速度低于滑模，混凝土浇筑层过厚，加大模板侧压力，混凝土表面容易出现鱼鳞状外出（出裙）。
施工方法：利用原滑升模板装置及施工方法将筒壁滑升施工至烟道下口标高（▽3.70mm插筋位置）停滑。待混凝土达到出模强度后再将烟道口部位外模板拆除，同时拆除烟道口部位提升架。重新安装适用于此部位的提升架（更换提升架上下横梁），搭设支模所需双排脚手架（洞口两侧架杆及下口的横梁杆与先前筒壁施工时预埋铁件焊接牢固，见烟道口排架加固、埋件放置图加固铁件放置时与筒壁环筋点焊、在与脚手架焊接时注意保护刚浇筑的混凝土，在搭设洞口脚手架时增加斜支撑，以减少洞口新浇混凝土对地面的压力），然后边提升操作平台及模板边绑扎筒壁、洞口钢筋，随着滑空高度的增加（最大滑空高度1000），用φ22钢筋L＝1500作剪刀状焊接加固，同时每根支承杆均需与筒壁环向筋焊牢，以确保操作平台整体稳固性。再安装洞口部位的模板、浇筑混凝土。按此法循环施工至▽10m以上部位改为正常滑模施工。
烟道口、出灰口部位支模方法：内模：利用原滑升模板系统的内模为洞口部位的内模。外模：将1.025～23.5m部位筒壁原滑升模板用固定外模的主副外围圈全部更换成与洞口Ⅰ、Ⅱ和放空口两外侧周长相等的弧形φ48钢管外围圈并焊接牢固。突出筒壁外的结构模板采用φ12对拉螺栓加固。计需243根（洞口Ⅰ：81根，洞口Ⅱ与放空口：162根）。
洞口园形模板：根据洞口的内径和该部位筒壁内外径制作木模板，利用支承杆分段相互加固牢固。
为防止混凝土出裙，在筒壁内提升架立柱下部沿园周用φ22的螺纹钢焊接加固。在筒壁外提升架下部沿园周用工道钢丝绳捆住，用2只5t倒链拉紧。
混凝土浇筑经检查、复核确认洞口尺寸、标高符合设计要求后方可浇灌混凝土。
4. 3环形悬臂施工
按图纸说明要求环形悬臂与筒壁混凝土同时施工先按设计要求插入牛腿钢筋，待混凝土达到出模强度后调整内模板，模板上口使其往里松开，松开的距离等于牛腿的宽度，然后模板边提升边绑扎牛腿处的钢筋直至提升完整个牛腿高度，验收合格后浇捣混凝土。契形伸缩缝采用放置泡沫板或采用预埋木板待混凝土初凝后抽出即可。
牛腿浇捣混凝土结束后等混凝土达到出模强度后将内模板下口使其往里松开，松开的距离等于牛腿的宽度并将其提升至牛腿面，再将内模推入，截面尺寸校核无误后转入正常滑升，按此方法需2天时间才能完成整个牛脚施工。由于牛腿提空模，平台悬空较高，支承杆脱空太长易失稳，需采取加固措施。加固方法：①沿筒壁周长方向每根支承杆用两根φ22钢筋L＝1400作剪刀状焊接加固；②每根支承杆与筒壁环向筋焊接。
4.4筒首施工
筒首部分采用反坡滑升，当施工到筒身首设计标高后内模不动，将外模内外拉出上口与内模形成反坡。在挠混凝土，待混凝土达到一定强度后，将外模松开拉开提升平台并放入花饰。此时，滑升改成间歇性提模工艺。
5操作平臺改装
本工程由于筒身上下直径变化，为保证滑模过程中筒身的坡度，采用二套钢管模板围圈，另加10根附加辐射梁，在平台滑升至50m标高时，操作平台需分别按设计进行改装。
5.1更换钢管围圈
首先拆除钢管上围圈（下围圈不拆，以防止滑模下滑），同时组装50m以上钢管围圈（围圈不得和副辐射梁上提升架相连），将可以用钩头螺丝的模板固定，需要调整的模板进行调整，并扣好钩头螺丝，然后方可拆除钢管下围圈，同时组装50m以上钢管下围圈，并固定好所有模板。
5.2改装程序
更换外围圈拆除辐射梁组装新外围圈，连接板，然后拆除副辐射梁上的提升架、千斤顶，同时拆除原外围圈和连接槽钢，割去主辐射梁相应长度，将原安全栏杆装置在新外围圈上，最后铺平台板，全面检查后，再继续滑升，本工程0.5m始滑时20只GYD-60型个千斤顶，至50m改装后为14只千斤顶（在井架4根支撑方向的提升架上各增设1只千斤顶）。
6内衬与隔热层的施工
内衬与隔热层施工跟随筒身滑模一起到顶。隔热材料岩棉、耐火砖、水玻璃耐酸砂浆的垂直运输均由吊笼解决，运输至内吊脚手平台，操作工站在吊脚手平台上施工。
