钢筋混凝土烟囱壁单侧软模板提升施工工法操作原理

钢筋混凝土烟囱壁单侧软模板提升施工工法适用范围

《钢筋混凝土烟囱壁单侧软模板提升施工工法》适用于内衬采用板块式隔热层与砌体相结合的钢筋混凝土烟囱的主体结构整体施工。

钢筋混凝土烟囱壁单侧软模板提升施工工法工艺原理

《钢筋混凝土烟囱壁单侧软模板提升施工工法》的工艺原理叙述如下：

利用烟囱内衬材料作为模板体系的内胎模，薄镀锌钢板为外模，形成混凝土模板体系。升高时，利用烟囱内搭设的井架提料和柔性模板的垂直提升完成混凝土的浇筑作业。

钢筋混凝土烟囱壁单侧软模板提升施工工法施工工艺

• 工艺流程

《钢筋混凝土烟囱壁单侧软模板提升施工工法》的工艺流程：

软模板、提升架制作→砌筑内衬（保温隔热材料）→烟囱壁钢筋绑扎、验收→烟囱壁软模板安装混凝土浇筑→内井架搭设、物料与软模板提升→模板体系提升。

• 操作要点

《钢筋混凝土烟囱壁单侧软模板提升施工工法》的操作要点如下：

一、软模板、提升架制作

软模板宜采用不多于4块的软模组成，采用1.4毫米厚、1200毫米高的镀锌钢板制作效果最佳，也可选用类似材料。软模板外侧均匀焊接用φ6钢筋制作的“Ω”形状的加固卡环，竖向间距为100毫米，水平排间距1000毫米，“Ω”形状的加固卡环应便于所选用钢丝绳穿过并绕模板固定。在每块模板上侧焊接2个φ25的提升环（提升环与“Ω”形状的加固卡环在软模板的外侧面上沿轴向交错排列），用于每步混凝土浇筑完成后的提升作业（软模板、提升架构造见下图）。

二、砌筑内衬

1.内衬材料及砌筑用砂浆配合比按设计要求采用。

2.内衬分层砌筑，不许留直槎。水平灰缝的饱满度不得低于90%，垂直灰缝宜采用挤浆法使灰缝饱满，内衬的内表面均应勾缝。

3.内衬厚度为1/2砖时，用顺砖砌筑，互相交错半砖；厚度为1砖时，用丁砖砌筑，互相交错1/4砖。

4.筒壁与内衬之间填充的板式隔热材料，应在内衬每砌好10层砖后填充一次，砌筑内衬每步不大于1000毫米，用扫帚仔细清理落地灰，并及时用清水冲洗干净。

三、软模板安装

1.安装前应按照图纸要求在基础上放线，并经复核合格后进行软模安装。软模上口用定位卡子（或木方）进行锁口固定，以控制软模上口具备必要的刚度原则，间距同外壁竖向主筋间距，并固定于主筋上。模板间采用镀锌拉铆钉或自攻螺钉进行连接，拉铆钉或自攻螺钉的竖向间距一般不超过100毫米，连接长度应根据烟囱底部的最大直径确定。

2.在软模外侧焊好的“Ω”形状的加固卡环内穿钢丝绳，均衡施力固定。以保证软模板刚度。在所有钢丝绳均施力完成后用紧线器进行细微调试紧线器设在操作爬梯的两侧，相互错开布置，操作爬梯随每步软模板高度，一般不超过1000毫米焊接接长，以方便紧线器调整。安装示意见下图。

以后每步提模施工时，软模下口与已浇筑成型的筒壁混凝土搭接不小于50毫米，且在搭接的混凝土外侧与软模接触部位粘海绵条。

四、混凝土浇筑

1.筒壁混凝土宜选用同品种、同强度等级的普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥配置，每立方米的混凝土最大水泥用量不应超过450千克，水灰比不宜大于0.5。

