无井架液压滑模施工技术在天钢高炉鼓风机站70m烟囱中的应用

摘要：在很多工业建筑中，烟囱、水塔等构筑物是经常遇到的。诸如此类的构筑物，在施工中经常用到一种比较好的施工技术就是滑模施工技术，本文以新型实用为目的，重点介绍无井架液压滑模施工技术及施工要点。

关键词：无井架；液压滑模；施工技术

中图分类号：V233.91文献标识码： A 文章编号：

一、前言：

本烟囱是北京钢铁设计研究院设计的，烟囱筒身为钢筋混凝土结构，设计混凝土强度等级为C30，筒身顶面标高＋70m，上口外直径为4720mm，壁厚160mm；底部外直径为7520mm，壁厚280mm,筒身坡度为2％，筒身自标高＋10m处，每10m设有钢筋混凝土环形悬臂，用于砌筑筒身内衬。

无井架液压滑升模板施工就是在操作平台上设置一个随升井架，在井架上设置柔性滑道、装置吊笼，进行垂直运输。柔性滑道是用钢丝绳，一端固定在烟囱基础底板的预埋件上，另一端通过随升井架顶部柔性滑道轮又返回烟囱下部，通过导向滑轮用卷扬机收紧，吊笼在柔性滑道上升降起落。

二、滑模系统装置：如图：

1、辐射梁2、随升井架 3、斜撑 4、模板 5、提升架

6、吊架 7、调径装置 8、拔杆 9、天滑轮 10、柔性滑道

11、吊笼 12、安全抱闸 13、限位器 14、起重钢丝绳 15、爬升千斤顶 16、支撑杆 17、栏杆 18、安全网 19、花篮螺丝 20、悬索拉杆。

1、操作平台：内钢圈直径为2m，外钢圈直径为9m，操作平台设辐射梁12组，每个辐射梁上设置3个5吨千斤顶，每个千斤顶用一根支撑杆支撑。支撑杆用φ25圆钢加工，接头用丝扣连接。如图：

内钢圈采用上下钢圈形式，并用角钢拉杆将上下钢圈连成鼓式整体，在每跟辐射梁下部加设φ20钢筋拉杆与下钢圈拉紧，组成悬索结构。随升井架高度为10m，采用单孔，单吊笼形式。操作平台如图：

2、辐射梁与钢圈：操作平台的平面骨架由辐射梁与内外钢圈组成，辐射梁与钢圈用螺栓连接，本操作平台共设12组。每根辐射梁由两根12号槽钢组成，辐射梁内端伸至内钢圈里皮，外端伸出外钢圈800mm，每组辐射梁下部靠烟囱筒壁一端和下钢圈用一套悬索拉杆拉紧。由于烟囱筒身随高度增加直径逐渐变小，所以拉杆的位置要随着改变，因此每组辐射梁上设3处拉耳（固定拉杆用）每套悬索由3根φ20钢筋及花篮螺栓组成。辐射梁的组数与提升架的组数相等，即每组辐射梁夹住一个提升架，提升架可在辐射梁的两根槽钢间的空隙中做径向移动，每组辐射梁安装一个调径装置，来推动提升架向内做径向移动。

3、模板与围圈：

3.1模板的形式与布置如下图：

3.2围圈：分为固定围圈和活动围圈，固定围圈的长度略大于固定模板的宽度，活动围圈的长度比一组活动模板加一块或两块收分模板的总和稍长，搭在固定围圈上。

3.3模板和围圈的布置：模板和围圈的布置应适应弧度变截面的需要。模板的收分是通过收分模板一侧与活动模板的表面相搭接，在收分压力的作用下，两种模板搭接宽度逐步加大，当收分模板与活动模板完全重叠且其边缘与另一块模板搭接时，即可拆去重叠的活动模板（即抽拔模板）。收分模板必须沿圆周对称成双布置，每对的收分方向应相反如上图所示。收分模板搭接必须严密，以防漏浆。

3.4提升架、调径装置、调整和顶紧装置及吊架：平台的辐射梁为提升架的滑道，每组辐射梁下部装设有调径装置。调径装置的螺母底座固定在提升架外侧的辐射梁的推进孔上，调径装置的丝杠顶紧提升架外侧。每提升一次模板，即按照设计收分尺寸拧动一次调径装置的丝杠，推动提升架向内移动。在推动压力作用下，活动围圈与固定围圈、收分模板与活动模板，则沿圆周方向做环向移动，相互重叠，随烟囱直径的变化而逐渐减小。

三、滑模过程中技术处理：

1、保护层：烟囱筒壁设计保护层厚度为30mm，因为滑模时垫砂浆垫块容易碰掉或移位，不能保证保护层的准确厚度。经过考虑采用φ30圆钢做成弯钩，直接挂在模板上，间距为1m设一个，随着模板的提升而上升。如图示：

