基于电动提模平台的电厂烟囱施工探析

基于电动提模平台的电厂烟囱施工探析

沈策

浙江省电力建设有限公司  浙江 宁波  315000

【摘要】为探讨基于电动提模平台的电厂烟囱施工，结合浙能六横电厂二期烟囱工程实际情况，立足电动提模平台的相关概述，分析了电厂烟囱施工的难点和重点，提出电动提模平台在电厂烟囱施工中的实际应用。分析结果表明，浙能六横电厂二期烟囱工程高度达到240m，施工难度大，影响因素多，传统模板施工技术难以满足要求。而电动提模平台以电能作为驱动力，可随着烟囱高度的更加来提升模板的高度，整个过程安全可控，利于施工任务高效、安全、有序的的完成。本工程施工成功的经验，可为类似工程施工提供参考和指导。

【关键词】电动提模平台；电厂烟囱；轨道；门架；斜拉索

【引言】电厂烟囱的施工是关系到环境保护和能源利用的重要环节。随着科技的进步和环境保护要求的提高，传统的烟囱施工方法已难以满足现代化大型电厂建设的需要。新型的电动提模平台技术因其高效、安全、环保的特点逐渐被应用于电厂烟囱的建设中。本文围绕电动提模平台在电厂烟囱施工中的应用进行探析，旨在为相关工程提供技术支持和改进建议。

1、工程概述

浙能六横电厂二期烟囱工程，该烟囱内简为全悬挂钛钢内筒高240m，外简为钢筋混凝土简壁高232m。工程地点位于舟山市普陀区六横镇。烟囱中心坐标为A=732. 4m, B=1373. 45m，两侧为3#、4#出口烟道及吸收塔，后侧为一期灰库。烟囱内筒为全悬挂钛钢内简，双筒均为直径D=7600。钢内筒支撑平台牛腿标高19. 5m,悬挂平台孔底标高199. 5m。本工程士0.000m相当于85国家高程4. 660m。烟囱外简壁高232m,底口外半径为13. 90m,壁厚0.75m,出口半径为9.70m，壁厚0.3m。简身共分五段变坡:第一段(-0. 0至48m)坡度为i=0. 045%，第二段( 48m-72m)坡度为i=0. 03%，第三段(72m-96m)坡度为i=0. 025%,第四段(96m-132m)坡度为i=0. 02%，第五段( 132n-232m)坡度为i=0%。烟道口留设两个都为:8m*15.3m底口标高22. 09m。

2、电动提模平台的相关概述

电动提模平台是一种利用电动控制系统实现模板自动提升的新型施工设备，通过电动提升系统、平台结构系统、传动系统、轨道模板系统、垂直运输系统以及电气控制系统等多部分组成的体系来实现烟囱的高效施工。具体来说，电动提模装置由轨道、补偿模板部分、提升架、操作架部分、中心鼓圈、辐射梁部分、井斜撑部分、提升系统、电梯系统和电气控制部分组成。主要适用于高层建筑、烟囱和其他高耸构筑物的混凝土浇筑施工。该技术集成了机械、电子和计算机技术，能够实现模板位置的精确控制和快速移动，大大提高了施工效率和质量。

3、重难点分析

就案例工程而言，基于电动提模平台的电厂烟囱施工的重难点主要体现在以下几个方面：

1）技术上高难度、质量上高标准、安全上高风险、进度上高速度的“四高工程”。

2）在具体施工中，所有主要工序必须按照严格的施工计划依次流水进行，不允许有任何平行或错位的情况出现。主要原因是本电厂烟囱的施工具有不可变更的刚性施工关键线路，一旦某个环节出现问题，整个工程都可能面临停滞的风险。

3）施工作业面只能自下而上垂直递进展开，这使得单位时间内的可实施作业面相对恒定，局限在狭小的空间内。因此，工程师们需要充分利用每一寸空间，合理安排人员和机械设备，确保施工效率最大化。

4）烟囱筒身电动提模施工完成后，周边建筑物的后续施工也将随即展开，这就使得烟囱将与周边建筑物形成立体交叉作业的局面，这无疑将给施工安全带来更大的挑战。

4、电动提模平台在电厂烟囱施工中的实际应用

4.1电动提模平台设计

本烟囱工程采用电动提模平台由中央鼓圈，它由上鼓圈、下鼓圈和鼓圈竖杆组成，上鼓圈直径达6.1m，下鼓圈与之相对应，两者之间的间距精确控制在6.0m，确保了整个平台的稳定性。上鼓圈采用[28a槽钢对接合成，其强度高、承载力大，能够承受施工过程中的各种荷载。而下鼓圈则使用[25a槽钢对接合成，虽然在材质上稍有差异，但同样保证了足够的强度和稳定性。辐射梁是连接中央鼓圈的关键构件，共计20根，每根长度达到12米。这些辐射梁采用2[28a对扣组成，不仅增强了结构的稳定性，还提高了平台的承载能力。辐射梁之间的铺板则构成了施工平台的主要工作面，工人们可以在上面进行各种施工作业。这个平台承受了施工过程中的全部荷载，无论是工人、设备还是施工材料，都能在上面得到妥善的支撑和放置。