2.浇筑混凝土应采用每层不超过200毫米的厚度沿筒壁圆周均匀地顺逆时针循环交替方式浇筑，每层浇筑时间不超过2小时，并用振动器振捣密实。

3.振捣混凝土时，振动棒的插入深度不应超过前一层混凝土内50毫米。

4.根据经验，一般用手指按压触摸的混凝土有轻微的指印且不粘手时，可进行滑升作业。

5.筒壁施工时尽量减少施工缝。对无法避免的施工缝处理，应先清除松动的石子、浮浆，冲洗干净，再铺20~30毫米厚的1:2水泥砂浆层，然后继续浇筑上层混凝土。

五、内井架搭设、物料与软模板提升

采用烟囱内部搭设的井架安装定滑轮，利用卷扬机进行物料提升。软模提升前应确保烟囱内部的保温隔热层施工完成、烟囱壁钢筋绑扎和隐蔽验收通过、混凝土施工缝面层进行有效处理完成后方可进行。提模施工时应注意对已成型混凝土的保护，并及时对出模混凝土的缺陷进行处理。脱模的混凝土面层及时涂刷养护液。软模板提升时，操作人员在每个提升环上搭接一个手扳葫芦，同时摇动手扳葫芦，整体模板系统便被提起来，提升到下一步要求的高度，即可由下往上调节紧线器固定模板，固定模板后撤除提升葫芦开始下一步循环施工。提升模板组装截面图见下图。

《钢筋混凝土烟囱壁单侧软模板提升施工工法》的工法特点是：

1、改变传统施工作业顺序，即将烟囱内衬隔热保温层与烟囱外壁施工有机结合，利用内衬材料作为现浇混凝土结构模板体系的内胎模，柔性薄镀锌钢板作外模，形成烟囱混凝土模板体系，施工操作简单，安全可靠，有效地保证了施工质量。

2、该工法技术先进，主体结构施工速度快，工程成本低，能很好的满足项目快速，节约的建设目标要求。

钢筋混凝土烟囱广泛应用于建材、电力、煤焦化等大型工业建筑中，结构高度20米以上，壁厚及结构内径从上至下逐渐变小，内衬隔热保温层。施工技术难点有：长细、施工安全、要求高、施工工期长。如按2009年前的施工工法（一般采用钢模板倒模和液压滑动模板施工技术），在施工完烟囱后再施工内衬保温隔热层的顺序进行，混凝土观感质量差，工期较长，难以满足21世纪项目建设要求。河北省第四建筑工程公司在多项钢筋混凝土烟囱施工中，利用技术创新手段，并完成了《钢筋混凝土烟囱壁单侧软模板提升施工工法》。

1、材料要求

《钢筋混凝土烟囱壁单侧软模板提升施工工法》所用的材料及要求如下：

（1）水泥选用强度等级32.5、42.5级矿渣或普通硅酸盐水泥，符合《通用硅酸盐水泥》GB 175标准要求，水泥使用同一批次。

（2）粗骨料选用结构致密强度高的5~32.5连续级配石子，针、片状颗粒含量应≤15%。含泥量不得大于1%，泥块含量不得大于0.5%。压碎指标值不得大于16%。细骨料优先选用中砂，砂的含泥量不大于3%，泥块含量不大于1.0%。

（3）粉煤灰不应低于Ⅱ级，以球状颗粒为佳，并符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB 1596的规定。

（4）混凝土外加剂质量应符合《混凝土外加剂》GB 8076、《混凝土外加剂应用技术规范》GB 50119等标准的规定，泵送剂应具有良好的减水效果和适应性，减水剂的减水率不低于20%。

2、主要施工机具

《钢筋混凝土烟囱壁单侧软模板提升施工工法》的主要施工机具见下表。

《钢筋混凝土烟囱壁单侧软模板提升施工工法》的质量控制要求如下：

1、工程质量控制标准

（1）软模板应满足必要的刚度条件，与钢丝绳、上口卡环等组成的模板体系应具备足够的强度和稳定性。

（2）烟囱混凝土壁施工质量应符合现行《烟囱工程施工及验收》GBJ 78、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204的相关规定。