2、对于烟道口、柱子和内环形悬臂采用二次施工方法：即根据设计要求在此部位预埋短钢筋，待模板滑过后，将预埋钢筋剔出，同时把此部位筒壁混凝土凿毛。将预埋钢筋调直拉平根据规范要求焊接，并绑扎钢筋，安装木模板，浇筑混凝土。如图示：

四、筒身滑模施工：

1、施工说明：因为烟囱标高＋3.85m处有一道环梁和积灰平台，滑模不易施工，所以烟囱筒身的滑模起滑点从积灰平台以上开始。积灰平台以下采用倒模施工。

2、滑模装置的组装：因为起滑点在积灰平台以上，所以在地面上组装完成后，用吊车吊装就位。

3、组装顺序：

4、调试始滑：始滑前，应做好操作平台的水平度、垂直度的观测控制和纠偏的准备工作、提升系统的试压工作等。全面检查正常后，方可浇灌混凝土。始滑前，混凝土的第一层的浇筑高度为300～350mm，待该层混凝土浇筑完毕后，滑升1～2个行程，接着浇筑第二层混凝土，高度为300mm，再滑升1～2个行程，直到混凝土浇至模板上口。

正常滑升及常见问题处理：

5.1正常滑升的程序：松导索（操作平台和地面张紧的钢丝绳之间吊笼运行用的导轨） 提升操作平台 紧导索 模板调径收分 抽拔模板 安设预埋铁件 浇筑混凝土 绑扎钢筋。在滑升过程中的调径、调坡度、调壁厚、接长支撑杆、吊运绑扎钢筋等工作都穿行，一般不占用滑升时间。

5.2每次滑升高度的确定：一般每次滑升高度为330mm。若高度太小会增加滑升次数；高度太高，则由于时间间隔太长混凝土易被拉裂。滑升的标高用水准仪抄在支撑杆上并做好标记，以后每滑升1m，用数字标出，标记每隔5m用水准仪找平复测一次。

5.3烟囱直径的调整：根据烟囱的设计坡度，计算出各施工节调整半径的数值，列出表格（即半径收分表），按照辐射梁上的半径刻度来移动提升架。每滑升一次调径一次，当调径至收分模板相碰时，应及时将活动模板（即抽拔模板）抽出。当围圈相碰时应予以割除，如果围圈不符合调径要求时应及时更换。

5.4测量筒身中心及纠偏方法：因筒身不很高，因此采用25kg线锤垂测法。在烟囱滑升过程中，由于操作平台的漂移会产生中心偏差，从而使烟囱中心偏移。根据规范要求，当偏差值大于20mm时，要进行中心纠偏。纠偏方法一般采用以下几种方式：

（a）平台倾斜法纠偏：在中心偏差方向，增加液压千斤顶的提升次数，或增大千斤顶的爬升行程，有意识提高平台一侧来纠正中心位置，但每次纠偏的倾斜度不得超过平台跨度的1/200。

（b）支撑法纠偏：在辐射梁及鼓圈下端设若干对称钢支撑杆件（多少视具体情况定），其端部用可调丝杆加顶轮顶在筒壁上，使之调紧丝杆（花篮螺丝）后产生导向和调平作用。可随时调整偏移，保证平台稳定。

（c）改变混凝土浇筑顺序纠偏：当中心产生偏移后，可集中浇筑反方向一侧混凝土，利用混凝土产生侧压力迫使平台和模板移位，逐步向中心复位。

5.5平台扭转及纠正方法：由于平台结构不是绝对状态的稳定、模板与混凝土的摩擦阻力不均匀、混凝土浇筑不对称等，都可能造成平台的扭转。扭转过大会影响滑升的正常进行，应及时纠扭。纠扭主要有以下两种方法：

（a）双千斤顶校正法纠扭：（见平台平面布置示意图）在每组辐射梁上呈“三角形”设置的3个千斤顶，利用外侧的两个，通过调整这两个千斤顶的不同升高高度，校正平台和模板的扭转。

（b）当平台扭转过大（超过200mm）采用静态调整法：即根据平台方位施加相应外力，空提两个行程（600mm）再施加外力，再提升，一般只需重复4～5次，平台即有回归趋势。

六、滑模装置拆除：

当烟囱滑模施工全部结束后，将滑模装置拆除。

在烟囱筒壁顶部十字线方向对称预埋4个φ25圆钢铁环，作为平台拆除的临时固定点，将操作平台鼓圈下部与预埋件固定牢靠，并以此为支座，搭设临时平台。

在筒壁顶部的铁环上安装滑轮，用钢丝绳与操作平台下部鼓圈连接，用设在地面的卷扬机拉紧受力。

拆除顺序：

用卷扬机将井架及鼓圈等剩余部分一次降至地面。如图：

七、特殊部位施工

1牛腿施工

模板滑升到牛腿底部时，通过内收分模板、围圈、顶紧装置，将内模上端向烟囱中心倾斜，同时以慢小步距滑升，边滑升边调整模板坡度，直至滑升到牛腿顶面，牛腿部分混凝土一次浇灌成型。

