譚鏡潮

（廣州市第四建筑工程有限公司 廣州510220）

1 工程概況

廣州市第四資源熱力電廠（原番禺區(qū)生活垃圾焚燒發(fā)電廠）有三管式煙囪，承重外筒為鋼筋混凝土筒體結(jié)構(gòu)，排煙內(nèi)筒為豎向自承重鋼內(nèi)筒結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)采用沖孔灌注樁+鋼筋混凝土筏板結(jié)構(gòu)形式?；A(chǔ)底標(biāo)高-7.5 m，筏板平面尺寸為11 m×11 m，厚2 m，混凝土等級為C35?；炷镣馔财矫娉叽鐬? m×9 m方形結(jié)構(gòu)，89.7 m高，剪力墻30 m以下厚度為400 mm，30～60 m厚度為350 mm，60 m以上厚度為300 mm，混凝土等級均為C35。筒內(nèi)共有11層C35混凝土平臺。

本煙囪鋼內(nèi)筒的結(jié)構(gòu)采用3個直徑2.2 m自承重鋼內(nèi)筒，全高84.65 m，5.35～60.0 m內(nèi)筒壁厚14 mm，60.0～90.0 m內(nèi)筒壁厚12 mm，30.0 m標(biāo)高以下內(nèi)筒筒身鋼板材質(zhì)為Q345B鋼、30.0～80.0 m標(biāo)高為Q235B鋼板、80.0 m標(biāo)高以上為OOCr17ni14Mo2（316L）不銹鋼，鋼內(nèi)筒內(nèi)表面防腐采用OM5防腐涂料做法，鋼內(nèi)筒外表面保溫采用90 mm厚無堿超細(xì)玻璃棉，外包0.7 mm外護鋁板。

從質(zhì)量、工期、效益等因素綜合考慮，結(jié)合煙囪結(jié)構(gòu)自身特點，本工程采用倒裝法吊裝煙囪鋼內(nèi)筒，在煙囪外筒體頂部安裝動力裝置，將鋼內(nèi)筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)從下往上逐節(jié)焊接提升完成所有鋼內(nèi)筒的吊裝工作。

2 施工原理

高聳筒體內(nèi)鋼筒整體提升安裝施工技術(shù)是在以往鋼內(nèi)筒吊裝倒裝法施工技術(shù)基礎(chǔ)上改進(jìn)后形成的施工技術(shù)[1-3]，用于結(jié)構(gòu)形式為混凝土外筒+鋼內(nèi)筒的內(nèi)筒吊裝施工。施工澆筑完成鋼筋混凝土外筒體，在外筒體頂部提前預(yù)留放置吊裝鋼內(nèi)筒用鋼架的槽，利用塔吊將制作鋼內(nèi)筒吊裝鋼架的工字鋼梁運往外筒頂部，將工字鋼按照設(shè)計要求放置于外筒預(yù)留槽內(nèi)，將所有工字鋼梁連接為一體形成整個吊裝鋼架，從而將整個吊裝鋼架與外筒壁連接成一體，將用于吊裝鋼內(nèi)筒用的動力設(shè)備吊至外筒頂部安裝于鋼架上，最后完成整個鋼混結(jié)構(gòu)體鋼內(nèi)筒的吊裝工作。

3 施工過程控制及技術(shù)要求

3.1 施工工藝流程

鋼內(nèi)筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)現(xiàn)場集中制作備料、卷制標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、樓層內(nèi)鋼導(dǎo)軌制作安裝→搭設(shè)外筒壁吊裝洞口處腳手架運輸平臺→頂層工字鋼梁吊裝至外筒頂定位與焊接→動力裝置構(gòu)配件安裝及試驗→逐節(jié)運入鋼內(nèi)筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)并與已提升內(nèi)筒焊接→完成一個鋼內(nèi)筒后按照以上方法進(jìn)行下個鋼內(nèi)筒的焊接吊裝→所有鋼內(nèi)筒吊裝完成→拆除外筒體頂層吊裝支撐架→清理現(xiàn)場。

3.2 技術(shù)要點

⑴ⅨⅩⅪ頂部吊裝鋼架承受整個鋼內(nèi)筒筒身重量，是整個鋼內(nèi)筒吊裝施工過程中受力最大部位，需進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計計算，采用軟件對外筒體頂部吊裝鋼架進(jìn)行設(shè)計[3]，選擇滿足受力要求且經(jīng)濟合理的工字鋼構(gòu)配件。

⑵吊裝鋼架與外筒壁連接處的節(jié)點是鋼內(nèi)筒吊裝過程中受力的關(guān)鍵點，需進(jìn)行處理，為防止此節(jié)點局部壓應(yīng)力過大造成的吊裝鋼架內(nèi)力重分布，在此節(jié)點底部提前預(yù)埋L形鋼[4-6]。

