浅谈混凝土烟囱外提内砌施工技术
关键词：混凝土烟囱，定制钢模板，操作平台，提升，内砌
一、工程概况
120/4.5m混凝土烟囱属于济南某公司莲花山热源项目，地址位于济南市港沟镇莲花山，烟囱基础-4.0m坐落在山体岩石上，烟囱高度120m。基础砼为C30,筒身砼C40(0m-30m),以上部分为C30，内衬采用耐酸釉面砖。本烟囱施工技术工艺采用外提内砌施工方法，在烟囱内搭设落地满堂脚手架和井架，架子随烟囱筒身砼的增高而增高。
二、工程特点
1、按照施工图从烟囱底部，沿烟囱周边一次组装高1.25m左右的定制钢模板；外提模板操作利用手拉葫芦整体提升，完成后，再砌筑内衬墙作为内侧模板，然后逐步完成整个烟囱筒身的浇筑成型。爬梯及操作平台利用空隙时间穿插进行，随筒壁逐节施工，同步完成。
2、将竖井架立于筒身之中，顶部设操作平台，作为砌内衬墙、隔热板、钢筋、模板、砼施工及垂直运输的平台，最顶上设天滑轮杆支架，用卷扬机作动力运输各种材料。采用一套模板逐节提升、安装、拆卸，将筒身砼逐节分层浇筑施工。
3、所配制的商品混凝土根据设计要求加入适量的早强剂，能提早对外模进行拆模，为下道工序的施工做准备，做到衔接时间一致。
4、不需要使用井架、人货电梯等大型机械设备，只需要卷扬机一台，对能源的节约；
三、施工方案
1、工艺流程
2、操作要点
2．1提升系统安装施工
1）满堂脚手架搭设施工
采用满堂脚手架，其内部垂直提升井架总高120m，均采用建筑钢管及扣件随施工进展搭设。从底部~50m范围内采用双立杆搭设，50m以上采用单立杆搭设；立杆水平步距1.5m，水平杆竖向间距1.15m，按烟囱内径的收比度进行搭设，满堂脚手架范围随烟囱内部尺寸变化而逐渐减小。水平杆钢管搭设时，要将其两端伸入内衬砖砌体中，搁在砖砌体上。在高度方向，每隔12m烟囱牛腿处将周围4根钢管伸长，直到其两端锚入筒壁砼中50mm与砼壁加固一次，达到卸荷及保证脚手架、井架的强度和稳定性的作用。安装此处钢管时应在管端包上隔离膜，以便于今后拆除。
烟囱施工的内井架是随烟囱筒壁施工同满堂脚手架同步逐节增高的。第一次安装高度为超出±0.000处3～5m，其后则随满堂脚手架同步施工，内井架顶部高出施工平台4.0m。井架底座支撑在砼基础底板上，基础砼表面不平之处须以钢
板垫平。吊笼在井架搭设安装时，事先放置于井架内对应位置。
2）操作平台施工
操作平台共两层，上层为砌内衬墙、绑扎钢筋、提升模板、支设模板、浇砼等施工用，下层为安全防护加固层。在操作平台上满铺50×300木跳板，木跳板与脚手架钢管之间用棕绳或8号铁丝绑扎牢固，不能出现探头板；板与板间要严密拼缝，木跳板与钢管间的缝隙要用窄板条或铁皮封闭，防止坠物隐患。操作平台随满堂脚手架及井架逐步上升，所用木跳板准备三套，周转使用。如下图所示。
在操作平台中间偏心位置留出0.9m×0.9m的方孔（避开吊中孔即可），作为料桶上、下料通道。在中心位置留出－个0.2m×0.2m小孔，作为施工过程中测定筒身中心线的孔洞，施工时封闭，吊中复核时开启。另制作二块0.6m×1.2m的封洞钢板，待料桶上到平台后，用其封住洞口，以确保卸料时放置手推车及施工人员行走的安全。
施工脚手架上不设外圈平台，紧固模板钢丝绳的人员在外爬梯内进行紧固操作。支模及提升模板时操作人员均站在已绑好的筒身环筋内，不在外壁面施工。如砼出现表面质量问题需要处理时，操作人员就在外挂爬梯上进行处理。
3）内提升系统施工
烟囱内井架的垂直提升设备采用3t卷扬机，配直径16mm钢丝绳，通过吊桶上、下料。吊桶为圆形，用5mm厚的钢板焊接加工而成，高700mm，底面内直径650mm，外直径750mm，底板用销轴固定；可上下翻转，封闭装料或开启卸料。
