原料粉磨廢氣處理-窯尾煙囪專項施工方案研究

◇安徽海螺建材設計研究院有限責任公司 楊曉慶 河南城建學院土木與交通工程學院 韓 楊

筒體結構是一種平面尺寸小、總高和層高大及荷載大的工業特種結構，施工方的工程經驗對工程造價、施工難度、施工進度和結構使用功能滿足情況等的影響很大。本文針對瑯勃拉邦海螺水泥原料粉磨廢氣處理-窯尾煙囪施工周期內各主要環節做了專項研究，結合工程特點，介紹了窯尾煙囪主要施工工藝及要點，希望對類似工程施工提供經驗借鑒。

因筒體結構在水泥廠、鋼廠、火電廠等工業建筑工程中被廣泛運用,所以將筒體結構完成更好的施工建設顯得尤為重要，本工程對瑯勃拉邦海螺水泥原料粉磨廢氣處理-窯尾煙囪施工周期內各主要環節做了專項研究，結合本工程特點，希望對類似工業工程施工提供借鑒經驗[1-2]。

1 工程概況

瑯勃拉邦海螺水泥有限公司2*2500t/d熟料生產線一期建筑工程A標位于老撾人民民主共和國瑯勃拉邦省瑯勃拉邦縣帕梁村。該工程中的原料粉磨廢氣處理窯尾煙囪高90m；基礎直徑為14.472m，基底標高-3.5m，基礎面標高+0.4m，該處煙囪體底部外徑為4.566m；坡度為2%。混凝土壁厚為340mm、320mm、300mm、280mm、260mm、240mm、220mm、200mm、180mm。其中34.10m和86m處分別設有鋼平臺，混凝土強度等級為C30，其混凝土總用量約600m3；內襯采用Mu10燒結普通磚（一等磚）和M5混合砂漿磚砌筑，磚墻厚為240及120，50mm厚的大氣隔熱層，將內襯外觀做如下處理：按照環間距0.5m，豎向間距1m，在頂層的砌磚中挑選出一塊將其挑出，筒倉倉壁和頂層面磚間距為10mm為宜，采用礦渣棉和水泥膨脹珍珠巖制品填沖。

圖1 瑯勃拉邦海螺水泥原料粉磨廢氣處理-窯尾煙囪

2 施工部署

2.1 主要施工工藝

本工程屬于高聳構筑物施工高度高、難度大，且施工工藝復雜。主要施工工藝為：①采用手拉提升外模施工；②筒身混凝土澆筑、內襯隔熱層的施工同時進行。

2.2 施工進程

開工前準備→土方開挖→鋪筑墊層→鋼筋綁扎→基礎模板搭設→混凝土澆筑→回填土→鋼筋綁扎→外模及提升器組裝→內襯砌筑（每段間隔1.25m）→隔熱層澆筑（每段間隔1.25m同內襯砌筑）→澆筑筒體混凝土（每段間隔1.25m）→安設爬梯→安設電氣避雷設備→拆除設備→清場。

3 施工方法

3.1 施工工藝

按照該工程特性結合相關單位的具體施工經驗措施、人員配備情況、工程機械狀況等、窯尾煙囪筒身選取手拉提升外模，內襯粘土紅磚做內模的施工工藝。

3.2 手拉提升模裝置的組裝

（1）手拉提升模外模為整體式模板，采用1.4mm厚的鐵皮組裝而成，模板在制作時候根據工程坡度（為2%），進行模板設計。模板的高度為1.3m，模板的下口最小周長為煙囪+0.00處筒體外圍周長，模板上口最小周長為煙囪1.3m處筒體外圍周長。

（2）外模提升系統采用16個的手拉提升器，提升器的提升能力為2t，提升器支撐桿采用ф22的螺紋鋼筋，支撐桿綁扎的辦法固定于豎向鋼筋上。

（3）外模的緊縮系統采用14根ф8的鋼絲繩平均固定于模板外圍，根據每一模的弧度通過緊線器進行收縮模板，在模板提升前，應明確每一根鋼絲繩的收縮長度，以滿足工程實體坡度要求。

3.3 內模施工

內模板宜選取燒結磚內襯和木楔相結合的方法：在煙囪內襯先行砌筑，將內襯與鋼筋中間布置相應的水泥膨脹珍珠巖及礦渣棉預制板，然后采用不易產生彎曲形變的杉木制作成和空氣隔熱層厚度一致的楔形木條狀作為后續處理方法原料，在內部鋼筋與預制模板之內放置，以此產生相應的氣體隔熱層。在煙囪施工中，砌筑墻體用時大約在3h～6h，因為搭設內部的模板需要一定的籌備時間，因此砌筑磚墻和搭設內部的模板的用時間隔大約為4～7h，而且由于澆筑混凝土用時極長，故此時砂漿的有效強度已經完全有能力承擔搭設內部模板和澆筑混凝土所需要的施工荷載[3-4]。