⑶吊裝動力裝置包括下部的口字形支撐架、中部的千斤頂及上部的八邊形環(huán)梁，動力裝置圖如圖1所示。

圖1 動力裝置示意圖Fig.1 schematic Diagram of Powerplant

⑷千斤頂采用電動液壓油泵系統(tǒng)頂升，油路布置合理，每根油路油壓相同，保證千斤頂頂升同步。

⑸鋼內(nèi)筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)與已吊裝筒身的焊接要做到，焊接上的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)與上部筒身垂直，可用3個焊工分三段焊接標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，焊接方向統(tǒng)一為順時針方向，對于不同材料的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)與已吊裝筒身的焊接要根據(jù)實際情況采用焊接方法，例如普通鋼材焊接可采用手工焊及CO2保護焊，而對于普通鋼材與不銹鋼材的焊接采用氬弧焊打底、CO2保護焊蓋面。

⑹鋼內(nèi)筒除銹防腐噴漆應(yīng)在制作標(biāo)準(zhǔn)節(jié)階段進(jìn)行，每個卷制好的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)應(yīng)及時做好除銹防腐噴漆，防止卷制好的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)在施工現(xiàn)場發(fā)生銹蝕，同時也可減少鋼內(nèi)筒吊裝完成后除銹防腐噴漆工作。

⑺在外筒體底部標(biāo)準(zhǔn)節(jié)運輸焊接施工平臺上部樓板設(shè)置四個手動葫蘆，主要作用為，若運入的鋼內(nèi)筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)已提升鋼內(nèi)筒身無法垂直對正時，可用電動葫蘆微調(diào)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，使標(biāo)準(zhǔn)節(jié)與上部已提升筒身對正，從而使后續(xù)焊接工作順利進(jìn)行。

⑻對于外筒體頂部吊裝鋼架，應(yīng)用有限元分析軟件提前復(fù)核受力情況，隨時監(jiān)控吊裝鋼架豎向位移及整個鋼架受力變形情況[7-8]。

⑼合理組織勞動力，保證所有工序有序進(jìn)行。

3.3 施工過程

⑴卷制鋼內(nèi)筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，采用對稱三軸卷板機卷制鋼內(nèi)筒，嚴(yán)格采用快速進(jìn)給法和多次進(jìn)給法滾彎，由于鋼板冷加工時會回彈，卷圓時必須施加一定的過卷量，在達(dá)到所需的過卷量后，還應(yīng)來回多卷幾次。卷彎過程中，不斷用樣板檢驗彎板弧度是否滿足要求。如圖2所示。

圖2 卷制完成的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)Fig.2 Rolled Standard Section

⑵在外筒體頂部預(yù)留槽內(nèi)放置工字鋼梁，將工字鋼梁焊接成吊裝鋼架，工字鋼梁與外筒壁連接處節(jié)點采取防止局部壓應(yīng)力過大的措施。圖3所示。

圖3 在預(yù)留槽內(nèi)放置工字鋼梁Fig.3 Placing I-shaped Steel Beams in Reserved Tanks

⑶將鋼架與外筒壁連接節(jié)點用混凝土填實，如圖4所示。

圖4 節(jié)點填實Fig.4 Node Filling

⑷安裝動力裝置及油路，穿鋼絲橫，將動力裝置的口字形支撐梁與吊裝鋼架焊接連接在一起。如圖5、圖6所示。

⑸將鋼內(nèi)筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)運入外筒體底部吊裝施工樓層，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)運輸采用塔吊，塔吊將標(biāo)準(zhǔn)節(jié)運入外筒體預(yù)留洞口處搭設(shè)的導(dǎo)軌上，通過導(dǎo)軌運入指定地點豎起擺正，調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，使標(biāo)準(zhǔn)節(jié)接口與已吊裝鋼內(nèi)筒接口對正。如圖7所示。

圖5 安裝上部八邊形環(huán)梁、鋼絲繩穿入動力設(shè)備Fig.5 Install Upper Eight Edge Ring Beam and Penetrate Wre Rope to Powerplant

圖6 安裝液壓油泵及油管Fig.6 Install Hydraulic Oil Pump and Tubing

圖7 通過導(dǎo)軌將標(biāo)準(zhǔn)節(jié)水平運入施工樓層Fig.7 Guide the Standard Section into the Construction Floor through the Guide Rail

⑹焊接標(biāo)準(zhǔn)節(jié)于已提升鋼內(nèi)筒筒身，整個圓形對接焊縫分三段進(jìn)行焊接，由三個焊接工人同時焊接，順時針方向行進(jìn)。如圖8所示。

⑺焊接完一個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)后，動力裝置提升，將已對接焊好的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)向上升起，騰出下個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)焊接施工的空間，按照上面步驟所述方法繼續(xù)運入標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，與已提升好的鋼內(nèi)筒筒身對正焊接，逐一完成所有標(biāo)準(zhǔn)節(jié)與已提升鋼內(nèi)筒筒身的對接。如圖9所示。

圖9 動力裝置將已對接焊接好的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)提升Fig.9 The Power Plant Improves the Standard Section That Has Been Butt Welded

