淺析煙囪施工中滑框倒模工藝的應用

惠 涌 章曉霞 陳金鵬

滑模施工技術在煙囪等高聳構筑物中已得到較多應用,但其存在混凝土易拉裂、跑漿、流淌、操作平臺扭轉、傾斜等種種弊端。為此,我們在工程中應用了液壓滑框倒模施工工藝,從根本上解決了模板滑動造成的混凝土缺陷。

1 工程概況

湖北西塞山電廠二期工程采用套筒煙囪,該套筒煙囪外筒為鋼筋混凝土承重結構,內筒采用混合支撐結構自承結構,標高60 m以下為混凝土獨立式自承重結構。煙囪高度240 m,出口外筒直徑11 m,壁厚25 cm;+0.00 m外筒直徑 27 m,壁厚60 cm。

2 工藝原理

液壓滑框倒模工藝原理為:采用液壓千斤頂作為平臺及圍圈整體提升動力,設置三層模板循環交替使用,向上倒置施工。模板不與圍圈一起滑升,而與圍圈框架之間產生相對滑動。

3 滑框倒模系統組成

1)模板系統。模板系統由鋼模板、調節木模板、對拉螺栓、鋼筋圍楞等組成。2)操作平臺系統。操作平臺為空中拉索結構,由中心鋼圈、平臺輻射梁、平臺鋼圈、柔性拉桿(斜拉桿)、平臺鋪板、內外操作架、防護欄桿等組成。3)液壓提升系統。液壓提升系統由φ 48×3.5支撐鋼管40根、6 t液壓千斤頂40臺、36 L/s液壓機等組成。鋼管連接采用榫接方式,通過筒壁外側環向鋼筋進行穩定性加固。提升通過液壓機控制千斤頂,千斤頂作用于鋼管使平臺進行提升。4)電氣控制系統。電氣控制系統主要由地面和操作平臺上的配電盤組成。其中地面為總控制盤,由總控制盤接入平臺上的三級配電盤,然后再接入液壓機。千斤頂由一個液壓機統一控制,確保平臺提升的同步性。

4 滑框倒模系統組裝

4.1 組裝順序

搭設腳手架→安裝中心鋼圈→安裝輻射梁→安裝平臺鋼圈→安裝斜拉桿→鋪設平臺搭板→安裝防護欄桿→安裝內外操作架→其他構件及安全防護措施→安裝電氣系統→安裝液壓系統并調試→荷載試驗。

4.2 組裝過程

1)安裝平臺中心鋼圈:安裝時先將下鋼圈安放至搭設好的腳手架平臺上,然后安裝部分立桿,接著安裝中鋼圈和上鋼圈。待鋼圈安裝完將剩余立桿安裝齊全后,安裝斜腹桿。2)安裝輻射梁:將輻射梁運至腳手架上,按相應位置放好,一端用螺絲與中心鋼圈上緊,另一端擱置在腳手架上。其標高位置與中心鋼圈相對應,必須對稱進行安裝。3)安裝斜拉桿:斜拉桿一端通過花籃螺栓與輻射梁連接,另一端與中心鋼圈連接。4)安裝欄桿、鋪設搭板:每對輻射梁上外圍用木架板整圈鋪設,并用鉛絲進行綁扎。平臺欄桿底座安裝在輻射梁上,欄桿高1.2 m,欄桿中間用兩道鋼筋護欄固定于立桿上。5)安裝內外吊架:內外吊架安裝于輻射梁下部,用螺栓安裝在輻射梁上。6)安裝安全防護:在內吊架與中心鋼圈之間布置安全網。在外吊架外面亦要掛設安全網,并用鋼絲繩沿長度進行固定。7)安裝千斤頂:千斤頂安裝在輻射梁上,中間為支撐鋼管貫穿,鋼管插入筒壁中固定。8)安裝垂直運輸、水電、通訊、信號、控制系統、觀測裝置及其他構件、設備等。9)操作平臺組裝后要設置起拱度,起拱度為其跨度的1/500。操作平臺的中心要與筒壁中心重合,故在安裝中心鋼圈時進行對中。