3.4 內部井架裝配施工

內部井架選取鋼管腳手架支設，其中站桿和水平橫桿的水平步距以及縱向布局分別為1.5m、1.20m,采用窯尾煙囪內徑的收比度用來搭設鋼管腳手架，由于內架直徑隨著同襯尺寸逐漸變小。在支設鋼管腳手架期間，宜使鋼管兩端伸進內襯磚墻砌體內。將按照縱向方向，間隔4m采取附近4根鋼管延伸，一直延伸到鋼管兩端錨入筒倉壁混凝土中50mm處為止，同時確保井架的有效強度以及穩定性滿足設計要求，由于隨著煙囪筒壁逐漸升高，煙囪搭設的豎向井架不斷升高，首次搭設標高為3.000m,由于煙囪的砼基礎內底板提供了井架底的受力支撐，故基礎內的砼必須平整無坡度，如果有凸凹之處需用相應的鋼板平鋪以保證其平整。井架施工過程中，施工前在特定的豎井中安置吊籠，搭設鋼管腳手架時，每個施工人員必須穿防滑安全鞋、佩戴安全帶、安全帽，采用麻繩提升鋼管向上傳送。

3.5 施工提升體系

根據工程需要，提升體系在煙囪的內、外部分別裝置兩臺2t的卷揚機用來施工，煙囪內部的上下提升裝置，配置鋼絲繩的直徑為φ14，上下料采用圓形的吊桶裝置，吊桶為高度為700mm，底面內、外徑分別為650mm、750mm，全桶采用6mm厚的鋼板焊接加工而成的。采取銷軸固定底板，能夠上下旋轉啟動卸料或者關閉裝料。施工進程期間每隔一段時間檢測底板的完整性，為了防止底板受力變形破壞和底板出現縫隙流露砂漿，要輕拿輕放磚砌塊和腳手架扣件，煙囪內的井架的鋼筋和混凝土等建筑材料采用人工或者推車運送，上部的施工平臺所用的建筑材料采用井架內的提升吊桶運輸，卸下運輸的鋼管、鋼筋、砼等建筑材料，再由建筑工人運輸到所需要的位置，并澆筑相關部位所需的砼。

煙囪外部的卷揚機主要應用與提升內井架的鋼管。卷揚機的使用要求：提升速度采用30～440m/min或者60m/min，卷筒繩容量不低于120m，總鋼絲繩長宜不小于250m。

3.6 鋼筋綁扎

按照施工圖對設計采用鋼筋進行綁扎，綁扎鋼筋時候宜應先綁扎豎向水平受力鋼筋，然后綁扎環向箍筋，鋼筋彎鉤的設置均應背向模板面，均勻錯開受力鋼筋的接頭位置，在同一豎向截面上環向受力鋼筋宜每隔四排重復呈現一次，在同一平面的接頭數量豎向鋼筋不宜超過總量的25%，以便施工過程中更好的控制鋼筋的保護層厚度。筒倉壁內外鋼筋綁扎完成使用拉結筋固定，混凝土外表面上最少有一道綁扎的環向鋼筋，在筒倉每層混凝土澆筑完成后。以此保證結構的安全可靠性。

3.7 砼澆筑與模板提升

（1）澆筑筒體砼時，砼配合比應嚴格按照實驗室配比進行施工。

（2）初次澆筑砼的高度為600～700mm，分2～3層進行。

（3）模板的提升，必須在對滑模裝置和砼凝結狀態進行檢查后進行。砼出模強度宜控制在0.2～0.4MPa或貫入阻力值為0.30～1.05kN/cm。

（4）每班次砼的澆筑高度為1200mm，每層澆筑高度200～300，分層澆筑完成后，模板開始滑升，滑升時邊綁扎鋼筋邊加固千斤頂支承桿。

（5）每澆筑砼應沿筒壁分層、對稱、交圈同步施工，確保每一澆筑層的混凝土外表面須在同一水平面上，同時作業時有計劃均勻轉換澆筑方向部位，分層砼厚度一般控制在200～300mm直至模板上平面平齊后，須在混凝土的凝結時間內刮平各層澆筑的間隙時間（4～6h）。

