高聳筒體整體液壓提升翻模施工技術

何建升

(陜西建工第七建設集團有限公司，陜西 寶雞 721000)

0 引言

高聳筒體結構施工對筒體截面的精確度及安全性要求很高，傳統滑模、翻模施工技術存在施工空間狹小、安全隱患多、截面變化處理難、筒體垂直度和防扭轉控制效果差、易出現混凝土水平裂縫及施工進度慢等問題。

在煙囪筒體施工中設置液壓提升操作平臺、垂直運輸和模板等系統，采用滑模與翻模技術相結合的整體液壓提升翻模施工技術，可保證筒體垂直度和混凝土施工質量，提高施工速度，降低生產風險，獲得良好的經濟與社會效益。

1 工程概況

某煙囪板頂標高為-2.000m，筒體高79m(見圖1)；平面尺寸為13.2m×9.3m，壁厚由下至上依次為500，400，350，300，250mm；采用樁筏基礎，平面尺寸為16.1m×12.65m，厚2m；混凝土強度等級為C40，C30；工期要求為130d。

圖1 煙囪

2 技術原理與優點

在筒體混凝土結構中預埋φ51×3.5，Q235鋼管(支撐管)，利用千斤頂與提升架將施工平臺、內外組合模板及外掛架的全部荷載轉移至支撐管；利用操作平臺進行鋼筋綁扎、模板安裝及混凝土澆筑施工，待混凝土強度滿足要求后，通過液壓提升系統將操作平臺、垂直運輸和模板等系統沿支撐管提升1個模板高度并鎖定，然后進行下一步鋼筋、模板及混凝土施工。

相比于滑模技術，該技術施工平臺與模板為非同步提升，脫模時間易控制，筒體截面變化易調整，模板安拆、就位方便，可避免滑模施工導致的混凝土水平裂縫；相比于翻模技術，該技術使用大型機械少，施工速度快，混凝土養護、修整及模板鋼筋施工均在整體封閉的內、外掛架上進行，整體安全性好。

3 系統設計

3.1 基本思路

1) 支撐管位置應避開預留洞口，墻體內、外模板和預留洞口采用定型鋼模板。

2) 提升平臺爬升時與模板脫離，待提升1個模板高度后，進行鋼筋工程施工，然后進行最下層模板的拆除、提升及本層模板安裝和混凝土施工。

3) 在筒壁內、外側設置懸掛于操作平臺鋼梁上的掛架，作為鋼筋綁扎、模板安拆及混凝土養護等工作的操作平臺。

3.2 系統組成

高聳筒體整體液壓提升系統主要由操作平臺、垂直運輸、模板和提升系統組成。

1) 操作平臺系統 由平臺主梁、環梁、液壓千斤頂、卷揚機、吊架、平臺板及走道板、內外掛架等組成。主梁采用[16b，縱向長11.7m、共7組14 根，橫向長15.6m、共4組8根；環梁采用[14，長11.6，15.6m的各2根；GYD-60型千斤頂24 個；吊料卷揚機、搖頭扒桿卷揚機各1臺；井架尺寸為2 500mm×2 500mm， 高5m，井架框架采用∟80×8，斜撐及橫擔采用φ48×3鋼管，天梁采用[14；平臺板與走道板采用60mm×100mm方木和15mm厚膠合板；內、外掛架高6m、寬0.8m，掛架橫桿及豎桿為∟40×4，水平防護為φ12@500鋼板網，腳手板為φ12@100鋼板網；架體距墻180mm。操作平臺平面如圖2所示。

圖2 操作平臺平面

主梁間通過400mm×400mm×10mm鋼板使用φ14×4螺栓連接；環梁與主梁焊接連接。

千斤頂通過φ14×2螺栓與焊接在主梁的400mm×100mm×10mm連接板連接。

2) 垂直運輸系統 由料筒、卷揚機、鋼絲繩、井架、天梁、地梁及導索組成。垂直運輸采用1臺3t卷揚機提升1只0.5m3料筒。料筒卷揚機采用電磁制動器，主鋼絲繩采用φ15.5 鋼絲繩，軌道繩采用φ13鋼絲繩。井架底座安裝在操作平臺主鋼梁處，天梁在井架頂端固定，纜風繩(φ50×4鋼管)上部布置在井架頂部，下部與環梁連接。扒桿長8.4m，仰角50°～60°，主要用于吊運鋼筋，限載500kg；地面卷揚機負責主吊，選用φ13鋼絲繩，平臺上設1臺0.5t卷揚機負責變幅；筒體施工到8m以上時扒桿運輸系統投入使用；施工人員通過搭設在筒體內部的定型腳手架上下，嚴禁搭乘料筒上下。

3) 模板系統 采用1.5m高定制鋼模板，用φ40對拉螺栓固定,螺栓水平間距1 000mm、縱距600mm，使用固定于鋼平臺主梁的電動葫蘆進行垂直提升。

4) 提升系統 由支撐管、液壓油泵、千斤頂及油管等組成。提升設備采用由中央控制柜統一控制并固定于提升平臺上的液壓千斤頂。由YKT-36型油泵向主油管供油，再通過分油器分配至千斤頂，液壓系統工作壓力為8MPa；支撐管采用φ51×3.5鋼管，長度為2，4，6m，采用套接剖口焊接接高，內套長度≥100mm，相鄰焊縫錯開≥1m。

4 平臺安裝工藝

4.1 平臺安裝流程(見圖3)