（3）烟囱中心线垂直度允许偏差见下表1，烟囱筒壁尺寸允许偏差见下表2。

2、质量保证措施

（1）首先，工长、班长及施工技术人员要看透图纸，搞清设计意图，做好各方面准备工作，施工前要组织施工人员进行图纸学习，工长对班组进行文字技术交底，明确分工并搞好协助配合。

（2）每步模板拆除后，必须及时清理干净，涂刷隔离剂。

（3）内模板的支撑必须牢固，外模环箍必须拉紧。

（4）半径丈量必须内外模板都拉尺寸，钢尺拉力要均匀，且保持水平，质检人员跟班验收。

（5）竖向钢筋沿周围布置，间距均匀，钢筋减根时应注意调整间距保持均匀，不得有倾斜及螺旋扭转。

（6）配合比必须由试验人员提供，并由试验员根据砂含水率进行调整，施工时必须保证准确计量。

（7）混凝土浇灌时必须对称进行，每步混凝土浇灌前，必须由质检员验收合格后方可浇灌。

（8）混凝土的养护必须按规定要求，浇水养护不得少于7天，或在拆模后刷养护剂。

采用《钢筋混凝土烟囱壁单侧软模板提升施工工法》施工时，除应执行国家、地方的各项安全施工的规定外，尚应遵守注意下列事项：

1、提模施工前，对参加烟囱软提模工程施工人员，必须进行技能培训和安全教育。

2、提模施工中，应经常了解天气预报遇雷雨和六级及以上的大风天气，必须停止施工，并做好应对措施，对操作平台的各种材料进行整理和防护，同时人员迅速撤离。

3、在烟囱提模施工的区域范围内划出危险警戒区，设置明显标志，防止高空坠落及物体打击。警戒线距构筑物边线一般不小于10米，警戒区内的构筑物的入口、地面通道及机械设备的操作场所应搭设高度比低于3.5米的防护棚。操作平台的周围应设置围栏和保护网，工作台的底部应搭设兜网防止操作人员坠落，操作平台及吊三角架下面周围应满铺5厘米木板，木板之间用钉子钉好连成一个整体。

4、垂直运输系统上下滑轮应设有防止钢丝绳脱槽的装置，并应有专人检查和维护。夜间施工时，在工作台、井架内、卷扬机房、搅拌机（搅拌站）以及各运输通道等处，应有充足安全照明。

5、在烟囱底部，操作平台和卷扬机之间，设信号联系。

6、内井架应接地，接地电阻不应大于10欧姆。照明系统采用36伏低电压，软提模施工振捣设备及照明要有备用电源，提模装置、电缆及辅助设备等采取防护措施，保证停电时的正常施工及人员的安全。

《钢筋混凝土烟囱壁单侧软模板提升施工工法》的环保措施如下：

1、贯彻执行国家、各省、市有关部门的环境保护法令、法规和有关文件，切实搞好施工现场的环境保护，以减少各种污染。

2、建立健全组织体系。项目施工的环保工作由该项目经理负责，并设立环保员一名，负责日常工作。

3、设立专用排浆沟、集浆坑，对废浆、污水进行集中，防止施工废浆乱流。

4、施工现场实现垃圾分类存放，定期清运，并做好清运中的放散落与沿途污染措施。

5、对施工场地道路进行硬化或洒水降尘。

《钢筋混凝土烟囱壁单侧软模板提升施工工法》的效益分析是：

1、该工法将烟囱内部隔热保温层与外侧的钢筋混凝土壁同时施工，在缩短工程总的施工工期同时，较好的处理了隔热保温层与外侧钢筋混凝土壁的连接；烟囱的内部隔热保温层与外侧钢筋混凝土软模协同工作，共同组成钢筋混凝土的模板系统，最大程度节约模板系统的施工投入。

2、该工法软提模系统属于一次性投入比滑模所需材料的投入减少70%，所需人力减少1/3，施工工期可缩短1/3。同时由于没有使用液压提升设备，减少了动力维护人员，节约了各种辅材，施工成本降低，单位工程造价可降低5%左右。

