某烟囱工程无井架液压滑模施工概述

作者：刘识斌[摘要]钢筋混凝土筒体结构烟囱，一般筒体直径不大，筒壁不厚，筒身高度较高，一般都有几十米以上高。采用常规倒模施工，作业空间小，高空作业安全风险大，进度也相对较慢，投入的材料设备及人员相对较多，增加施工成本。由于烟囱都为变截面筒体结构，且直径不大，采用常规倒模施工，筒身中心点和垂直度的控制难度较大，容易产生较大误差。一般烟囱高度较高，采用倒模施工，会产生过多的施工缝，一定程度上影响工程质量。采用无井架液压滑模施工（下文简称滑模施工）能解决以上的一系列问题，并且在保证质量和安全的前提下，能加快工期，减少施工成本。[关键词]无井架液压滑模，提升架，支承杆，钢模板，千斤顶一、工程概况：某工程烟囱，基础为钢筋混凝土杯型基础，筒身为一截头圆形连续变截面结构，全部滑升高度为86m，筒身直径与壁厚是自地面以下随着高度的增加而逐渐缩小，筒壁外表坡度从标高±0.000m~+80m全部为2%，+80m~+90m为等截面。筒身直径：外径下口为8.46m，上口为5.276m；内径下口为7.20m，出口为4.16m。筒身砼级别为C30级，粗骨料采用坚硬致密未经风化的花岗岩。砼壁内衬普通砖，保温为空气隔热层，层厚50mm。在南边轴线上标高为+0.400m位置设有一尺寸为1000×1200的出灰口，在B轴线上中心标高为+7.610m位置设有一尺寸为3500×6900的烟道口。在筒身外侧设置到顶的钢梯一道。在标高+47.100m，+85.500m位置设围圈钢平台两道。在烟囱顶部安装3根特制避雷针，避雷针下端与筒壁内纵向钢筋全部焊接，作为防雷下引线。本工程采用无井架液压滑模施工工艺。二、无井架液压滑模施工的特点：1. 滑模施工工艺简单，滑模设备装置简单轻便，与常规倒模施工相比能节省人力物力资源，减少施工成本，滑模设备装置也有利于拆装运输及重复使用。2.滑模施工与传统的倒模施工相比，机械化程度高，明显加快施工进度，安全质量方面也比常规倒模施工要更可靠。3.滑模施工占用的施工空间较小，产生的建筑垃圾也很少，并且相对集中，便于清理，有利于节能环保。4.滑模施工参战人员少且无复杂的劳动力组织，便于管理。三、工艺原理：1.滑模施工工艺是一种使混凝土在动态下连续成型的快速施工方法，整个操作平台支承于靠低龄期混凝土稳固且刚度较小的支承杆上，利用液压千斤顶来带动操作平台和模板滑升。滑模装置主要由支承杆、穿心式液压千斤顶及液压系统、“开”字形提升架、施工操作平台、钢模板及围圈、随升井架及手拉葫芦等组成（见图3.1）。2.支承杆随烟囱筒壁混凝土浇筑而埋入筒壁，施工完后不再取出。穿心式液压千斤顶装在支承杆上，提升架支撑在千斤顶上，钢模板固定在围圈上，围圈与提升架联系，操作平台通过辐射梁与提升架联系起来。通过液压系统使液压千斤顶在支承杆上的爬升，带动提升架上升，提升架带动操作平台及围圈钢模板上升。图3.13.随升井架设在烟囱内部中心，井架内设吊笼，用于人员上下和砖及砂浆垂直运输，吊笼通过井架顶天轮及外部传动装置制动。混凝土和钢筋的垂直运输则通过固定于井架上的手拉葫芦吊到施工操作平台，手拉葫芦装置见图3.1的1、2、3、4部分。4.滑模施工中滑模装置的爬升就是通过支承杆上的液压千斤顶及液压系统带动提升架而实现的，液压千斤顶、支承杆、提升架和辐射梁的数量都是配套对应的，千斤顶规格和支承杆的数量的确定即根据荷载来决定，支承杆一般为Ф48×3.5钢管，荷载取值根据《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2001）的规定采用，根据《建筑施工手册（第四版）》计算支承杆及千斤顶数量。5.钢筋混凝土烟囱为变截面筒体结构，并且筒壁内侧有牛腿，支承内衬砖砌体。筒体的变径，滑模施工每滑升300mm~500mm，则通过调径装置控制提升架在辐射梁上的径向运动和收分钢模板来实现，调径和模板收分必须同时进行。