每根辐射梁下都配备了三道悬索，悬索由φ21.5钢丝绳及M36花兰螺丝组成，这种组合不仅确保了悬索的强度和稳定性，还使得整个平台具有了一定的弹性和抗震能力。悬索、辐射梁及中央鼓圈等共同组成了一个空间立体结构，使得整个平台在承受荷载时能够保持稳定的形态。在施工平台组装时，平台中央会起拱300mm，这是为了增加平台的刚性和稳定性。整个施工平台支撑在操作架上，而操作架则采用锚固螺栓牢固地附着在烟囱筒壁上。这种设计不仅确保了平台的稳定性，还使得平台能够随着烟囱的施工进度而逐渐上升。

4.2施工准备

结合本烟囱工程的结构特点、现场条件，以及电动提模施工中存在的难点和重点，为保障后续施工工作能够高效、安全、有序的开展，必须切实施工前的各项准备工作，主要包括以下几个方面

1）施工道路的准备。确保施工道路能够顺畅地满足各类施工材料和混凝土罐车辆的进出需求，需进行详尽的现场勘查，规划合理的道路布局，并进行了必要的道路硬化和拓宽工作，以确保施工道路的平整和承载能力。

2）施工用电、水及垂直运输准备。将二级配电箱引至烟囱内部，上部搭设了稳固的防护棚，以确保电力供应的安全可靠。两部施工升降机被严格规定专闸专用，以避免因误操作导致的安全事故。同时，从二级配电箱向筒壁上部施工作业面引出了一个三级配电箱，以满足上部施工和照明的用电需求【1】。

3）混凝土供应准备。本工程混凝土采用了现场集中搅拌楼供应的方式，对于30米以下的施工区域，采用汽车泵车进行布料，确保混凝土的均匀分布。而在30米以上的区域，利用多功能施工升降机和电动提升平台的优势，进行垂直运输混凝土。

4.3搭设电动提模平台

本工程电动提模平台搭设施工工序如图1所示：

图1电动提模平台搭设施工工序图

就案例工程而言，烟囱的高度比较大，现场施工条件复杂，电动提模平台作为烟囱施工的主要设备，其搭设效果直接关系到整个烟囱工程施工的质量和安全性，这就要求在实际搭设中能够严控每个步骤，以提升电动提模平台的稳定性、安全性，为烟囱施工提供良好的操作平台。

第一步，浇筑筒壁1~6节。每节需提前留出一组混凝土试块，每施工台班混凝土用量超过100m³，每100m³需留置一组混凝土试块，检查28d龄期强度。若施工材料、配合比发生变更，需留置同条件试块。按照烟囱筒壁设计图纸的要求搭设施工模板，通过泵送法浇筑混凝土，完成1~6节筒壁混凝土浇筑。

第二步，中心鼓圈支撑脚手架搭设。严格按照0.9m的间距搭设竖向立杆，纵向和横向都需要用大横杆按照1.0m的间距布置连接立杆，每隔3m布置一道剪刀撑，控制剪刀撑和地面之间的夹角在45°~60°之间。中心鼓圈脚手架顶面需用水平尺进行全面找平处理，平整度符合要求后，满铺脚手板，并用扎丝绑扎牢固。

第三步，轨道安装。轨道安装在电动提模平台安装的重点和难点，安装精度和质量，直接关系到整个平台的稳定性、安全性。本烟囱工程高度大，轨道可直接安装在烟囱壁外侧，轨道和烟囱壁之间通过高强度对拉螺栓连接成一个整体。各节轨道要均匀布置，最大圆心角误差不应超过10mm。

第四步，门架吊装。通过25T汽车吊，将制作好的门架逐一安装到轨道模板之上，整个吊装过程中，需牢固栓好拖拉绳，避免门架和筒壁之间碰撞。

第五步，中心鼓圈吊放。 鼓圈需用80T汽车吊进行缓慢吊放，以保证鼓圈中心和烟囱中心相互重合。鼓圈顶面要比操作架上的滚轮高出20cm左右，以便为后期辐射梁安装提供良好的条件。

第六步，辐射梁安装。辐射梁在安装前，需对每根辐射梁的挠度进行检查，符合要求后，再通过吊车吊起辐射梁，安装于中心鼓圈之上，安装到位后利用销子固定【2】。

第七步，辐射梁钢圈安装。当辐射梁安装到位之后，通过大绳辅以手拉葫芦吊起钢圈，和辐射梁连接。辐射梁和钢圈之间通过夹板螺栓固定成一个整体。

第八步，斜拉钢丝绳安装。为提升电动提模平台的稳定性和抗倾覆性，本工程斜拉钢丝绳采用起重用钢丝绳，直径为21.5mm。悬挂好斜拉钢丝绳之后，通过2T倒链从外侧开始对称4各点同时拉紧。

