80m高异形筒衬分离式烟囱施工技术研究

烟囱施工，烟囱建筑，烟囱新建，烟囱防腐上海江桥生活垃圾焚烧厂内有一80m高新颖异形筒衬分离式烟囱，因其平面形状和建筑外观设计特殊，采用了拼装、拆除、校准方便的大棋板体系及全封闭的外脚手，解决了施工中的技术、质量和安全难题。
【关键词】烟囱筒衬分离模板体系施工技术
工程概况
上海江桥生活垃圾焚烧:厂位于上海市嘉定县江桥镇建新村，占地面积128018m，，总建筑面积28363mz。其建成后的日垃圾处理能力达1500t，是目前上海市最大的垃圾处理厂。在工厂的建筑群体中有一座80m高的异形筒衬分离式烟囱，作为垃圾焚烧后的烟气排放通道。该异形筒衬分离式烟囱的构成实体包括3部分(见图1)，分别为烟囱主体混凝土筒身结构、钢制隔热内烟道及钢梯、混凝土检修平台。
(2)整个外筒身结构为现浇钢筋混凝土筒体结构，总高度为80m，其竖向每隔gm设计有一个钢筋混凝土结构平台。
(3)每一层平台上均留设了3个小2.lm的圆孔和1个1.5mxl.巧m的方孔。其中圆孔将用于安装内烟道，方孔用于安装钢梯。
(4)筒身结构外轮廓尺寸不变，只是其混凝土筒身壁厚由上而下分为三种:300mm、250mm、200mm。按照设计要求，筒体结构内外侧均不粉刷，筒身外侧经批嵌后直接刷建筑涂料。
2内烟道和钢梯
(1)烟道结构由内向外分为3层，依次为:内胆、隔热层和面层。烟道结构的内胆用小1800mmx10mm的钢管制成，每18m长度为一节(重量7.9t)，上节与下节之间以承插嵌套方式连接。每一节烟道均由设置在其顶部的4个反向牛腿挂在钢筋混凝土平台梁板结构上(见图2)。石棉隔热层

图1三叶草状烟囱平面
1.，烟囱主体筒身结构
(1)筒身结构的平面形状似一片三叶草，由3个小4m的圆形组成;3个圆的圆心组成边长3.6m的等边三角形。

图2烟道结构
(2)烟道内胆的隔热层材料为100mm厚保温石棉，石棉外面再用一层0.8mm厚的镀锌铁皮罩面。
 (3)钢梯采用钢管、型钢与花纹钢板组成，由工厂预制成型后现场安装。
2工程特点与难点
由于其独特的平面形状、筒身结构与内衬结构分离、登高结构内置等新颖设计，与一般的烟囱施工有了较大的区别，给施工带来了一定的难度。
(1)施工操作面狭小、平面面积仅37.1mz，而高度却要达到80m，属典型的高耸构筑物的施工。
(2)工期紧，从基础桩基开始到竣工交付的总工期只有10个月。
(3)平面形状和建筑外观的设计特殊，在施工垂直度控制、模板体系选择、防护脚手架设置，对于机械设备的选择上也有一定的要求。
(4)内烟道设计上为筒身结构与内衬结构分离，内衬结构采用较大直径的薄壁钢管直接悬挂在筒身结构上，安装时必须在筒身结构完成后从上部吊入，在烟囱结构内部从下部往上部安装，安装上有一定的难度。
3施工方案的选择
3.1筒身结构施工
方案一:采用一般大模板工艺，并配备一部塔吊。按照烟囱筒身结构特点，一般大模板在设计、制作上所受到的制约条件少，施工安装和拆卸方便、快捷;缺点是一般大模板施工需要配备合适的起重设备(一般使用塔吊)，按照习惯想法:“为烟囱这样较小体量的结构施工配置专用
塔吊有大材小用的感觉”。方案二:采用滑模工艺，并在筒身结构内配备一部井架(或升降电梯)。滑模工艺十分适合平面形状复杂的竖向结构施工，有不留水平施工缝、施工速度快等优点。主要缺点就是该工艺受温度影响较大，混凝土表面质量不光洁;另基于筒身体形特别，不是单一圆筒或带有楞角的高耸结构，滑模施工容易发生扭转型偏差，其纠偏措施比较复杂，