3、采用该工法施工钢筋混凝土烟囱的混凝土壁结构，工程施工周期缩短，且具有施工操作简单方便、安全可靠、施工质量稳定等优点，成型混凝土的外观光滑、整洁。采用该施工技术，有利于缩短工程的建设周期，减少建设投资成本。

《钢筋混凝土烟囱壁单侧软模板提升施工工法》的应用实例如下：

1、山东泉兴水泥有限公司3号生产线

山东泉兴水泥有限公司3号生产线烧成窑头钢筋混凝土烟囱工程，主体混凝土强度等级C30，结构高度为42米，基础为直径9.0米的钢筋混凝土筏板。该工程±0.000以下内径为4.80米，以上结构的内径从4.80米渐变至3.06米，变径率1.4%。烟囱混凝土壁厚从700毫米渐变至450毫米，烟囱内衬材料采用耐火砖砌体，240毫米厚。采用该工艺，节约施工成本14余万元，创造了良好的经济效益。工期比原计划提前20天。

该工程交付甲方使用后，经过实践证明：采用该工艺与传统工艺相比工期可以提前，成本下降，工程质量稳定，无安全生产事故发生，该工艺在类似工程施工中可以推广。

2、葡诚（枣庄）水泥有限公司山亭5000吨/天熟料新型干法旋窑水泥生产线

葡诚（枣庄）水泥有限公司山亭5000吨/天熟料新型干法旋窑水泥生产线原料粉磨及废气处理烟囱工程，基础、主体为钢筋混凝土结构，混凝土强度等级为C25。烟囱基础底标高-4.5米，直径13.5米，主体高80米，烟筒内壁每隔一段（1米，20米，以上每隔10米）设有类牛腿结构的内衬支托。内衬为普通MU10黏土砖，由耐火砂浆砌筑。烟道口处有耐火砖120毫米厚设计。内衬与混凝土筒壁间填充珍珠岩制品隔热材料。筒壁外侧有直爬梯，20米、40米、75米设有环形钢平台。烟囱底部直径9.136米，0~20米缩径率3%（直径差与高度的比值），20~60米为2.5%，60~75.5米为2%，75.5米处达到直径最小值5.45米，以上为烟囱冠，80米处为冠部最高直径6.34米。

该工程筒身混凝土约500立方米，内衬200立方米，隔热层120立方米。采用该工艺后，实际工期比计划工期提前22天，工程质量稳定，无安全生产事故发生。

3、河北鑫跃焦化有限公司

河北鑫跃焦化有限公司烟囱高度90米，筒身底部1.25米，标高处外径3.9米，90米标高处外径2.215米，变径率2%，壁厚底部320毫米，每分段壁厚减少20毫米。外爬梯设在东南方向，烟囱内采用耐酸胶泥砌筑耐火砖，隔热层采用增水性膨胀珍珠岩。采用该工艺施工，节约施工成本17.5万元，工期比计划提前25天。

注：施工费用以2009-2010年施工材料价格计算

2011年9月，中华人民共和国住房和城乡建设部发布《关于公布2009-2010年度国家级工法的通知》建质[2011]154号，《钢筋混凝土烟囱壁单侧软模板提升施工工法》被评定为2009-2010年度国家二级工法。 2100433B

烟囱异型模板施工工法适用范围

《烟囱异型模板施工工法》适用于各种不同高度的钢筋混凝土烟囱及其他圆形变径钢筋混凝土高耸构筑物的施工。

烟囱异型模板施工工法技术理论

1.《烟囱异型模板施工工法》根据烟囱筒壁尺寸和坡度，确定筒壁的分区数量和范围，制作一定数量的异型钢模板，每翻一节筒壁模板，在该收分区更换一块异型模板，直至该收分区的异型模板变成三角形模板后到下一循环施工中彻底减少一块模板，这样循环施工下去，当烟囱筒壁到顶时，模板竖向拼缝是一条直线到顶。

2.筒壁施工采用三层模板自下而上交替翻模施工，下两层内外模板及三脚架翻模系统用φ16对拉螺栓固定在已成型混凝土筒壁上，作为受力支撑的基点，每层三脚架之间环向由水平杆连接，上下层三脚架之间由垂直支撑连接，保证整个翻模系统为一安全稳定结构。