第九步，电气系统安装。本工程电动提模平台的电气控制控制柜放置在操作平台之上，电气控制系统安装时，需保证20组电机，既能点联动控制，又能点动控制。

4.4筒壁钢筋工程，

在烟囱筒壁的施工过程中，钢筋绑扎的精确度直接关系到结构的稳定性和耐久性，而在众多影响因素中，半径控制尤为关键。为了确保烟囱筒壁钢筋的精确绑扎，本工程充分利用了外操作架上的钢筋固定架。通过在固定架上设定合理的固定点，并确保其间隔不大于1.5m，成功实现了对钢筋的稳固固定，一旦环向钢筋绑扎完成，这些固定点便可以迅速而便捷地拆除，大大提高了施工效率【3】。在钢筋的连接方式上根据钢筋的直径和用途进行合理选择，比如：对于筒壁竖向钢筋，当直径大于或等于16mm时，可采用机械连接方式，这种连接方式具有连接强度高、稳定性好、施工效率高等优点，确保了筒壁结构的稳固性。而对于环向钢筋，则可以采用搭接连接方式，搭接长度严格按照钢筋直径的50倍进行计算，确保了连接的可靠性。同时，为了保证结构的整体性，还特别注意相邻两排钢筋的距离，确保其大于50倍的钢筋直径。在筒壁半径或高度发生变化时，需根据设计要求对竖向钢筋的直径或根数进行调整，但需保证调整后的钢筋间距严格控制在设计要求范围内，并在筒壁的全圆周内均匀布置，确保了结构的稳定性和安全性。

4.4模板安装、调径、拆除

在本电厂烟囱施工中模板的选用与安装对最终施工质量和安全性有直接影响，在实际施工中为确保烟囱筒壁的精确度和稳定性，采用了定制化的1.5mX0.65m的钢模板，这种模板的尺寸精确，能够确保每次支设的高度均为标准的1.5m，大大提升了施工效率和精确度。围檩选用四道直径为25mm的钢筋箍进行加固，确保了模板结构的稳固性

【4】。同时，为了进一步增强模板的稳固性，采用了∠8角钢和φ16高强对拉拉杆进行加固，这些材料不仅强度高，而且具有良好的耐腐蚀性能，保证了模板的持久使用。

在安装模板时需高度注重上下模板之间的连接与固定，可采用U卡将上下模板紧密相连，以免模板在浇筑混凝土过程中的位移。在模板安装前需用磨光机将模板面上的灰浆清楚干净，再涂抹一层优质脱模剂，便于后续的模板拆除。在模板施工中模板的半径固定是确保筒壁圆弧度的重要步骤，可依靠内外操作架进行固定，固定点间距不大于0.75m，以确保筒壁的圆弧度达到设计要求。在测量半径时可使用钢尺从烟囱中心引测至各固定点处，确保数据的准确性。

在模板拆除过程中必须严格按照安装顺序进行拆除，并将各种物件分别吊到上层操作平台，避免了材料混杂堆放的问题。拆除后的模板在吊运至操作平台后，立即进行表面清理并涂刷脱模油，为下次使用做好准备【5】。

4.6预埋件安装和混凝土施工

本电厂烟囱施工中预埋件主要有两种，一种是钢平台上的预埋件，另一种是爬梯埋件，在实际施工中为提升预埋件的埋设质量，需要每隔6m就进行一次轴线和标高测量定位，以保证拆模之后，预埋件能够和混凝土在同一个水平面上。本烟囱工程预埋件施工结构示意图如图2所示：

图2 烟囱工程预埋件施工结构示意图

为保证混凝土供应的及时性和浇筑的连续性，本工程混凝土由现场搅拌楼统一提供，在实际浇筑中，需根据不同的高度采用了不同的浇筑方式，比如：筒身30m以下的部分，采用汽车泵进行浇筑，这种方式可以快速、高效地将混凝土输送到指定位置，大大提高了施工效率。而在+30.5~+232.00m的外筒部分，由于高度较高，可采用施工电梯进行混凝土运输，并利用人力手推车进行布料【6】。这种灵活的施工方式，不仅确保了施工的安全性，还保证了混凝土的均匀分布。

在浇筑过程中，严格遵循了从一点开始沿环向向两个方向连续浇筑至闭合的原则，相邻两节筒壁的混凝土起始浇筑点应错开1/4圆周长度，这样可以有效避免混凝土裂缝的产生，提高筒身的抗裂性能。

【结束语】

综上所述，结合理论实践，分析了基于电动提模平台的电厂烟囱施工，分析结果表明，在电厂烟囱施工中，电动提模平台可以显著提高施工速度和质量。由于烟囱结构的特殊性，传统的手工施工方法不仅效率低下，而且存在较大的安全风险。电动提模平台通过机械化操作，可以实现烟囱筒壁的快速施工和精确控制，同时减少了人力需求，降低了劳动强度，值得在类似工程中大量推广和应用。

【参考文献】

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[3]李伟玲,黄志堂,刘根深,等.垃圾焚烧电厂大尺寸烟囱翻模施工技术应用[J].建设科技,2021,(24):47-49.

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[5]陶林惠,何琼芳,尹谦钧.燃煤电厂异型景观烟囱结构创新设计研究[J].武汉大学学报(工学版),2021,54(S2):194-197.

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