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1.工程概况
某钢铁集团技改工程一钢筋混凝土烟囱,基础埋深7.2m,筒身高度125m,筒身下口Φ14.46m,上口Φ5.04m,标高10m以下壁厚为660mm,标高10~125m壁厚由440mm逐渐缩为220mm。筒身内沿高度每10m设牛腿一道,外设上人爬梯。基础采用C30普通混凝土,筒身采用C30耐热混凝土,隔热层为100mm厚矿渣棉,内衬120~240mm普通烧结砖。
2.施工方案选择
该工程为**高度构筑物,属典型的高空作业,安全施工特别重要。施工难度大,且工期要求紧。如采用倒模施工法进行施工,模板、脚手架投入量大,用工量大,施工周期长,工期难以满足要求,且质量安全难以保证。经综合分析比较,本烟囱施工拟采用滑模施工工艺,施工进度,成本低,质量高,并可确保施工安全。
滑模施工法是在烟囱底部按照平面图,沿烟囱周边一次组装高1.2m左右的模板,并于混凝土中埋设支承杆,内外架采用吊架,吊架与模板操作平台用液压千斤顶整体提升,随着模板内混凝土浇筑的不断升高,利用液压提升系统设备将模板不断提升,逐步完成整个烟囱筒身的浇筑成型。
3、烟囱滑模施工：

3.1滑模组装
滑模装置由操作平台系统、液压提升系统、模板系统、施工精度控制系统和供水供电系统等组成。
(1)操作平台系统由操作平台、吊脚手架、随升垂直运输设施组成。
操作平台采用内、外环梁,辐射梁和拉杆的组成形式。内环梁有上、下两层,用6块[12焊接而成。平台铺板用厚50mm木板,与模板上口齐平。在操作平台周围设安全防护栏杆,在操作平台外沿下安装塑料带孔喷水管一周,以作养护筒壁混凝土用。平台整个结构支承在提升架上,供堆放材料、工具、设备、悬挂内外吊脚手架、绑扎钢筋、浇筑混凝土、提外模板之用。
由于烟囱高、直径大,操作平台不可能一次施工到**,在30mm高程处需进行一次改装,主要是将辐射梁外挑多余部分割除,重新组装。
吊脚手架分内外吊架,内吊架用钢管、扣件锁成环形网状,用Φ16圆钢悬挂在操作平台下面,铺脚手板,满挂安全网,供修补内壁、调整和修理模板、砌筑内衬及隔热层、堆放材料之用;外吊架分上、下两层,用钢管扣件锁制并固定在提升架上,上层供绑扎钢筋、调整和修理外模板使用,上铺宽500~800mm脚手板,双侧设安全防护栏杆,并满挂安全网,下层架供混凝土表面修饰。
随升井架底座为内钢圈,上面配角钢井架,高度为6m,四周用四根斜支撑与辐射梁联结成空间结构。井架上设天轮和钢丝绳跑道,装置吊笼,用双卷扬机(2t)双绳牵引,供运输人员和内衬材料;吊笼跑道用一台卷扬机(0.5t)收紧;另外,在井架底部结构对称部位设悬吊桅杆两台,用两台卷扬机(1.5t)提升物料,另设两台卷扬机(1t)变幅操作。井架**部设行程开关以防过卷。
(2)液压提升系统由支承杆、千斤顶、提升架、液压控制及油路组成。
支承杆采用非工具式Φ48钢管,长度3m。一节支承杆制成四种不同长度,按长度变化顺序排列,同一截面接头数量不**过25%,以后采用同等长度支承杆连接。支承杆连接采用内套Φ38钢管,接头过千斤顶后焊接。