筒壁厚的变化及牛腿等的施工，则通过收分螺丝调整模板间距及角度来实现。6.烟囱无井架液压滑模施工，采用外筒壁滑模，内衬砌筑，外筒壁与内衬同步施工的“外滑内砌”施工工艺，以无井架液压滑模施工工艺为基础。四、装置设计及控制要点：1.滑模装置设计根据工程实际情况和荷载条件，根据《液压滑动模板施工技术规范》（GBJ113-87）初步设计滑模装置，并通过验算选择千斤顶和支承杆的个数及规格，一般支承杆为Ф48×3.5钢管，千斤顶为GYD-60穿心式液压千斤顶。从而确定辐射梁及提升架的数量和采用的材料规格。荷载主要包括：操作平台上的施工荷载标准值，模板与混凝土的摩阻力标准值，操作平台上设置的垂直运输设备运转时的额定附加荷载。荷载取值根据《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2001）的规定采用，具体计算根据实际情况，可参考《施工手册》滑动模板施工中滑模装置的设计与制作一节计算。2.测量控制2.1操作平台标高控制：滑升时可采用平台倾斜法和改变混凝土浇筑方向来纠偏，若扭转偏差较大，则采用埋环法纠偏扭或用手拉葫芦一端固定在提升架上，另一端固定在支承杆上与平台扭转反向拉扭。2.2滑升平台的水平度与标高控制：控制各千斤顶的相对高差以其中一个提升架上千斤顶为基准点，定期对其扩平，用来保证滑升平台在同一水平面上，在±0.000m起滑时将标高点反映在各支承杆上并划出标高线以其中一个提升架位置的支承杆为基准点，定期复核标高。2.3总标高控制：可在钢爬梯位置用红色油漆，每隔5m标出一标高点，每隔10m标明标高位置并及时与平台标高进行核对，以确保总标高准确。2.4沉降观测:在筒壁施工时，按设计要求设置沉降观测点，测点的首次高程测定正确后，标志在筒身上，并将其记入沉降观测记录中，在筒身施工过程中，每施工20m高度，各作沉降观测一次。筒身施工完成后，沉降观测仍应继续进行，其观测时间的间隔，可视沉降值的大小而定，开始时，间隔时间短一些(每隔十天或半个月观测一次)，以后随着沉降速度的减慢，可逐渐延长时间，直至沉降基本稳定时为止。每次观测结果均应记入沉降观测记录中，并作为竣工移交资料。2.5筒身中心和垂直度测控：滑模施工前，清理基础找出筒身中心点，定出内外围圈、模板、提升架及辐射梁位置。布设烟囱筒身施工用的控制桩，控制桩可以校核烟囱的中心点及其坐标，也可以在滑模施工中作为观测施工平台是否扭转的基准点。滑模施工过程中，筒身中心测控可通过架设激光铅直仪或在操作平台中心设置一个线锤来测控，激光铅直仪比线锤测控效果要好。对于无井架液压滑模施工采用单吊笼，中心无法架设仪器，可采用线锤法测控。滑模装置每滑升300mm~500mm高度观测记录一次，连续记录各点的轨迹，发现问题及时调整纠偏。2.6烟囱半径的控制：模板组装时的锥度是与筒壁坡度一致的，我们在提升架外侧、辐射梁上安装一套收分装置，当模板提升后，利用收分装置的调节丝杆将提升架带动模板向内推进，使模板的位置符合筒壁的设计半径尺寸。要求每提升一模都必须对模板上的半径进行复核，收分的数值计算公式，△L=滑升高度×筒壁坡度值。3.滑升初升阶段：当混凝土分层浇灌厚度达到模板高度的2／3，控制在2小时内浇捣完毕即可进行初升，提l—2个行程观察检查各组装系统的工作情况是否正常，混凝土强度达到0.2-0.4Mpa，即可转入正常滑升。正常滑升阶段：根据支承杆数量、稳定情况、筒身的坡度及现场的温度来确定每次提升高度，约在300mm-500mm，提升后拉紧导索再行上料。操作顺序：绑扎钢筋→提升模板→收分半径→浇捣混凝土→放下吊笼，放松导索检查结构与操作平台有无挂连，然后提升循环进行。停滑措施：停滑时混凝土应浇灌到同一水平面，模板每小时提升1—2个行程直至模板与混凝土不再粘结为止。