圖3 平臺安裝流程

4.2 平臺質量要求

1)內、外模板及施工平臺在施工至±0.000時組裝，組裝時筒體混凝土強度應滿足平臺荷載要求。

2)主、次梁采用對稱安裝,確保每組梁受力均勻，同時保持中心穩定。

3)平臺系統組裝完成后應進行檢查驗收，驗收要求如表1所示。①平臺系統預壓驗收 采用1.2倍荷載試驗檢查平臺系統的整體受力、下沉狀況，測定最大殘余變形量,試驗合格后方可投入使用；②液壓系統試壓驗收 檢查油泵、溢流閥、換向閥、油管、三通、五通、針形閥的受壓與滲漏情況，要求無滲漏現象；③垂直運輸系統驗收 檢查確定系統是否正常工作。

表1 平臺安裝質量要求 mm

5 筒體混凝土施工

混凝土施工時采用2套全鋼模板周轉，每施工4節為一循環，施工流程如圖4所示。

圖4 混凝土施工流程

5.1 鋼筋綁扎

水平鋼筋采用綁扎接頭，且應錯開,同一截面接頭數量≤25%，鋼筋綁扎須圓弧平滑、間距均勻。

豎向鋼筋按圖紙要求下料，沿筒壁均勻分布，接頭采用電渣壓力焊連接，同一截面接頭數量≤25%，焊接時焊劑和鋼筋保持干燥，上下鋼筋中心偏差不超過規范要求。

5.2 混凝土澆筑

混凝土采用同廠、同強度普通硅酸鹽水泥配制的商品混凝土，水灰比≤0.42，混凝土水泥用量≤350kg/m3，同時摻適量粉煤灰和減水劑。粗骨料粒徑≤1/5筒壁厚度及3/4鋼筋凈距，最大粒徑≤40mm。

筒體混凝土以1.5m高為一施工段，利用泵車澆灌。混凝土澆筑時，分別沿順時針和逆時針斜坡分層后退澆筑、分層振搗，每層澆筑厚度≤50cm，并用振動器振搗密實。澆筑混凝土時，應對稱變換澆筑方向，防止模板向一個方向傾斜和扭轉。

根據工期要求，筒體施工進度為2d/節，提升系統應全部支承于已拆模的混凝土筒壁上，從該節開始向下第1～3節混凝土齡期強度分別達到2，5，8MPa后方可施工，同時加強對混凝土的養護。

施工縫采取鑿毛處理，在混凝土澆筑前用水濕潤，澆筑時先鋪1層50mm厚與混凝土成分相同的水泥砂漿。

混凝土內外表面用養生液養護，筒壁拆模后及時用鏟刀清除外表面浮漿，用手提砂輪機將上、下模板接頭縫及豎向縫打磨光滑，在混凝土表面均勻涂刷養生液進行封閉養護。

6 施工控制及偏差處理

1)筒體中心及標高控制 ①筒體中心由激光鉛錘儀檢測, 基礎施工時在基礎底板上定出中心點，在此中心點上安放激光鉛錘儀并設置防護盒，平臺中心設置激光接收靶；根據激光在接收靶上偏差值，調整平臺中心位置。②混凝土采用分層、交圈澆筑，每層厚度≤50cm，提升時須確保筒壁有足夠的抗壓強度，平臺提升速度≤6cm/min，每提升30cm觀測一次中心偏移，并及時調整。③在支撐管上劃線限制千斤頂升差，保持平臺水平提升，控制中心偏移。

2)平臺爬升及提模施工 ①正常爬升階段，每爬升1m至少檢查1次垂直度；爬升高度到達1.5m時，用鋼筋加固支撐管，再進行下一次30cm的提升。②千斤頂支撐管接頭應相互錯開，第1批插入的支撐管長度應≥20倍管直徑。③模板提升前，先檢查各支撐管有無脫空現象、鋼筋與模板有無掛連之處，檢查無誤后方可提升，提升時應保證所有千斤頂充分給油，回油時充分排油。

3)洞口支撐管加固 在洞口位置每根輻射梁旁的混凝土內插入2根φ48×3.5鋼管，支撐管與鋼管用φ12鋼筋每30cm連1道，形成三角形格構式支撐。

4)支撐管變形處理 支撐管產生變形時，可切去彎曲部分，將上部支撐管往下插，直至與下部支撐管吻合，再雙面加焊幫條鋼筋。

5)爬升中若千斤頂彎曲失穩，應及時將千斤頂卸荷，并用φ20鋼筋插入筒壁混凝土中，上端與支承管焊接，并與相鄰兩支撐管焊牢。

6)當千斤頂出現爬升差時，可查看累積行程數，計算出每個行程的高差，然后根據行程高差調整千斤頂行程數，并均勻分布操作平臺上的荷載，以使千斤頂爬升同步，確保操作平臺平衡。

7 結語

該技術適用于高聳混凝土結構(如煙囪、筒倉、橋墩等)施工，施工安全性高、動態連續、效率高，與傳統倒模和滑模技術相比可節省大量機械費用，體現綠色環保、低成本、高效能的特點，具有顯著的經濟和社會效益。

本項目煙囪筒體結構施工采用液壓翻模技術，經過120d封頂，提前工期10d，實測主體結構扭轉量為12mm(規范要求≤50mm)，筒壁結構尺寸最大偏差6，-2mm，全高垂直偏差11mm(規范要求≤22.6mm)， 均滿足規范要求。