3.该工法以固定好的三脚架体系作为操作平台，进行其上一节烟囱筒壁的施工，当三节模板中最下一节混凝土强度达到拆模要求时，拆除最下层三脚架系统及模板运到上层操作平台上，这样自下而上逐层交替施工，直至筒壁到顶。

4.该工法采用SC200/200施工升降机作为三脚架翻模施工中材料、工器具、人员上下的垂直运输，并在施工升降机上附着一前桥至筒壁边，作为水平运输通道，见图1。

烟囱异型模板施工工法工艺流程

《烟囱异型模板施工工法》的施工工艺流程如下：测量放线→绑扎第一节钢筋→安装第一节每个收分区标准板和一块异型模板及三脚架系统→调节半径→验收、浇筑第一节混凝土→绑扎第二节钢筋→安装第二节每个收分区标准板和更换一块异型模板及三脚架系统→调节半径→验收、浇筑第二节混凝土→绑扎第三节钢筋→安装第三节每个收分区标准板和一块异型模板及三脚架系统→调节半径→验收、浇筑第三节混凝土→悬挂安全网→悬挂吊篮、拆除第一节模板及三脚架系统→绑扎第四节钢筋→安装第四节每个收分区标准板和一块异型模板及三脚架系统（由第一节上翻）→安装作业平台、返上吊篮及安全网→浇筑第四节混凝土→进入新的一节筒壁施工循环至筒壁到顶。

烟囱异型模板施工工法操作要点

《烟囱异型模板施工工法》有如下5个操作要点：

1.施工准备

（1）测量放线：测量员在烟囱基础表面放出±0.00m标高、模板的分割线及门洞位置。

（2）根据筒壁施工蓝图及图纸会审，技术人员编制详细的施工技术控制表，标明每节筒壁模板的数量、尺寸、顶标高以及顶标高处的烟囱内外半径，钢筋的数量、规格及长度，作为筒壁每节施工和验收的依据。

2.钢筋工程

（1）钢筋原材进场须有出厂合格证、质保书及出厂检验报告，进场后按规定见证取样送检作力学性能试验，试验合格后方可使用。

（2）筒壁竖向钢筋连接主要采用电渣压力焊，水平钢筋一般采用搭接，对于钢筋直径大于25mm的采用直螺纹连接，钢筋的下料长度应按设计和现行规范要求，并考虑好接头错开。焊接及直螺纹连接按规定抽样试验，试验合格后方能进行下一工序，采用搭接的必须满足搭接长度的规定。

（3）筒壁前几节钢筋运输采用脚手架搭设坡道，采用人工运输或辅以移动式吊车，一般情况下积灰平台以上均采用施工升降机垂直运输。

3.模板工程

（1）钢模板根据相应的烟囱施工蓝图进行模板设计。本工法以铜陵电厂240m烟囱为例，根据烟囱筒壁尺寸和坡度，利用CAD制图工具按实际比例放样，确定烟囱筒壁分12个区域收分，9个大区域和3个小区域。大区域弧长7.26m，由7块标准模板加1块异型模板组成；大区域弧长6.36m，由6块标准模板加1块异型模板组成。

（2）根据划分区域，利用CAD设计异型钢模板加工图，烟囱筒壁对接异型收分钢模板见图2，该图示为常规收分钢模板与异型钢模板的区别及异型钢模板从下至上施工的渐进变化过程。

（3）模板安装。

①烟囱筒壁常规钢模板尺寸：内模为1500mm（高）×840mm（宽），外模为1500mm（高）×900mm（宽），筒壁收分先分好区域，收分采用专用收分模板，保持竖向缝一条直线到顶。模板组装前将模板表面打磨、清洗干净，均匀涂刷脱模剂后再进行组装。上下、左右相邻两块模板为平口连接，拼缝处贴双面海绵胶带，用M12×40螺栓连接，在上面模板安装前必须将下面一块模板顶口的混凝土清理干净。当高差较大需进行调平时，水平缝处须用小木条或橡胶皮垫平，此时须钻孔用M12×40螺栓连接。