此施工技术在该工程中的运用，使得烟囱囱壁及内衬施工时间从80天缩短至50天完成，从而取得较好的经济效益。
参考文献：
[1]林怀志,张本禄.210m烟囱滑模施工技术[J].建筑技术,2002,(08)
[2]安阳.钢筋砼烟囱滑模施工工艺难点分析及控制.石油化工建设,2009, 31(04)
[3]薛良,王和气.超高烟囱滑模施工技术[J].建筑安全,2008,23(02)
作者简介： 姜圣冉（1978—），男，工程师。毕业于烟台大学土木工程专业，现任天元集团六公司四项目技术主管，长期从事施工与设计工作。发表专业学术论文2篇。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：混凝土烟囱；滑升模施工工艺；设备改装
Abstract: combining the engineering example, the paper introduces the design and preparation of the sliding mode device, slippery rise mould construction technology and order, discusses the ash, smoke crossing, ring and tube first construction, cantilever operation platform modification and lined with and thermal insulation layer construction method.
Keywords: concrete chimney; Slippery rise mould construction technology; Equipment modification
中图分类号: TU761.2文献标识码：A文章编号：
内蒙古东北阜丰生物科技有限公司动力车间150m钢筋混凝土烟囱，出口直径Φ4.7m，内衬为耐酸砖，隔热层为岩棉，入口烟气最高温度350℃，烟囱出口风速36.89m/s，地震烈度8度设防，基本风压为0.30kN/m²，该工程由山东阳光设计院设计。
该烟囱施工与以往烟囱施工工艺有很大不同。以往烟囱施工都是先施工筒壁，施工完筒壁后在施工内衬。本工程采用滑升模施工工艺，边滑模施工，边砌筑内衬。滑模施工垂直运输在中心设一吊笼，以解决人员及砖和岩棉的运输，在随升井架上设两只变幅扒杆，解决混凝土、钢筋的提升。
1滑模装置的设计与准备
1.1操作平台及随升井架
操作平台钢结构采用下弦式悬索结构，平台起拱高度为1/500。50m以下时，平台采用10组辐射梁，每组由两根12号槽钢组成，辐射梁上用起重为6t的GYD-60型千斤顶20个；滑升到50m高度后，即进行平台改装，拆除辐射梁，更换围圈和模板，保留5组辐射梁，14只6t千斤顶。内钢圈的外径2.5m；外钢圈内径14m，内外钢圈均采用14号槽钢，拉杆采用A20圆钢及花篮螺栓组成。提升架采用“开”型门架，其数量与辐射梁组数相同，即每组辐射梁夹住一个提升架，提升架可在辐射梁的两根槽钢的空隙中作径向移动，每组辐射梁装设有一人推动提升架向内作径向移动的调径装置。提升架内设砌筑平台，外设高吊架，撑杆采用非工具式A80钢管制作。
1.2随升井架制作
采用单孔吊笼规格为1.2m×1.2m×9m，井架采用角钢或钢管制作,并以工具式构件组合而成,高度约9m。上横梁为2[10，下横梁为2[12，立柱由L75×6组成，采用A48的钢管斜撑。
1.3模板与围圈
1.3.1模板设计
固定外模板，350×1500，50块；固定内模板，350×1200，50块；外收分模板，350×1500，50块；内收分模板，350×1500，50块；外活动模板，100×1500，200块；内活动模板，100×1200；177块。模板均2钢板及L40×3制作。