继续滑升时，应对施工缝进行处理，应先清除松动的石子，冲洗干净，再铺加20-30毫米厚的1：2水泥砂浆层或采用石子减半法，然后继续浇筑上层混凝土。滑升速度：根据气温掌握好提升的间隔时间和进度是保证滑出模板的混凝土不再流淌、不坍落、表面光滑的关键，滑升速度控制计算依据：V=(H-h-a)／t式中： V－模板滑升速度(m／h) H－模板高度(m) h－每个浇筑层(m)，15m以下取0.3m、15m以上取0.5ma－混凝土浇筑后其表面到模板上口的距离，取0.1m t－混凝土从浇筑到位至达到出模强度所需的时间(h)滑升过程中平台必须保持水千千斤顶之间的升差应随时检查调整，外模板下围圈下部要用Ф1.4钢丝绳和二只3t倒链将模板下口收紧，以防止模板漏浆，避免筒身外壁出现挂浆现象。4.纠偏纠扭当垂直度偏差超过5mm时，即进行纠偏，采用调整平台高差法，即以倾斜方向相反一边的千斤顶标高为零点，而相差倾斜方向逐步增加各千斤顶的标高值，使操作平台保持一定的倾斜度，然后模板继续滑升到构筑物的垂直度恢复正常，再把平台恢复水平，纠偏应缓慢进行防止过快使结构产生“孔弯式”或将混凝土拉裂。扭转的允许偏差为每10m高环向扭转值不得超过100mm，全高不得超过200mm。构筑物产生扭转后，用以下方法纠正：沿周围按一定间距布置4~8对千斤顶，将两个千斤顶置于槽钢挑梁上，挑梁与提升架横梁相接，使提升架由双千斤顶承担，通过调节两个千斤顶的不同提升高度来纠正操作平台和横板扭转。当操作平台和模板发生顺时针方向扭转时，先将顺时针方向一侧的千斤顶高些，然后使全部千斤顶滑升一次，如此重复模板提升几次即可纠正过来。也可用倒锤纠正，一头挡住提升架上部，一头拉在相邻的另一提升架的下部，然后收紧扭转。5.变径收分调径：设专人负责，每滑升一次（300mm~500mm）结束，通过调径装置丝杆按设计图纸要求做好的“调径表”规定的标高、半径值及辐射梁划好的刻度将提升架向内推进。调径的起始点与方向应结合平台的垂直及扭转情况来决定，当平台为顺时针扭转时，调径沿逆时针方向进行，当平台向某方向发生垂直位移时，则调径从偏移的相反方向开始。调径是否按设计要求到位是外筒壁外观质量好坏的关键之一。模板收分：由专人与调径收分同步进行，每滑升一次（300mm~500mm）结束，检查一次半径尺寸相对误差，交接班时应共同检查，并做好交接记录。检查方法：按新入模混凝土面标高的筒身设计半径，采用吊线法或激光铅直仪找中，然后实测，记录作为原始依据。模板收分可根据每次提升的高度与筒壁外表面坡度，求出该高度半径应收分的尺寸，每提升一次，拧动收分装置丝杆，收分一次。当活动模板与收分模板经收分后重叠在一起时（模板系统由固定模板、活动模板和收分模板组配成），应在提升后浇灌混凝土之前及时抽拔掉活动模板，方法是：用一个挂在两个提升架之间横梁上的可移动的 1t小倒链进行。6.操作平台的拆除6.1、拆除顺序：液压提升设备→拆除内外钢模→拆除液压系统→拆除内外吊挂脚手板及安全网→拆除中心下层钢圈及辐射梁斜拉杆→拆除内外平台木板及外栏杆→换井架钢性撑管（利用2根[20槽钢搁置在烟囱顶上承重井架重量]→拆除辐射梁→拆除提升架及支撑杆→拆除摇臂→拆除井字架→拆除井架下端围圈→拆除围圈下预埋槽钢→筒首部分铺设钢管、木板→在筒首预埋的吊钩上挂一滑轮在完成拆除工作后，最后1人将滑轮从钢爬梯上带下来。6.2、拆除过程：在烟囱滑至总标高之前，在混凝土筒壁的对面，辐射梁中心钢圈的下底面两边各放置一根［20的槽钢，两端预埋在混凝土内，槽钢的标高和烟囱满足标高时中心钢圈所在标高的底面相接，拆除之前用电焊焊牢，作为钢圈的支托钢梁，并在混凝土的顶面内埋设几根备用钢管，以满足所需吊挂滑轮。液压系统拆除：液压控制台用料斗钢丝绳掉落地面，系去内外安全网，拆除内外吊挂脚手架、脚手板、拆脚手板时一端向后退步拆除，脚手板上用一人或两人用绳扣板，平台上用两人将下面扣好的木板用绳拉到平台上再用料斗吊下。