烟囱外电梯内井架垂直运输工法.docx
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烟囱外电梯内井架垂直运输工法
烟囱外电梯、内井架垂直运输工法
新疆生产建设兵团第五建筑安装工程公司
刘绍明李呈坤岳章辉
1.前言
随着现代工业的日益发展，各种燃烧废气的排放都需要用到高耸纤细的钢筋混凝土烟囱。
近年来，兵团五建在各大小型热电厂建设中，修建了多座120米至180米高度的钢筋混凝土烟囱。
烟囱属于超高构筑物，为了解决烟囱的垂直运输问题，逐步摸索出了一种采用外电梯作人员、钢筋及小型材料运输，内部井架料斗作砼、内衬材料运输的施工技术已经成熟。
该方法不仅提高了施工速度，也保证了施工质量和人员安全，具有明显的社会效益和经济效益。
2.工法特点
2.1利用外附多功能电梯作垂直运输，能满足各种安全技术要求，且能提高运输速度。
2.2内井架的使用给模板的支撑找到了水平传力点，有利于增强模板的整体刚度和强度。
2.3内井架的使用，使得操作平台，内外吊架的设计制作变得相对简易，所有施工荷载找到了传力点，不仅省去了提升的机械设备，而且施工变得简便快捷。
2.4电梯驱动单元置于笼顶上方，使吊笼内净空增大，同时也使传动更加平稳、机械振动更小，无对重设计简化了安装过程。
2.5一机多用，在传统施工升降机基础上加装了钢筋运送装置和混凝土运送装置，可运送钢筋、混凝土及施工人员，大大提高施工效率，在国内首创。
2.6采用性能先进的无级变频调速系统，使得升降机可实现0~60M/MIN的无级调速,运行平稳无冲击,可根据用户需要加装平层器,实现自动平层、选层的智能化控制功能。
2.7多变化的附着系统,可使本机在复杂多变的建筑物上使用,既可直线运行,又可斜线运行。
2.8新颖别致的电缆滑车系统,避免了电缆运行过程中相互绞绕、刮损,同时降低了设备启动时对电网的冲击,延长了电气系统的使用寿命。
2.9安全保护装置齐全、可靠,符合国家标准.设有国家专利技术的防坠安全器,使本机工作可靠性居同类产品之首。
3.0加装平台后,在烟囱施工中配合翻模施工方法使用,产品性能更为卓越。
3.适用范围
高度180m以下，出口直径3m以上的钢筋混凝土烟囱或其它圆形钢筋混凝土构筑物的施工。
4.工艺原理
烟囱外电梯利用附墙架与筒壁连接，附墙架一端与电梯架体连接，一端通过与筒壁上预埋的暗榫进行连接。
利用电梯底座的一定倾角，使之架体朝烟囱方向成一定倾角，使架体与筒壁之间的距离不会太大。
烟囱中央设置四孔井架，可利用3吨卷扬机提升料斗运输材料。
操作平台通过8个到链挂设在井架上往上升迁，平台下面内外设置吊架并铺木板以便上人施工操作。
5.施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程：
电梯：
施工准备→架杆安装→附墙件安装→架体校正→试运行
井架：
施工准备→架体搭设→架体校正→天梁升迁安装→浆斗运行
5.2操作要点：
5.2.1电梯安装
1组件分以下几个部分:
导轨架、吊笼、钢筋运送装置、混凝土运送装置,底架和防护围栏、电缆导架、电缆滑车系统、电缆臂架、升降平台等。
详见附图。
2导轨架是吊笼上下运行的轨道,由截面尺寸为800×800,长度为1508㎜的标准节通过M24×2308.8级高强螺栓连接组成。
3升降机的安装质量直接影响其工作性能,为使设备安全可靠的工作并保证其使用寿命,必须严格按使用说明中的要求进行安装。
4基础部分的安装.