内井架提升用的天滑轮装在井架顶部的天滑轮固定架上，天滑轮固定架采用八根斜杆加固天滑轮杆，并设转向滑轮。转向滑轮杆由四根斜杆加固，至少有八个扣件承载，滑轮杆上动荷载为：2×1.3t=2.6t,因而每个扣件上的动荷载为：2.6t/8=0.325t(3.25KN),完全能满足承载能力的要求。
4）防护棚施工
在烟囱出入口处5m高位置搭设一双层钢管木跳板防护棚，用以防止上部施工时物件掉落，保证下面施工人员的安全。
2．2圆心定位。
1）根据本工法的施工特点，在浇筑烟囱底板基础时就确定整个圆心的位置，圆心位置设置在上下吊笼的基坑内。根据需要加工一根钢管，在钢管上焊接一个固定点，同时在点的正下放焊接一个钩子，便于铁丝做的垂线下放至坑底圆心处，线锤采用30KG，随着位置的升高，线锤的重量也跟着加重，确保线锤中心点的稳定。
2）当上部平台准备工作就绪后，先把特制的钢管用扣件加固在架子两端，中间处分配一人，把锤线用轱辘摇下，通过基坑处的人把线锤与锤线接上，待线锤静止后，底下观测线锤中心位置的人利用对讲机对平台上的人发布信息指令，平台处两端分别站立一人根据中间的人指挥进行钢管位置调节，最后确定筒身的圆心位置。
2．3筒身钢筋绑扎
1）应最先定位每节筒身最上一道环筋，依据已浇砼的模板边沿为准，按向上收分度，同时考虑保护层的厚度进行定位，用线锤吊准位置后，再绑扎固定，然后以此环筋为标准绑扎以下各环筋。
2）筒身的竖向钢筋从筒身中心位置，按图纸要求用钢尺量准半径后均匀分布；
3）钢筋保护层用标准支撑杆进行焊接控制，从中心点量准半径用铅丝绑扎好，保持沿模板周长每200mm一个为间距，砼保护层厚度（筒身双排钢筋）为30mm；
4）高出模板的纵向钢筋要绑扎至少两道直径25mm环形钢筋予以临时固定。每层混凝土浇筑后，在其上面至少应保持有一道绑好的环向钢筋。
2．4筒身外模支护
1）提升模板的安装:外模板是采用2mm厚的钢板定型加工的，尺寸为1000×2000的冷轧钢板制作,按拼装顺序安装，每张钢板加工时按需要的收比度收分。每组模板均在两边留出收分边，两边收分，每施工节高度1.25m。移置式模板的中心对烟囱几何中心的误差不超过5mm，模板的下沿同已浇混凝土搭接约为100mm，模板接触混凝土的一面在每次拆移后，及时清除模板表面的浆灰，并涂刷脱模剂，能使烟囱外表面光洁、美观、支撑快速，筒身收比度一致，减少模板之间的拼缝。如下图所示。
模板图
根据我们多年的实际经验，模板采用2.0mm厚冷轧钢板按烟囱外壁收分度加工成均分的四组，每组均在两面侧边留出收分模板，在每组模板的上部按间距2m即每隔一块板焊上提升模板用的直径14的钢筋挂钩。每两张冷轧钢板连接处先用电钻钻眼，再用锚固螺丝锚固，锚固螺丝由里向外安装，使其表面与冷轧钢板模表面平齐，并用电焊点焊连接。在每张冷轧钢板模上距连接缝250mm处，焊两列穿钢丝绳的连接器，以便于穿设紧固模板用钢丝绳，随着浇筑砼同时紧固外模。
模板的提升采用提升架配合手拉葫芦提升。将手拉葫芦（其起重能力达1.0t）利用超过平台4m的架子,把提升架均匀固定在架子上,利用铁钩钩住钢模。待新浇筑的混凝土达到拆模条件后，施工人员进行手拉葫芦提升钢模。通过支架安装在竖向钢筋与操作平台上，待砼达到拆模强度1.2N/m㎡后，用提升器将模板逐步均匀提升。
2）安装好外模后，在外圈每节模板用18道直径6.5mm钢丝绳与紧绳器紧固。使外模板安装校正达到规定的尺寸要求，其中特别要注意外模板的紧固，缝隙应堵严，防止胀模和漏浆。
3）筒身中心位置的确定及检验复核，主要使用线锤。每上升1.25m用方便施工操作的30kg重的垂球，对烟囱的垂直度进行复核。垂球挂在十字形架上对中，垂球提升采用轱辘升降。