外形控制有一定的难度。
3.2内烟道安装
方案一:塔吊吊装。使用塔吊为起重机械，其施工操作和组织简单，施工速度比较快，相对较安全。缺点是由于受常规塔式起重机的设计起重能力限制，塔吊只能用于烟道内胆结构吊装;至于烟道的隔热层和面层需另行设法安装。
方案二:汽车吊(或履带吊)吊装。与塔吊相比，
30ot汽车吊(或履带吊)起重能力能够满足烟道三层结构先组合成型、后安装的要求，安装施工的速度将更快捷。主要缺点有两点:一是施工前要对作业面的地基做必要的加固处理，这是一笔额外的支出;二是所需机械数量有限，不仅租赁费用高且租用的时段要受到严格制约。
方案三:以钢绞线集索承重、电脑同步控制的液压千斤顶集群吊装。其吊装方法类似于东方明珠电视塔，将每一节烟道先在烟囱底部就位，然后再向上顶升到设计位置进行安装。其缺点在于受层高和结构设计对筒身结构施工的要求限制，烟道内胆要在烟囱底部就位就必须缩短制作长度，并要在底部就位后进行现场拼接，施工效率大为降低o
3.3方案确定
通过上述方案的筛选，综合施工进度、工程质量及经济效益等因素，根据烟囱的结构即外形的设计特点，选用
“
方案一”塔吊吊装方案，即:
机械设备:配备一部132日c型外附式塔吊，臂长som、额定最大起重能力为st:筒身结构施工:采用定型大模板施工工艺;内烟道安装:采用塔吊进行吊装。
4主要施dfffw.com工方案及措施
烟囱内3个烟道的中心是控制筒身平面位置的基准点，所以也作为垂直控制测量的基准点，依托激光铅垂仪进行垂直投点测量。3个基准点均设置在基础结构面上，在每一层烟道平台洞口中央的安全封闭板上均开设一个250mmx250mm的方孔，作为激光投射孔。当进行垂直投影测量时，将3块投点板放置在平台的激光投射孔上;投点操作完毕后，用卷尺复测投点之间的距离;要求3个距离尺寸均为3600士5mm，否则就必须重新进行投点操作。
4.2吊车布里
在烟囱西侧安装一部132日c型外附式塔吊，臂长50m、额定最大起重能力为st，满足钢内胆安装要求。在烟囱上部主体结构施工过程中，承担模板提升、钢筋和混凝土的垂直运输。
4.3模板系统
(1)筒身侧壁的施工模板全部采用定型钢模板。基于烟囱结构平台的竖向间距为gm，施工的每一节高度定为4.5mo
(2)筒身壁厚有三种规格，外轮廓尺寸上下统一;由此外侧模板采用一套大的定型钢模板，内侧模板则采用三套小的定型钢模。外模板依靠塔吊进行拆装配合，内侧模板依靠人工进行翻运。
(3)外模板的面板采用5mm厚钢板、水平肋采用6.3“槽钢(间距300mm)、竖向肋采用2根12#槽钢(间距印0mm)。为确保模板拼缝处混凝土饰面质量，外侧模板在竖向布置上设计成跳模方式，即由两块高度0.9m和一块3.6m的组成;这样做就舍弃了大模板安装时经常使用的支承托架。因筒身平面形状奇特，为使大模板能顺利的安装、拆卸和校正，对外模板的平面分割设计进行了细致考虑，并做到了先拆下的模板先进行安装(见图3)。
(5)内模板的面板采用闰rmm厚钢板、水平肋采用50mm又5mm的钢板(间距300mm)、竖向围擦采用小48mmx3.5mm钢管(两根为一组，间距不大于600mm);模板的对拉螺杆水平布置间距同模板竖向肋(或围攘)，竖向间距为600mm、规格为中16mmo
(6)每一块内模板的平面尺寸设计均控制在900mmx印。mm以内，重量不超过40kg，以便人力能够搬动，并通过平台留洞向上翻运。
4.4防护脚手架