1）用辅助起重设备将升降机底架安放在砼基础上,用水平仪及钢卷尺测量基本部分在基础上的水平度和位置,调整好位置后,预埋螺栓拧上螺母,在导轨架垂直度未调整好之前不要拧死。
2）在底架上加装三节标准节并拧紧联接螺栓,达到30㎏m预紧力矩。
以后每次接节均需在标准节四个主弦管处涂上黄油以防生锈。
3）安装两套缓冲架下端抵住基础,用螺栓固定在标准节框架上,并装上缓冲弹簧。
4）将两个吊笼套在导轨架上,并缓缓放置于缓冲弹簧上。
5）加一节标准节,并拧紧连接螺栓,达到30㎏m的预紧力矩。
6）将两吊笼的驱动架准备好,分别套在导轨架上并与吊笼用销轴连接,并穿上开口销.
5试车
1）加四节标准节,拧紧连接螺栓,达到30㎏m的预紧力矩。
2）安装防护围栏,并用联接杆与导轨架联接牢靠。
3）加第一道附着,附着距离距基础面6～9米,用经纬仪检查并调整一下导轨架的垂直度,使其在两个互相垂直的方向上的误差均不超过10㎜。
4）垂直度符合要求后,拧紧附着架上的所有联接螺栓,并将底架用地脚螺栓固定好。
5）接动力电缆,接电试运行,检查操作面板的按钮是否正常,如不符要求必须重新调整,确保各个动作准确无误。
6）上下限位、极限和减速碰块的调整,先调整下极限碰块,慢速开动升降机,调整碰块位置,使极限开关动作后,升降机最低处距缓冲弹簧还有20㎜左右的距离,然后拧紧碰块的固定螺栓。
7）调整下限碰块（下减速共用此碰块）。
慢速开动升降机,调整碰块位置,使下限位开关动作后,极限开关距碰块还有约200㎜的距离,然后拧紧碰块的固定螺栓。
8）标准节接高到一定高度后,根据使用要求即可安装上限位碰块（上极限及上减速共用此碰块）,该碰块的安装可在接高到工作高度后进行。
上极限碰块的安装应保证升降机向上运行切断极限开关电源后距导轨架顶部距离约为2米,以后再进行接高作业时,只需将碰块拿下接到所要求的高度后将其装好即可。
各限位碰块安装完毕后应反复试验三次以校验其动作的准确性和可靠度。
6吊杆的安装.
用辅助起重设备将支架通过销轴与驱动架连接,再将吊杆从支架铜套中穿过并使吊笼下部装在吊笼顶部的吊杆座内。
注意:
吊笼在运行过程中应将吊杆锁死在固定位置,以免吊杆与导轨架和周围建筑物发生干涉。
7标准节的安装.
当升降机基本部分安装结束后，即可进行正常加节接高。
如果现场条件允许，可在地面将4～6节标准节用M24的高强度螺栓按规定力矩联接，借用辅助起重设备将接好的标准节组起吊安装就位，可大大提高工作效率；如不能借用辅助设备，安装人员可操作升降机本身的起重吊杆进行接高作业。
利用起重机吊杆安装导轨架标准节时，操作人员应站在吊笼顶部，利用笼顶操作盒操作升降机，不可在吊笼内进行操作以免发生事故，可按下面程序进行：
1）将吊笼开至下限位所允许到达的最低位置；
2）将1～2节标准节堆入吊笼内；
3）操作人员带好联接标准节所需的螺栓、扳手等工具，然后在笼顶操作升降机使吊笼上升（注意在上升过程中，应确保吊笼运行时吊杆不与导轨架和周围建筑物干涉）；
4）向上开动吊笼，当驱动架上方距待要接高的标准节止口距离约250㎜时立即停止吊笼的运行；
5）放下翻门，使翻门搭在施工层上，将标准节推至翻门上，用吊杆吊起标准节并且高出导轨架已接标准节，转动吊杆，使标准节接口正对，慢慢放下标准节，使四个接口吻合；
6）穿好标准节联接螺栓并拧紧（拧紧力矩30㎏m）从标准节上摘下吊具，收回钢丝绳，将吊杆转至安全方向，向下开动吊笼，进行下一个标准节的接高作业。
重复以上各步骤，继续加节接高。
注意：