1.3.2围圈设计
围圈用L50×4制作，根据筒身外壁坡度变化，在50m标高处，需进行一次更换。液压滑升模板构造如图1所示。
图1滑模工艺图
2滑模施工
施工前应先行检查基础的实际尺寸和位置与设计尺寸和位置的误差不得超过以下数值：基础中心点对设计座标的位移±15mm；基礎杯口壁厚的误差±20ram；基础杯口内径的误差，标口内径的1%≤50mm。然后进行基础面清理凿毛→测定中心点→3点线标准提升架、内外围圈、辐射梁位置→设置沉降观测点。
2.1滑模设备检修
(1)液压控制中：试运行，使其正常。
(2)千斤顶：空载爬行试验，使其行程达到一致。
(3)油管、外形阀进行耐油试验。
2.2滑模装置的组装
组装顺序：中心鼓圈→提升架→辐射梁→斜拉杆→井架安装→内外围圈绑扎→竖向钢筋→提升模梁以下的水平钢筋→安装模板→安装平台板→安装油路系统→安装电力系统→垂直运输→吊脚手架→安全装置。
质量要求：操作平台中心与烟囱中心重合；模板安装时锥度与半径要符合设计要求；斜拉杆应均匀对称地安装；井架垂直偏差应不大于井架高度的1/200。
2.3滑升程序
分初升、正常滑升和停滑三个阶段。
2.3.1初升
连续浇捣混凝土2～3个分层，至模板高度的1/3，当混凝土强度达到初凝至终凝之间，即可进行试升工作，试升时先将模板升起5cm即可千斤项1～2行程，当混凝土出模后不落，即可进行初升，初升阶段的混凝土浇筑工作应在4h内完成。
2.3.2正常滑升
每浇筑0.6m混凝土，提升模板一次，并进行中心点较正一次。依次连续浇筑连续提升。升用间歇提升制，提升速度＞10cm/h，正常气温下，每次提升模板的时间，应控制在2～4h左右，当天气炎热或因某程原因混凝土浇筑一圈时间较长时，应每隔1～2h开动一次控制台，提升1～2个行程。正常滑升每次循环作业顺序为：松围圈和导索→提升操作平台→校正中心→紧导索→模板调径与收分→安装预埋铁件→浇捣混凝土→绑扎钢筋抽拔模板。
2.3.3停滑
在滑升期间因工艺需要或其它原因（停电、停水、天气情况等）需要停滑的，应浇捣混凝土至同一平台，绑扎好钢筋，滑升30cm后使其模板与混凝土壁无粘结，继续滑升时应清除被带起的混凝土块，用高标号的砂浆浇捣3～5cm，然后进行正常浇捣。
3调径与抽拔模板
调径与抽拔模板设专人负责，每滑升一次，按变坡率在辐射梁上划线，用螺杆推动提升架至划线位置，再用收分螺丝固定，并复核园半径无误，调径的方向应视平台扭围情况而定，一般按与扭转方向相反的顺序进行与收分模板与抽拔模板相碰时，用倒链扛（活动模板）检查围圈是否碰头，并及时割除。
4出灰口、烟道口、环形悬臂及筒首施工
4.1出灰口施工
出灰口突出筒壁外仅65mm本工程采用预埋钢筋施工方法，先将φ8箍筋弯折在筒壁内，待洞口出模后再将箍筋拉出做二次施工。
4.2烟道口施工
由于烟道口、突出筒壁外较大（500～1000mm）且箍筋均为φ16螺纹钢设计为洞口加强结构，故不可采用同出灰口相同的施工方法。现将10m以下筒壁施工由原滑升模板施工变更为内滑外倒模板施工工艺。这种施工方法兼有滑模和倒模的优点，易于保证工程质量。但由于操作烦琐，外模不易加固，因而施工中劳动量较大，速度低于滑模，混凝土浇筑层过厚，加大模板侧压力，混凝土表面容易出现鱼鳞状外出（出裙）。
施工方法：利用原滑升模板装置及施工方法将筒壁滑升施工至烟道下口标高（▽3.70mm插筋位置）停滑。待混凝土达到出模强度后再将烟道口部位外模板拆除，同时拆除烟道口部位提升架。重新安装适用于此部位的提升架（更换提升架上下横梁），搭设支模所需双排脚手架（洞口两侧架杆及下口的横梁杆与先前筒壁施工时预埋铁件焊接牢固，见烟道口排架加固、埋件放置图加固铁件放置时与筒壁环筋点焊、在与脚手架焊接时注意保护刚浇筑的混凝土，在搭设洞口脚手架时增加斜支撑，以减少洞口新浇混凝土对地面的压力），然后边提升操作平台及模板边绑扎筒壁、洞口钢筋，随着滑空高度的增加（最大滑空高度1000），用φ22钢筋L＝1500作剪刀状焊接加固，同时每根支承杆均需与筒壁环向筋焊牢，以确保操作平台整体稳固性。再安装洞口部位的模板、浇筑混凝土。按此法循环施工至▽10m以上部位改为正常滑模施工。