4.3 液壓系統調試

液壓系統安裝完畢后,應進行試運轉。首先進行充油排氣,然后加壓至981 N/cm2,重復5次,進行全面檢查。

4.4 荷載試驗

1)滑框倒模裝置安裝完畢并驗收合格后,撤去臨時支撐,空提1個～2個行程,檢查各系統運轉情況是否正常。2)操作平臺上加荷125%,即加荷載7.4 t。將鋼筋均勻布置在平臺上,然后提升平臺,平臺高度每提升250 mm觀察一次,直至提升高度達到1 500 mm。對中心鋼圈和輻射梁的撓度進行觀測,同時檢查油路、千斤頂、爬桿、拉桿的受力情況。中心鋼圈和輻射梁的撓度不超過跨度的1/250,操作平臺撓度不超過跨度的1/400。3)卸荷后再次對中心鋼圈、輻射梁進行觀測,并檢查各部位有無變形、破壞,根據檢查情況及數據對比,得出結論。

5 滑框倒模施工措施

5.1 平臺的提升

1)液壓控制臺、油路為高壓設備,必須由經過培訓的專門技術工人操作。2)液壓頂升時,應配合2人～3人檢查和調整千斤頂。當千斤頂不同步,行程差達40 mm時,應關閉行程高的千斤頂油路開關,等頂升達到同步時再打開開關。3)每次頂升高度一般為模板高度的1/2(約750 mm),頂升到位后即可緊固滑道,進行下一工序施工。

5.2 中心點及半徑的控制

為控制煙囪中心線偏差,采用激光鉛直儀將煙囪中點透到施工所需部位。透點前應檢校激光鉛直儀的對點和鉛直情況,以防產生粗差。按所透中點和施工部位的設計半徑進行放線和找正。

5.3 平臺扭轉偏差的調整

操作平臺扭轉時,通常有約80%以上的支承桿沿扭向傾斜,對頂升施工的危害極大,必須嚴格加以控制。當扭轉使80%以上的桿傾斜度超過1%～2%或總扭轉值超過150 mm時,即應采取糾扭措施。常用的糾扭方法有兩種:一種是通過千斤頂進行,在桿傾斜方向的部分千斤頂進行少量的提升,進而來進行扭轉的調整。另一種是通過倒鏈進行,將倒鏈固定在支撐桿上,拉住平臺輻射梁,通過倒鏈將平臺的扭曲拉正。后一種方法效果較好。

5.4 平臺偏差的預防及糾偏措施

1)平臺上的施工荷載應對稱布設,以防偏心荷載作用使平臺產生偏移。2)在未加固完支承桿以前,不得進行第二個行程的提升。3)混凝土澆筑按90°分段交替分層對稱進行澆筑。4)支承桿加固采用每提高50 cm穿環向鋼筋,將環向鋼筋與支承桿進行焊接,保證支承桿的整體剛度。5)所有不同步的千斤頂必須立即更換,限位卡每25 cm提升一次。6)煙道口處支承桿采用縱、橫水平桿加固,豎向間距不大于1.5 m,并在雙千斤頂支承桿處加45°鋼筋剪刀撐。7)根據支承桿的傾斜方向,在支承桿距混凝土面3 m處加設鋼管斜撐,底部頂在已凝固的鋼筋混凝土上,上部用扣件同支承桿箍牢,借助外力糾正支承桿。8)在支承桿側向扭轉方向墊高千斤頂,利用千斤頂糾正支承桿扭轉。

6 液壓滑框倒模工藝改進的建議

1)模板體系。模板體系是保證工程質量的關鍵因素。由于筒壁模板支設是采用承插式,在澆筑當前節筒壁混凝土時,使其上一節模板出現側向位移,混凝土與模板間出現縫隙。建議在以后施工中,積極引用新型模板,提高模板剛度,完善模板體系,提高工程質量。2)提升系統。提升系統中支承桿的穩定性是保證施工安全的關鍵,也是影響施工進度的主要因素。建議在以后施工中,通過降低操作平臺空提高度或增加支承桿的剛度來提高支承桿的穩定性。3)吊籃操作面。內、外側吊籃工作面偏小,在拆除、安裝模板時,施工人員操作不方便,影響工程的進度。建議在以后施工中,將吊籃加寬。

7 結語

由于滑框倒模工藝系統自重輕,提升效率高,模板周轉快,應用此工法施工,僅130 d,煙囪240 m外筒筒身施工完成。且從根本上杜絕了外壁拉裂、扭轉和凹凸不平的模板錯臺痕跡,真正達到筒身內實、外光、平整、線條順暢的效果。

[1] GBJ 113-87,液壓滑動模板施工技術規范[S].