2筒首施工

滑升模板的上端提升到筒首的底部标高时，停止滑升，待已浇灌的筒身混凝土达到可以松开模板的强度时，将外模板调松，把模板下口提到反锥度处，然后再将外模板调整到设计锥度，浇灌混凝土，待混凝土终凝后，松开模板向上提升一段，再浇灌一段混凝土，如此循环直至施工完毕。简首花格的设计造型，用预埋木盒的方法成型，脱模后将木盒取出。

3爬梯、信号平台安装

①爬梯和信号平台随筒身的滑升，同步进行施工。

②爬梯暗榫埋设前成双焊接在一40×4的扁铁上，保持两

暗榫间距正确；然后把扁铁焊接固定在钢筋的内侧；预埋暗榫

出模后，立即找出位置，试装螺栓，以免安装时出现故障。

③信号平台安装基本同爬梯安装，首先将平台三角架倒

装在下部预埋暗榫用螺栓固定，待上边的暗榫出模后，将倒立的三角架翻过来，再装上边的螺栓，随后分节将平台板焊牢在

支架上。

4操作平台拆除

本烟囱操作平台采用半整体拆除方法，其程序如下：清理平台一拆除内圈、模板一液压系统一安全网、吊脚手架一内砌吊架一支撑、滑道—辐射梁一提升架一整体放下随升井架、鼓圈。

①平台清理：平台上的零散物品，由吊笼运至地面，拆除控制柜、油路及其它不再使用的设备管线。

②拆除围圈、模板、调径、顶紧装置，装入吊笼运至地面，接着内衬砌至设计高度。

③安装鼓圈下部两根临时横担用的钢梁(C14焊于筒首混凝土施工时在内壁预埋的铁件上)。

④安装倒链，倒链一端固定于鼓圈上，另一端挂于筒首预埋的4 22的钢筋拉环上，收紧倒链，拆除千斤顶，同时缓缓放下操作平台，使鼓圈置于钢梁上且固定，平台放在筒顶上，用方木垫牢。

⑤ 上述工作完成，检查可靠，拆除安全网、吊脚手架、内砌吊架。

⑥拆除外钢圈、栏杆、辐射梁、提升架，割除支承杆。避雷系统在辐射梁拆除的同时及时装上。 ．

⑦内鼓圈、井架整体拆除。把吊笼提升至井架内且固定，拆下钢丝绳，并移至鼓圈下部固定，作鼓圈井架下放的初始吊点，在烟囱口对称的两个拉环上(一个靠近爬梯)各挂一只5t的开口滑轮，拆除这两部位的倒链，利用卷扬机慢慢收紧钢丝绳，使其受力一致，拆除下部临时钢梁，放松两根剩余倒链缓慢下降井架，待下降稳定后，停止下降，取下挂钩，留一名施工人员负责割除剩余钢管及指挥下落，其余人员由爬梯下至地面；挂在简首滑轮内钢丝绳在井架下到地面后，将钢丝绳解开，启动卷扬机，让其自然落下，留在筒顶的滑轮用棕绳人工单个放至地面，至此完成整个拆除工作。

八、工期及效益分析

如果采用倒模施工方法，预计每3天可以倒两步模板（每步高1.5m），计划工期为65～70天。液压滑模施工每天可滑升3～3.5m，计划工期为23天，实际用工期为28天，与倒模比实际缩短工期42天，相应的节约了周转料具、机械费、人工管理费，收到了良好的效果。

结束语

改革开放以来，我国经济高速发展，世人瞩目。随之而来的是一大批新型重点工业在迅速崛起，惯用的施工方法将无法满足施工需要，从而影响工程的进展。因此选择合理先进的施工技术，对缩短工期、确保工程质量、降低工程费用具有重要意义。

参考文献

[1] GB50204—2002，混凝土结构工程施工质量验收规范【s】．北京：中国建筑工业出版社，2002．

[2] GB501 13—2005，滑动模板施工技术规范【s】．北京：中国计划出版社，2005．

[3] GB50078—2008，烟囱工程施工及验收规范【s】．北京：中国计划出版社，2008．

[4] 建筑施工手册编写组．建筑施工手册(第四版)[M】．北京：中国建筑工业出版社，2003.

[1] GB50204—2002，混凝土结构工程施工质量验收规范【s】．北京：中国建筑工业出版社，2002．

[2] GB501 13—2005，滑动模板施工技术规范【s】．北京：中国计划出版社，2005．

[3] GB50078—2008，烟囱工程施工及验收规范【s】．北京：中国计划出版社，2008．

[4] 建筑施工手册编写组．建筑施工手册(第四版)[M】．北京：中国建筑工业出版社，2003．