滑模烟囱技术在烟囱工程施工中的应用

通过对延吉市集中供热工程100 m烟囱滑模烟囱施工的总结,详细阐述了“内砌外滑”无井架液压滑升模板施工的工作原理与工艺特点,并从滑模的组装、滑升、拆除、质量控制、安全控制等方面为滑模施工提出了切实可行的保证措施。
关键词:内砌外滑,滑升,拆除,质量控制,安全措施
1　工程概况
延吉市集中供热热源厂烟囱工程,为钢筋混凝土结构,建筑高度120 m。在施工中采用“内砌外滑”无井架液压滑升模板进行施工,其工程原理是在操作平台上设置井架和灵机扒杆,在井架上设置柔性滑道吊笼进行人员和物料的垂直运输。该施工方法投入少,施工速度快,易于保证施工质量,操作环境有利于施工安全。工艺原理是以液压为动力的穿心式千斤顶顺着嵌固于筒壁混凝土中的支撑杆爬升,带动提升架和固定于提升架上的模板、支撑、吊架、操作平台及井架一起提升,在千斤顶爬升间隙时利用井架垂直运输物料和施工人员,并随着实施筒壁的钢筋绑扎、预埋铁件、支洞口模、砌筑保温层和内衬、浇筑混凝土等连续完成整个钢筋混凝土的结构施工。
2　“内砌外滑”烟囱滑升循环程序
松导绳→提模→紧导索→模板调整收分→安设预埋件→绑扎钢筋→保温层砌筑→内衬砌筑→浇筑混凝土。
1) 操作平台的结构形式为悬吊结构,它由20根辐射梁与内外钢圈及连接杆件组成,每根辐射梁与两个千斤顶连接。20根辐射梁所形成的大平面,构成了各种工序作业的上部操作平台。悬吊结构中内钢圈采用上下两层钢圈形式,上下两层钢圈用角钢拉杆连接形成鼓式整体,下部钢圈构成了各种工序作业的内部操作迂回导洞采用全断面钻爆开挖,气腿式风钻钻孔,人工出碴至主洞,转轨道运输。平台,在辐射梁下部加设钢筋拉杆与下部钢圈拉紧,以加强内部操作平台的稳定性及刚度。内外钢圈及辐射梁均采用槽钢制成,内外钢圈与辐射梁之间采用螺栓连接,内外钢圈间的辐射梁作为工作平台的承重构造,同时也作为滑模向内收缩的滑道。
2)模板采用钢模。配置固定模板、活动模板和收分模板,单侧收分模板要沿圆周对称成双布置,每对收分方向相反。模板高度为1.2 m~1.5 m,宽度为200 mm~500 mm。
3)提升架横梁与立杆必须采用刚性连接,变截面结构必须在立柱上设置调整外模间距和倾斜度的丝杆装置。液压千斤顶采用QYD-60型千斤顶,支撑杆为Ф48×3.5钢管,油路采用并联布置,各级油管的内径和长度保持一致。
4)提升架井架采用角钢制成,高度为7.5 m~10.5 m,吊笼采用五孔双吊笼,柔性滑道采用Ф22 mm的钢丝绳,一端固定在筒体内,另一端通过随升井架顶部柔性滑道轮返回地面或操作平台上,通过导向滑轮用卷扬机收紧。
5)由于钢筋、支撑杆等材料采用井架运输极为不便,施工中在提升架上部另设置一套灵活扒杆设备,扒杆垂直运输自筒体外侧进行,扒杆依附随升井架安装在平台内钢圈近侧,并避开吊笼的出料口。
3　滑升
1)初升:提升前做好混凝土的配比设计工作,综合考虑水泥品种、强度等级、外加剂种类、模板滑升速度和气温条件,设计出具有适宜混凝土凝结过程的混凝土配比,要求混凝土的出模强度控制在0.2 MPa~0.4 MPa之间,模板下口以下1 m处的混凝土强度达到1 MPa以上。
2)洞口可用钢模、木模或聚苯乙烯泡沫板等方法预留,洞口模板的宽度要比滑模模板上口尺寸小10 mm。
3)初升前应做好操作平台,随升井架的水平度、垂直度观测控制和提升系统的试压工作等,全面检查正常后,方可浇筑混凝土[1]。
4)初次浇筑混凝土的高度为600 mm,一般分2层~3层进行,待该层混凝土浇筑完后,试滑两个行程,对整个滑模装置进行负荷检验,检验混凝土出模强度,从而确定混凝土的出模时间和滑升速度。一切正常后,即可继续浇筑混凝土。
3.1.3　拱墙部集中水流埋管引排处理
对开挖后的拱墙小股集中出水处,钻孔埋设塑料弹簧管,施工时引排至洞内临时排水侧沟,衬砌施工前将其和衬砌背后环向、纵向透水盲沟相连通。
3.2　灌浆堵水
1)注浆布置。根据注浆范围、注浆段长、单孔堵水范围、围岩及含水层分布、开挖尺寸、操作条件等确定。钻孔按长短搭配形成伞形辐射状布置,并考虑来水方向分布,按最不利条件设孔,以求治水效果。布孔沿拱部开挖轮廓间隔0.3 m~0.5 m排列。根据地下水量大小,可布置为单层、双层或三层,内外圈孔按梅花状排布,终孔处孔与孔之间保持3 m~5 m,外层孔距隧洞边维持5 m距离。
2)钻孔结构。选用稍大孔径,以增大散浆面积,以90~100为好。开孔直径取110,钻3 m的内孔。
3)注浆材料。注浆材料主要为水泥与水玻璃双浆液,在双浆液中,水泥与水玻璃之比为1∶0.5。
4)注浆方式。采用分段上行式注浆,即钻孔一次完成后,由孔底向孔口注浆,注浆孔不必重复钻进。裂隙发育围岩破碎地段采用下行式,即由孔口向下分段注浆。
5)分段长度。根据围岩裂隙情况确定。裂隙发育、涌水量在10 m3/h以上时,采用下行式注浆,段长5 m~10 m。裂隙不发育或不够发育时,采用上行式,分段长为20 m~30 m或15 m~20 m。每一循环留8 m~10 m长不开挖,作为下段注浆的止水岩盘。
6)注浆操作技术
a.准备工作:设置注浆泵站,需要时搭设注浆台车,准备所用材料设备,并试运转。
b.确定注浆参数:浆液胶凝时间由注水试验确定,进水量大时,1 min~2 min;中量时,3 min~4 min;小量时,6 min左右。水灰比由稀向浓升级注入2∶1或1∶1。注浆压力按涌水压的3倍考虑。注浆压力及进量与设计一致时即可停止注浆,注清水洗管后拆管。
c.合理安排开挖工序与注浆工序的钻孔:安排两者平行作业,合理安排上下左右开孔先后,以利于钻孔与爆破的作业。
d.检查效果:注浆后工作面钻3个~5个检查孔,取岩芯测涌水量。
4　质量控制措施
1)采用限位调平卡调千斤顶的升差,红油漆标在承重杆上以控制操作平台的平整;
2)采用预升法消除千斤顶的升差,布置双排千斤顶控制平台发生扭转;
3)滑升过程中的调径、调坡度、调壁厚,接长支撑爬杆,调运绑扎钢筋,抽拔模板等工作均穿插进行,不占用滑升时间;
4)保证装在支撑上的挡体均在同一水平线上,并一定要卡牢。认真检查挡体,不许有遗漏,避免影响相邻千斤顶的爬升;