千斤顶选用16个GYD-60型滚珠式千斤顶。
液压控制选用YKT-36型液压控制柜,采用分组并联主支油路系统,主油管为Φ16mm,支油管为Φ8mm,每个千斤顶上安装针型阀,以控制进油。油路通过分油器连接。
提升架选用“开”字型门架,平台辐射梁为提升架的滑道。每组辐射梁的上部装有调径装置,调径装置的螺母底座固定在提升架外侧辐射梁的推进孔上,调径装置的丝杆**紧提升架外侧。每提升一次模板,即按设计收分尺寸拧动一次调径装置的丝杆,门架向内移动,围圈和模板环向移动,收分模板和活动模板重叠到一整块时,将该活动模板用倒链拉出。
烟囱筒壁厚度的变化通过提升回架上的活动周围**紧装置和固定围圈调整装置来控制。
(3)模板系统包括模板和围圈
模板采用工具式定型钢模板,内模板高1200mm,外模板高1500mm,内外模板分固定模板、活动模板和单侧收分模板三种。模板下口保持模板高0.5%~0.8%(6~10mm)的锥度,以便于脱模。
围圈分内外两种围圈,内外围圈均为两道,每道采用两根Φ48钢管加工成弧形,用扣件固定在钢管制成的门架钢托上,上围圈距模板上口不**过250mm,下围圈距模板下口不**过300mm。
(4)施工精度控制系统
千斤顶的同步控制采用针形阀;平台水平度控制采用水管**平,在支承杆上划线控制。垂直度观测采用激光铅垂仪,其精度应不低于1/10000。
(5)供水、供电及通讯系统
供水采用主扬程比烟囱高5~10m的高压水泵,由地面水箱泵至滑模操作平台,代消防和砼筒壁养护用。
供电采用胶皮电缆线,设照明、动力开关控制盘,电源零线接地可靠,并设置漏电保护器。通讯指挥采用无线对讲机。
(6)滑模的组装
滑模组装前应将基础底面清洗干净,钢筋校正,放出烟囱纵横中心线、烟囱筒壁轮廓线、提升架位置中心线,搭设组装平台,将烟囱中心线和内钢圈轮廓线投放于平台上。
组装顺序为:
搭设内外架子→安装提升架和内钢圈→安装内外围圈→绑扎钢筋→安装模板→安装辐射梁和斜拉杆→铺平台板→安装随升井架及斜支撑→安装平台栏杆→安装液压控制装置及千斤顶→试压、排气→安装支承杆→安装垂直运输系统及水、电线路→安装内外吊脚架及挂安全网→经全面检查合格后方能滑升。
滑模装置安装完后应对整个模板中心线位置、标高、锥度、垂直度及刚度等进行一次全面检查,其允许偏差见表1,核对合格后方可浇筑混凝土。
3.2滑模施工
3.2.1初升