(1)烟囱的外脚手架采用全封闭形式，满足结构施工与装饰施工的需要。基于烟囱奇特的平面形状，外脚手架的平面布置形成一个不等边的六边形(见图3)。
{2)外脚手架的搭设形式分为两种，45m以下为普通的落地脚手架，立杆的纵向间距不超过1.5m;在45m标高处，沿烟囱的周边制作一圈型钢三角架和钢梁结构，以该结构为基础继续搭设脚手架直至80m标高。外脚手架外模板按照图示编号次序进行拼装、拆卸

图3防护脚手架平面布里
4.5施工安全技术措施
(1)平台洞口封闭采用12“工字钢，上铺50mm厚木板。工字钢电焊固定在埋设于平台面的铁件上。在其中两个烟道平台洞封闭结构中先预留500mm只1200mm的孔洞，作为内模板翻运的通道:当内模板完成翻运后再用木板将孔洞封闭，同时留出供施工测量使用的方孔。
(2)在其中一个烟道位置搭设一部专用的施工爬梯，用中48mmx3.5mm钢管和扣件搭设，每隔27m高度再设置一道16“工字钢梁以支承爬梯重量。斜爬梯用小16mm或小18mm钢筋制作，作为施工人员上下的临时爬梯;在已经完成建筑钢梯安装的dfffw.com层次内，人员上下就利用建筑钢梯。
(3)建筑钢梯安装穿插在筒身结构施工过程中进行。在完成某一层平台结构施工后，先将加工好的钢梯构件整齐堆放上去;当上一层平台完成施工并达到一定强度后，立即拆除该层其全部模板和施工排架进行钢梯安装;安装好的钢梯就作为施工操作人员的正式上下通道。
4.6内烟道安装
(1)在每一节烟道钢管内壁上对称焊上两块耳板，作为塔吊的起吊点;耳板位于每一节烟道的顶部，距钢管顶面不小于370mm。用塔吊将一节烟道吊起，从烟囱顶部进入。吊钩缓慢下降直至把烟道送至高出设计位置500mm处。
(2)在安装的那节烟道顶部上一层平台对应位置放置2根12“工字钢，每根工字钢上各挂2个额定起重量为st的手动葫芦。利用这4只葫芦，在空中与塔吊之间完成换托，把烟道重量转移到葫芦上。然后塔吊吊钩上升直至脱离烟囱筒体。
(3)通过手动控制，将烟道结构缓慢、平稳地降到其设计位置。利用位干烟道结构中部标高处的烟囱平台设置4个调节支座，并在烟道顶部与混凝土平台之间的空隙内插入木嵌，调整好烟道的平面位置和垂直度;接着进行烟道顶部4个反向牛腿的安装、焊接。
(4)卸除葫芦上的荷载，将其拆除;然后施工烟道隔热层和保护层。为防止钢管下降就位过程中因过度摆动而碰撞混凝土平台结构，在平台洞口设置4根限位钢丝绳和1个限位钢圈，诱导钢管不碰撞混凝土平台。
(5)将石棉压实后加工成标准块，每10块标准块环抱正好成为一个内径为1.8m、高0.5m的环行柱;这样每一个标准块的重量约25kg左右。当某一节烟道钢内胆完成安装之后，在内胆的外壁上沿竖向每隔3m焊制一块环行钢板，然后依托该环行钢板将石棉块覆在内胆表面，并每隔0.5m用一条扁钢做环向箍。
(6)待石棉层覆盖完成，用耐高温砂浆把所有石棉块之间的缝隙全部填没，同时再用扁钢制作5条竖向龙骨。之后，依托石棉块外侧所形成的井字型扁钢龙骨，将镀锌铁皮用铆钉一块一块地固定上去，最终完成烟道结构的制作，石棉和镀锌铁皮全部由人工通过建筑钢梯进行搬运。
5实施效果
由于采用拼装灵活、校准方便的大模板体系及全封闭的外脚手架解决了施工中的难题，工程取得了良好工程的质量效果。
(l)筒身结构施工的模板体系设计比较合理，不仅拼装、拆除、校准方便，且混凝土的接缝饰面质量美观。
(2)全封闭外脚手架方案对烟囱等高耸构筑物施工的安全保障起到了重要作用。
(3)烟囱施工专门配置一台塔式起重机，为整个施工提供了良好的作业条件。