外栏杆、部分平台木板拆除：将外平台上的配电箱拆除，换成小的电箱放置在烟囱中间围绕一周的钢平台上，用四根Ф14钢丝绳将原井字架四角的钢性撑管换掉，以固定井字架，钢丝绳用花篮螺丝拉紧，换下四根撑管。再拆除中心的下层钢圈，将与上焊接的连接钢管和斜拉杆用割具割掉，用中心吊笼钢丝绳将其落下，并将吊笼一道拆掉，上面的操作人员从爬梯上下。拆平台木板及辐射钢梁：从两摇臂对称方向的另一方向对称地拆，拆一档平台板，拆一档辐射梁，同样用料斗钢丝绳垂直运输，辐射梁拆完将顶端上铺部分5cm厚的木脚手板一端放在烟囱顶混凝土上，另一端放在预埋的槽钢上，再用割具割去支撑杆。这样两边对称地拆去提升模板，模板拆完后将摇臂拉起，贴近井字架。将摇臂上的料斗钢丝绳从摇臂的滑轮片里取出，将摇臂的钢丝绳挂在原吊笼的滑轮片上，将两只摇臂分别放下。井字架与支座拆除：将井字架由上而下拆，用滑轮、绳子将井架角铁放置在临时平台脚手板上，再用临时固定的料斗钢丝绳放至地面，同样割去预埋钢梁上的井架底部钢圈，用同样的方法放至地面。预埋钢梁及部分脚手板拆除：用原预埋部分钢管焊接好临时挂滑轮的小架，将料斗的钢丝绳及滑轮挂好，将钢梁的一端用钢丝绳扣好挂好，另一端用短绳扣好，人拉好绳子拴在钢管桩头上，割去时慢慢地放松，直至落下，木板用同样的方法依次放下，最后垂直运输的钢丝绳用较长的绳扣住，栓在钢管上用人慢慢地放下，其信号平台上的部分物体用长绳及滑轮逐一放落，这样整个拆除工作圆满结束。五、总结：1.应用效果及存在的问题：采用无井架液压滑模施工的烟囱，其中滑模施工阶段持续时间短，大大缩短了工期，安全和质量可靠度高，外观也很漂亮。滑模施工与常规倒模施工相比，节省了大量的人力物力资源，且缩短工期，大大降低了施工成本。存在的问题：支承杆埋入筒壁中，无法取出；吊笼传动装置控制在烟囱外地面场地，当烟囱滑模施工到一定高度时，只能通过对讲机遥控指挥，由于地面控制人员不能看见，操作有一定误差；当烟囱滑模到一定高度后，吊笼大小有限，操作平台人员的上下需消耗一定时间。滑模施工阶段动

沥青麻筋是有选有上等的麻筋，浸泡在技术人员研发的一款具有防腐性，沥青为主要材料的添加剂里面的一款产品。麻筋具有质地轻、强力大、防虫防霉、静电少、织物不易污染等特点。沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物，是高黏度有机液体的一种，呈液态，表面呈黑色，可溶于二硫化碳。沥青是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料。本产品主要用在伸缩缝、沉降缝等填缝材料。本产品施工非常方便，替代了原有的麻烦施工方法。我们一般是桶装的，只需要采购后，取出来就可以使用。沥青麻筋主要起防水、防杂物进入沉降缝内的作用，在填塞过程中，应填塞密实、牢固，在材料选用上，要选用优质合格的材料，麻筋为新的未变质的麻筋。

态的测量控制至关重要，特别是滑升过程中筒体的中心控制和变径时不同标高处半径的控制是关键，测量控制过程繁琐，费时，难度大。滑模施工结束后，滑模装置的拆除具有一定的安全风险。滑模施工为一种连续动态施工的特殊工艺，宜考虑季节性施工和雨季施工措施。2.先进性和实用性:无井架液压滑模施工是在滑模施工工艺的基础上的一种创新，或者说是改进，更专更实用。针对烟囱或电视塔等一些高耸钢筋混凝土筒体结构，更适合采用。且装置比较简单轻便，有利组装拆卸及运输，并且可以重复使用。无井架液压滑模施工工艺简单，投入的人员、材料设备较少，有利于管理。施工产生的建筑垃圾较少，且比较集中，方便处理，机械设备消耗能源和产生的废气物都较少，有利于节能环保。 参考文献《建筑施工手册》（第四版）《液压滑动模板施工技术规范》（GBJ113-87）《滑模液压提升机》（JJ80-91）