（6）根據煙囪直徑變化情況，在施工中及時進行外模的改裝，以適應煙囪直徑變化的要求。

（7）每提升一個澆筑層，應進行對中和調平，使模板中心與煙囪中心的偏差始終控制在允許范圍以內，煙囪中心線垂直度允許偏差不應大于75mm。

4 施工組織及管理

作業施工人員組織見表1。

表1 90m窯尾煙囪作業施工人員組織表

5 主要施工機具配備

主要施工機具配備見表2。

表2 主要施工機具表

6 保證工程質量措施

6.1 鋼筋砼煙囪質量要求

鋼筋砼煙囪質量要求見表3、表4、表5。

表3 中心線垂直度允許偏差

表4 鋼筋砼筒壁尺寸的允許偏差

表5 煙囪內襯灰縫厚度的允許增大值和允許增大灰縫的數量

6.2 煙囪的光潔度控制

（1）混凝土應用中砂、不宜用粗砂、細沙，更不易用機制砂。

（2）如有必要時重新調整原有砼的配合比，摻入一定量的粉煤灰。

（3）模板應使用平展無凸凹的鐵皮，模板之間應平整，模板縫須小于2mm。

6.3 原材料質量控制要求

（1）鋼筋：筒倉結構采用的鋼筋、相應種類、強度、直徑等必須滿足相關設計文件和國家標準的要求。熱扎鋼筋的性能務必滿足國家標準GB1499-1998的要求。鋼筋的檢驗驗收務必按不同等級、牌號、規格以及生產廠家分期分批檢驗驗收，務必分別堆置、不得混雜、正確標識。在運輸、儲存進程中須避免鋼筋銹蝕和污染，鋼筋應堆存在倉庫（棚）內；如果條件不允許須露天堆存時，應在鋼筋底下墊上木板或者其他防止剛才銹蝕的材料，并加遮蓋。鋼筋必須要有出廠證明書和試驗報告單，在使用前，必須按規范要求進行機械性能試驗，合格后才能使用。

（2）水泥：采用老撾萬榮水泥廠生產的普通硅酸鹽水泥42.5，所用水泥進場時，務必有水泥出廠合格證并報檢測單位的檢測報告；

（3）粗骨料：采用海螺石料廠，顆粒料徑嚴控在20mm～50mm，其質量應滿足《建筑用卵石碎石》GB/T14685-2001的要求。

7 安全措施

7.1 施工現場

（1）在大于煙囪高度的1/10且不小于10m的距離處劃出警告區域。

（2）在交叉作業區和人行道分別搭設隔離防護棚和安全防護棚。

（3）掛滿封閉安全網，設置安全欄桿。

7.2 內井架操作平臺

（1）平臺材料應依據設計文件采用。

（2）操作平臺嚴密牢靠、平整防滑，其上通道孔應用蓋板封嚴。

（3）平臺上的堆載物應對稱、均勻放置，且不宜過多，廢棄物應及時清除，做到文明施工。

（4）嚴禁物體從高空直接拋擲至地面。

7.3 垂直運輸

（1）嚴禁使用安全防護裝置不合格的運輸設備。

（2）運輸司機在以下情形之一時，不得操作設備，且有權利拒絕向任何人啟動設備：①無可靠的自動停車、信號和限位等裝置；②設備的傳、制動機構保護裝置發生故障；③電氣設備未接零線，電氣線漏電；④超負荷運轉；⑤操作規程和統一信號不明確。

7.4 雷雨天施工

工程在施工過程中如遇暴雨天氣，應立即停止作業，并采用塑料簿膜覆蓋新澆筑的混凝土及內砌體，防止受雨水沖刷；在遭遇雷雨天氣需要不定時堅持井架等建筑設備的避雷裝置，以確保相關設置運轉正常，施工人員作業施工時，確保實施等電位保護，發生雷雨閃電等惡劣天氣時，為防止雷擊傷害作業人員的生命財產安全，相關作業人員禁止矗立高空“尖端”等區域。

8 豎井架的拆除施工

拆除豎井架的施工必須是有嫻熟工作經驗的作業人員施工，并配備一定的專業人員指導作業。拆除順序為自上而下依次拆除，參照上述上升時的次序逐層向下拆除所搭設的鋼管架，采用料筒放置依次拆卸的管件，在拆除其中任何一個管件時，必須做到預防相關部位管件的掉落，相應的鋼梯欄桿應協同整體拆除，拆除時候必須先拆除附屬結構然后拆除承重結構的柱、桿。由于搭設腳手架時為了承重錨入倉壁的管件如果拆除不掉，就原地切割，然后用C35細石砼封堵切割的管洞口，然后做平整處理。同時對可以從倉壁抽出的鋼管，采用C35細石砼封閉抽出后的洞口，采用轉砌塊和M5砂漿封堵附近剩余的洞口拆除邊，不得遺漏。

9 結束語

本文以瑯勃拉邦海螺水泥原料粉磨廢氣處理-窯尾煙囪施工生命周期為例，對施工內各主要環節做了專項研究，介紹了窯尾煙囪的主要施工工藝，施工方案，安全措施等要點，在窯尾煙囪施工中施工方的工程經驗對工程造價、施工難度、施工進度和結構使用功能滿足情況等的影響很大，希望本文能對類似工程施工提供經驗借鑒。