⑻按照以上方法逐步將標(biāo)準(zhǔn)節(jié)焊接到已提升鋼內(nèi)筒筒身上，焊接拼接完成整個鋼內(nèi)筒。如圖10所示。

⑼吊裝完所有鋼內(nèi)筒后，將動力裝置及吊裝鋼架拆解用塔吊運送至地面。

圖10 吊裝完成整個鋼內(nèi)筒Fig.10 Hoisting the Entire Steel Inner Tube

4 主要設(shè)備（見表1）

為滿足施工需要，采用50t千斤頂作為頂升動力源。鋼絞線根據(jù)設(shè)計需要采用φ24.5鋼絞線。所有設(shè)備在方案制定后加緊定制，以免拖延施工工期。

表1 主要設(shè)備Tab.1 Major Equipment

5 質(zhì)量控制

鋼內(nèi)筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)對接焊縫、鋼內(nèi)筒護板與筒身焊縫、樓板上加勁肋與鋼內(nèi)筒筒身焊縫外觀質(zhì)量需滿足表2要求。

表2 焊縫質(zhì)量等級及缺陷分級Tab.2 Weld Quality Grade and Defect Classification

6 安全措施

⑴對操作工、起重工、電工、架工、焊工等特殊工種進(jìn)行理論和實際操作考試，并持證上崗。推行“安全施工日志”制度，加強安全交底的針對性和施工過程中的“一對一”結(jié)伴監(jiān)護。

⑵在油庫及易燃、易爆物品倉庫等易燃、易爆場所嚴(yán)禁吸煙，設(shè)“嚴(yán)禁煙火”的明顯標(biāo)志，并采取相應(yīng)的防火措施。

⑶高處作業(yè)必須系好安全帶，安全帶應(yīng)掛在上方的牢固可靠處；高處作業(yè)人員應(yīng)衣著靈便，吊裝作業(yè)的危險區(qū)設(shè)圍欄及嚴(yán)禁靠近的警告牌，危險區(qū)內(nèi)嚴(yán)禁人員逗留或通行。

⑷油漆的貯存應(yīng)設(shè)專庫分類存放，庫門外應(yīng)有醒目的標(biāo)志牌，如“化工油漆庫”注意防火等字樣。并配備相應(yīng)的消防設(shè)施和器材等。貯存和調(diào)配油漆時現(xiàn)場應(yīng)注意通風(fēng)良好，嚴(yán)禁煙火。

⑸用電電源應(yīng)集中裝設(shè)，安裝漏電保護器，導(dǎo)線嚴(yán)禁沿地面敷設(shè)，照明及轉(zhuǎn)運設(shè)備應(yīng)設(shè)置安全防護罩。

⑹千斤頂應(yīng)設(shè)置豎直，并用鋼板墊平。千斤頂必須與荷重面垂直，液壓頂升時，對于涉及的樓板設(shè)專人監(jiān)護，防止樓板與已經(jīng)安裝的鋼平臺頂撞，及時檢查鋼內(nèi)筒與導(dǎo)向輪的位置，發(fā)現(xiàn)問題及時匯報解決。

⑺吊裝鋼架應(yīng)設(shè)置避雷針等避雷設(shè)備，避雷針必須接地，遇到大雨及六級以上風(fēng)，停止施工作業(yè)，并且要對吊裝鋼架上設(shè)備做好保護。

⑻夜間施工要有足夠照明，尤其在人員上下及運輸通道設(shè)置固定照明設(shè)備。

7 結(jié)語

在廣州市第四資源熱力電廠項目應(yīng)用，經(jīng)初步核算分析，采用液壓法提升鋼煙囪其費用為88.36萬元，需時75 d；使用該新工藝后實際費用為48.12萬元，用時56 d。節(jié)省施工成本40.24萬元、縮短工期19 d。

7.1 設(shè)備創(chuàng)新性

改進(jìn)倒裝法動力提升設(shè)備，動力提升設(shè)備包括口字形支撐梁、千斤頂及八邊形環(huán)梁，吊裝鋼絲繩不直接連接千斤頂，而是穿過環(huán)梁及口字形支撐梁與鋼內(nèi)筒筒體連接，所有鋼絲繩隨頂部環(huán)梁一起提升，避免了筒體提升過程中較大歪斜，提升裝置整體性很強，所有裝置設(shè)備制作安裝簡單。

7.2 施工質(zhì)量高

主要施工作業(yè)焊接的場地在煙囪外筒底部樓層，人員操作容易，焊接拼接的鋼內(nèi)筒質(zhì)量高。

7.3 縮短工期、經(jīng)濟效益明顯

整個施工過程向上提升鋼內(nèi)筒筒體然后在下部放標(biāo)準(zhǔn)節(jié)與已提升鋼內(nèi)筒筒體焊接拼接，提升與運輸同步進(jìn)行，縮短施工工期，經(jīng)濟效益明顯。

7.4 施工條件限制小，施工過程安全、環(huán)保

施工工程大部分焊接在鋼筋混凝土外筒內(nèi)進(jìn)行，現(xiàn)場鋼內(nèi)筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)卷制及運輸場地要求少，外筒體頂部吊裝鋼架經(jīng)詳細(xì)設(shè)計，安全可靠，對鋼筋混凝土外筒體周邊環(huán)境環(huán)境污染小。