初次浇筑混凝土时为避免因混凝土自重小、模板上升的摩阻力大而使混凝土产生裂缝,浇筑时间宜控制在3h左右,分2~3层将混凝土浇筑至600~700mm,待较下层砼贯入阻力值达到0.30kN/cm2~1.05kN/cm2时,即可初次提升3~5个千斤顶行程(安全许可较大行程)。并对模板结构和液压系统进行一次检查,一切正常后即可继续浇筑。每浇筑200~300mm的均匀高度,再提升3~5个千斤顶行程。
3.2.2 正常滑升
正常滑升中,各工种间要紧密配合。在绑扎钢筋、浇筑混凝土、提升模板等主要工序之间,穿插进行检查和控制中心线、调整千斤顶升差、接长支承杆、预埋铁件、支承杆加固等工作。每次滑升前,宜将混凝土浇筑至距模板上口以下50~100mm处,并应将较上一道横向钢筋留置在混凝土处,作为绑扎上一道横向钢筋的标志。继续绑扎钢筋,浇筑混凝土,平均每昼夜滑升2.4~7.2m。
正常滑升中应注意以下几点:
(1)每次提升前,应先放下吊笼,放松导索,检查支承杆有无脱空现象,拉钩钢筋与操作平台有无挂连之处,然后提升。提升后控制导索再行上料。
(2)模板表面要经常刷油,应经常保持干净,在滑升过程中,及时清理粘结在模板上的砂浆及收分模板与活动模板之间的夹灰。
(3)掌握好提升的时间和速度,是保证滑出模板的混凝土不流淌、不坍落、表面光滑的关键。前后两次滑升的时间间隔,不宜**过1.5h。因故不能连续提升时,每隔1~2h将千斤顶提升1~2个行程,减小混凝土与模板的粘结。
(4)滑模施工中,平台必须保持水平,千斤顶的升差应随时检查。
(5)每滑升一个浇筑层,应用激光铅直仪观测和校正一次中心,并对模板中心线进行校正和收分。
(6)滑升时,每班测设一次滑升标高,并依次提升架上千斤顶的高差,控制高差较大不得**过40mm,相邻两个提升架上的千斤顶高差不得大于20mm。每滑升10~20m,用钢尺核实一次。
3.2.3停滑
因施工需要或其他原因不能连续滑升时,应采取“停歇措施”:
(1)混凝土应浇筑到同一水平面上;
(2)每隔0.5~1h,模板应提升一个行程,以防模板与混凝土粘结,但模板较大滑空量,不得大于模板全高的1/2;
(3)停滑后再浇混凝土时,接槎应按施工缝进行处理。
3.2.4纠偏
滑模施工中,由于多种原因,可能造成滑模水平位移与扭转,因此,应采取必要的措施预防和纠偏。预防偏斜与纠偏措施:
(1)严格控制各千斤顶的升差,保持操作平台水平,勤检查、勤调整;
(2)操作平台上的荷载尽量布置均匀;
(3)滑模一般有向先浇筑混凝土的方向偏移的现象,改变混凝土浇筑顺序后,能逐步纠正过来;
(4)调整平台高差,即把偏斜一边的千斤顶升高一定程度,使平台有意向反方滑升,把垂直偏差调整过来;
(5)在千斤顶下加垫楔形铁片,使操作平台在继续滑升过程中向反方向倾斜,把垂直偏差调整过来,当偏斜度纠正后,再恢复正规安装;
(6)利用倒链,一头拉住提升架的上部,一头拉在相邻的另一提升架的下部,然后收紧以纠正扭转。
3.3特殊部位施工
(1)牛腿的施工

牛腿与筒壁同时施工,不留施工缝,滑模时,牛腿斜坡与内模接触处由折线形改为缓弧形,从牛腿底部以下适当高度,通过内模收分机构,将内模上端向烟囱中心倾斜,同时以慢小步距继续滑升,边滑升边调整模板坡度,直至滑升到牛腿**面。调整内模坡度所出现的空隙,及时插入活动模板,变壁厚继续施工。
(2)筒首的施工
当滑升模板的上端提升到筒首的底部标高时,即停止提升,待已灌入的混凝土达到可以松开模板的强度时,将外模调松,把模板下口提到反锥度处,然后再将外模调到设计锥度,浇筑混凝土。待砼硬化到一定程度后,松开模板向上提升一段,再浇筑一段混凝土,如此循环直至施工完毕。同时,在筒首施工时将拆除需用的预埋件埋设好。
3.4滑模拆除
(1)外模板及其支撑系统拆除
在施工筒首环梁时,按照筒首的施工方法拆除外模板及其支撑系统。
(2)操作平台的拆除
在设计操作平台时,同时考虑拆除方案,制定可靠措施,确保操作安全,尽可能分段整体拆除,在地面解体,防止部件变形。拆除后,对各部件进行检查、维修,并妥善分类存放、保管、备用。
4.结束语
本工程采用液压滑模施工技术,只使用一套模板,吊架与模板操作平台用液压千斤整体提升,减少了装、拆模板工序,节约了大量人工费,加了施工进度,工期比预期计划提前了15d。由于省略了模板装、拆工序,混凝土可连续浇筑,避免了施工缝的留设,提高了烟囱筒身的整体性,工程质量得到了保证,受到了建设单位的**。同时,不用搭设脚手架,操作人员在固定的操作平台上作业,保证了施工安全,取得了良好的经济效益和社会效益。

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江苏金盛建设集团高空工程有限公司主要经营项目：
一、高空建筑：各种烟囱新建（砼烟囱滑模施工240m内、砖烟囱新建65m内）及烟囱建筑设计、水塔、水泥库滑模等施工。
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