烟道口、出灰口部位支模方法：内模：利用原滑升模板系统的内模为洞口部位的内模。外模：将1.025～23.5m部位筒壁原滑升模板用固定外模的主副外围圈全部更换成与洞口Ⅰ、Ⅱ和放空口两外侧周长相等的弧形φ48钢管外围圈并焊接牢固。突出筒壁外的结构模板采用φ12对拉螺栓加固。计需243根（洞口Ⅰ：81根，洞口Ⅱ与放空口：162根）。
洞口园形模板：根据洞口的内径和该部位筒壁内外径制作木模板，利用支承杆分段相互加固牢固。
为防止混凝土出裙，在筒壁内提升架立柱下部沿园周用φ22的螺纹钢焊接加固。在筒壁外提升架下部沿园周用工道钢丝绳捆住，用2只5t倒链拉紧。
混凝土浇筑经检查、复核确认洞口尺寸、标高符合设计要求后方可浇灌混凝土。
4. 3环形悬臂施工
按图纸说明要求环形悬臂与筒壁混凝土同时施工先按设计要求插入牛腿钢筋，待混凝土达到出模强度后调整内模板，模板上口使其往里松开，松开的距离等于牛腿的宽度，然后模板边提升边绑扎牛腿处的钢筋直至提升完整个牛腿高度，验收合格后浇捣混凝土。契形伸缩缝采用放置泡沫板或采用预埋木板待混凝土初凝后抽出即可。
牛腿浇捣混凝土结束后等混凝土达到出模强度后将内模板下口使其往里松开，松开的距离等于牛腿的宽度并将其提升至牛腿面，再将内模推入，截面尺寸校核无误后转入正常滑升，按此方法需2天时间才能完成整个牛脚施工。由于牛腿提空模，平台悬空较高，支承杆脱空太长易失稳，需采取加固措施。加固方法：①沿筒壁周长方向每根支承杆用两根φ22钢筋L＝1400作剪刀状焊接加固；②每根支承杆与筒壁环向筋焊接。
4.4筒首施工
筒首部分采用反坡滑升，当施工到筒身首设计标高后内模不动，将外模内外拉出上口与内模形成反坡。在挠混凝土，待混凝土达到一定强度后，将外模松开拉开提升平台并放入花饰。此时，滑升改成间歇性提模工艺。
5操作平臺改装
本工程由于筒身上下直径变化，为保证滑模过程中筒身的坡度，采用二套钢管模板围圈，另加10根附加辐射梁，在平台滑升至50m标高时，操作平台需分别按设计进行改装。
5.1更换钢管围圈
首先拆除钢管上围圈（下围圈不拆，以防止滑模下滑），同时组装50m以上钢管围圈（围圈不得和副辐射梁上提升架相连），将可以用钩头螺丝的模板固定，需要调整的模板进行调整，并扣好钩头螺丝，然后方可拆除钢管下围圈，同时组装50m以上钢管下围圈，并固定好所有模板。
5.2改装程序
更换外围圈拆除辐射梁组装新外围圈，连接板，然后拆除副辐射梁上的提升架、千斤顶，同时拆除原外围圈和连接槽钢，割去主辐射梁相应长度，将原安全栏杆装置在新外围圈上，最后铺平台板，全面检查后，再继续滑升，本工程0.5m始滑时20只GYD-60型个千斤顶，至50m改装后为14只千斤顶（在井架4根支撑方向的提升架上各增设1只千斤顶）。
6内衬与隔热层的施工
内衬与隔热层施工跟随筒身滑模一起到顶。隔热材料岩棉、耐火砖、水玻璃耐酸砂浆的垂直运输均由吊笼解决，运输至内吊脚手平台，操作工站在吊脚手平台上施工。
此施工技术在该工程中的运用，使得烟囱囱壁及内衬施工时间从80天缩短至50天完成，从而取得较好的经济效益。
参考文献：
[1]林怀志,张本禄.210m烟囱滑模施工技术[J].建筑技术,2002,(08)
[2]安阳.钢筋砼烟囱滑模施工工艺难点分析及控制.石油化工建设,2009, 31(04)
[3]薛良,王和气.超高烟囱滑模施工技术[J].建筑安全,2008,23(02)
作者简介： 姜圣冉（1978—），男，工程师。毕业于烟台大学土木工程专业，现任天元集团六公司四项目技术主管，长期从事施工与设计工作。发表专业学术论文2篇。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。