2．5内衬墙砌筑
1）待筒身钢筋全部绑扎、固定到位后，后序的泥工开始作业。利用筒内的卷扬机把耐火砖和施工图设计要求使用的耐酸胶泥浆运到平台。因为使用耐酸胶泥强度来得快，适合下一道工序无间隔施工。
2）开始进行耐火砖砌筑，先把底部砌砖的部位进行清理，然后按施工人数均分位置，这样便于施工时互不阻碍。在砌筑时必须确保内衬砌筑体质量和隔热层位置的准确，用一根预先设置好距离的直粗铁丝或卷尺利用筒身外模的固定位置进行砌体位置定位。
3）内衬与筒身之间的隔热层厚度为60mm，为保持内衬的稳定，每平方米内由内衬向筒壁方向挑出二块顶砖，顶砖与筒壁间留出10mm的温度缝，同时在内衬外表按纵向间距2.0m设置一圈防沉带，防沉带与筒壁之间留5mm的温度缝。砌筑时一定要注意砂浆用量，切忌将砂浆掉入到隔热层中。
4）放置隔热板
根据图纸要求采用成品珍珠岩隔热板材料。施工人员随砌内衬墙的高度而均匀放置隔热板。因为隔热板材料为易散材料，所以在摆放的时候，一定要小心，防止散落部分飘落在未浇筑的筒身中。
2．6浇筑砼
1）混凝土的浇筑
在浇筑混凝土之前，必须复查模板的尺寸，详细核对各种预埋件的标高、位置和数量，经监理工程师验收确认无误后方可浇筑。
当商品砼车来到现场后，用手推车把卸下的砼运送到平台上，再推到井架内，由内井架提升到平台上浇筑。混凝土应从一点开始分左右两路沿圆周截面均匀地分层浇筑；两路会合后，再反方向浇筑，这样不断分层进行，每层用50型振动棒将混凝土振捣密实。浇混凝土时，应对称地变换浇筑方向，防止模板向一个方向倾斜和扭转。振捣混凝土时，不得触及钢筋和模板。振动棒的插入深度不应超过前一层混凝土内50mm。此施工过程的施工关键在钢丝绳的紧固施工与混凝土振捣的相互配合，混凝土按以下方式进行浇筑：
最底下接槎处两道钢丝绳收紧→第一层砼入模→此处钢丝绳初次收紧→沿周边均匀振捣一次砼→再收紧钢丝绳→二次振捣密实砼→第二层入模循环完成
2）取样根据有关要求，筒身按每浇筑5m高，制取一组混凝土试压块，标明取样日期，以检验28日龄期的砼强度。第一次浇筑时，多做几组试块，分别试压一天、二天及三天强度，以供施工参考用。混凝土试块的制作、养护和检验应有专人负责。砼表面及各接槎处必须平整光洁，不能有蜂窝麻面及明显的施工缝。
3）养护
筒身模板的拆除，应在混凝土的强度达到能承受上部荷重而不变形时方可进行，混凝土的强度不小于0.8Mpa。烟道口的承重模板，应在混凝土强度达到设计标号的70%后方可拆除。拆除模板后应及时对其表面进行修理，并浇水养护，保持经常湿润。其延续时间不应小于7昼夜。筒壁混凝土也可采用薄膜养护剂进行养护。
2．7其它辅助施工
烟囱附件施工，钢筋砼筒身的爬梯预埋件，应在浇混凝土前用绑扎或焊接的方式固定在外层钢筋内部。爬梯埋设位置允许偏差20mm。预埋件的连接丝口要妥善保护，不得污损，将预埋件的连接丝口部位包裹，以免混凝土浆进入。金属件安装时，应在安装前将外露部分涂刷防锈剂，安装后再连接外部件，最后再补刷一遍防锈漆。烟囱附件的螺栓均应拧紧，不得遗漏。爬梯及围栏要上下对正。附件安装时，砼的强度至少要达到1.2N/mm2。烟囱避雷器零件要焊接牢固，其接地要在基坑回填时埋设。
四、结束语
钢筋混凝土烟囱采用外提内砌施工方案有效的指导了施工和解决了工程中存在的问题，对节点进行合理的深化和优化，为保质量完成和顺利竣工创造了有利的条件。
参考文献
1、 牛春良，烟囱工程手册，中国计划出版社，2004.7
2、 《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）