②内外模板的加固通过φ16对拉螺杆（外套外径为φ32加厚塑料套管）及三脚架杆件进行加固，套管的长度根据设计壁厚确定。使用塑料套管时，套管两端用φ50平垫片、3mm厚橡胶垫封堵（与模板接触处），模板拆除后及时用同标号混凝土去石子的水泥砂浆封堵密实并抹平，防止影响筒壁外观。

③牛腿的施工：当翻模至牛腿标高时将内模板调整到牛腿所需要的坡度，通过调整水平杆和斜撑杆使施工平台水平。

④模板和对拉螺栓安装好后开始安装模板两层围檩，围檩为带一定弧度16号槽钢，以保证筒壁模板的弧线顺畅，每层对拉螺栓有两道围檩。

（4）筒壁三脚架使用要求与方法。

①三脚架是附着式的，固定在已浇筑混凝土的筒壁上作为承重骨架，并以此作为操作平台，进行上一层的模板、三脚架安装和钢筋绑扎、混凝土浇筑等项施工。在其上铺设操作平台和设置安全网，见图3。

②三脚架用∠70×6角钢加工而成，其上下和环向稳固联系，每层联成整体，成为一个环向刚性结构，确保三脚架具备满足施工要求的强度、刚度与稳定性，使上层的施工荷载和混凝土自重能传递到下层的三脚架和筒壁上。

图3中图示：1—安全网；2—平台栏杆；3—三脚架水平连杆；4—三脚架斜连杆；5—调节模板半径的螺栓；6—上下层三脚架荷载传递立杆；7—三脚架立杆；8—模板；9—对拉螺栓；10—吊篮；11—水平杆。

③三脚架为三层，在下层的混凝土达到6MPa时即可拆除翻到上层，逐层周转使用。

④三脚架应内外同时安装，可通过调整斜杆和水平杆交叉点位置来调整三脚架角度，使其顶面保持水平。内外模板三脚架安装后，应立即铺设走台板，安装栏杆、安全网等，以保证平台作业面的施工人员安全。

⑤烟囱半径测量采用吊线锤法进行，其对中系统由中央吊盘（固定在井架上）、75kg线锤（用φ6钢丝绳吊）、摇线架以及调整拉绳构成。调整拉绳通过3t开口滑车固定在翻模系统三脚架上，高程量测卷尺和半径量测卷尺均拴在中央吊盘竖向轴上。实际量测半径时必须先精确对中，并检查无误后再根据筒壁的标高和中央吊盘的标高以及待测处的水平半径，用勾股定理求出尺长再行量测，用此法测量半径的过程中必须有一人在中心位置监督线锤对中情况，并随时检测。模板半径调整是通过三脚架系统中带有加减丝的杆件来调节。

4.混凝土工程

（1）筒壁混凝土浇筑在升降机未投用前采用混凝土汽车泵浇筑，投用后采用施工升降机作为混凝土浇筑的垂直运输机械，人工推小车浇筑，每节混凝土浇筑，必须保证混凝土的连续供应。

（2）浇筑时从一点开始，沿圆周向着两个相反方向推进，最后合拢，采用斜面分层浇筑的方法，混凝土浇筑面与模板齐平，使用50型振动棒，振动间距不大于300mm，混凝土振捣以表面泛浆、不再有明显下沉、无气泡排出为宜，振捣上层混凝土时，要求振捣棒插入下层混凝土50～100mm，振捣一般原则为快插慢拔，振捣时应避免碰动模板及钢筋骨架。

（3）每节混凝土浇筑完毕后，将混凝土表面进行拉毛处理。

（4）混凝土养护：混凝土拆模后根据具体施工季节按现行规范及时进行养护，并在外筒壁涂刷养护液，以保证外观不出现明显色差。

5.翻模

当施工至筒壁第四节时，需要将第一节模板拆除，并运送至第三节平台上，内外模板同时拆除，清理干净后进行第四节模板支设。并将内外吊篮和内外安全网及时安装好，如此循环周转，直至施工到顶。