在向上开动吊笼时，当驱动架上方距待要接高的标准节止口距离约2米时，应用检修速度上升以防冒顶；控制吊笼运行的操作人员要站在笼顶以便观察吊笼的运行情况。
每次接高时应给标准节止口涂上黄油，以免生锈。
8附着架的安装
当升降机的导轨架安装高度超过9M时，应当安装第一套附着装置，该附着架距地面高度为6～9M（也可视具体情况而定），以后每隔6M安装一道附着架，最上面一道附着架（含临时附着）以上的导轨架悬出高度不得超过12m附着架安装步骤如下：
1）首先将后联接杆用V型螺栓与导轨架联接。
2）在地面将小架与前联接杆用扣件联接，将联柱管用双扣件与脚手架联接，用辅助起重设备或吊杆将小架和前联接杆吊起，一端与后联接杆相联，另一端与联柱管相联。
3）用经纬仪测定后确认导轨架垂直度在误差要求范围内，将各处扣件及螺栓拧紧（可调整后联接杆来调节校正导轨架的垂直度）。
4）附着架应尽量水平安装，附着架平面与水平面的夹角不得大于8°。
注意：
每次安装一套附着架，都要用经纬仪测量一下导轨架在两个方向的垂直度，如果超出下面的要求，必须进行校正。
5.2.2井架搭设
1本烟囱井架主要有井架体、平台、吊架、卷扬机组成。
井架体为组装杆件结构；组装件有底座、立杆、水平拉杆、斜拉杆、封顶天梁、天轮杆。
2操作平台采用槽钢14做环梁（20边形）,共二道，槽钢[12做放射梁，共10对20根，沿圆周均匀分布，放射梁置于环梁上部，节点处用2Ф16螺栓连接。
环向梁采用槽钢[12作连接件，用4个Ф20×40螺栓连接成一个整体。
放射梁上满铺50厚木板及12厚竹胶板，内外挂设吊架，吊架可随筒壁半径的缩小而沿放射梁移动。
每根放射梁上内外各挂设一个吊架，吊架与吊架距离≤2.7m，搭设2块4m长木板上人操作。
3四孔四方井架，每孔中心距离为900mm，立杆为Ф76焊接钢管,横拉杆、斜拉杆为Ф40焊接钢管。
4平台自重及施工荷载通过中间四方框（槽钢16,内径2200×2200）及环梁上连结的24根钢丝绳传至中央井架。
平台通过4个10吨倒链逐段升迁。
5烟囱底板砼浇筑时,应预埋螺栓（12对Ф20）,以便井架基座与底板连接牢固,预埋50×5扁铁引至基础外围用作接地极。
6人员准备:
组织有关施工人员认真学习安全操作规程、规范,熟悉施工方法及各种安全注意事项。
未经体检或体检不合格、技术不熟练者不许施工。
7安装顺序：
固定底座---立杆---横拉杆---斜拉杆---封顶天梁---缆风绳---拉方校正---滑道---料斗---卷扬机---试运行。
8井架立杆为2.5米一节,根据施工进度,分段搭设,每段搭设15米左右,每10米在筒壁上设一道缆风绳,拉缆风绳时,根据锤球把井架校正找直。
9井架搭设时采用电梯运输各种材料至平台,然后采用安全绳人工吊至搭设位置。
搭设顺序为先立杆,后水平杆,斜拉杆、立杆应大头朝上，每节小头插入后用M20高强螺栓连接。
井架每搭设一段，应进行拉方校正。
10卷扬机的安装必须牢固,位置角度正确,底部安装导向滑轮,使钢丝绳通顺无扭转偏斜,钢丝绳架空25厘米高度左右,不得与地面其它障碍物摩擦。
5.3劳动力组织（见下表）
序号
单项工程
所需人数
备注
1
管理人员
2人
2
技术人员
2人
3
电梯安装
4人
4
井架搭设
6人
5
杂工
4人
合计
18人
6.材料与设备
本工程需特别说明的材料，采用的机具设备见下表
序号
设备名称
设备型号
单位
数量
用途
1
多功能电梯
SC200
台
1
人员.钢筋及零星材料运输
2
手拉葫芦
ST10吨
ST5吨
个
个
4
4
升降操作平台
3
四孔四方井架
每孔中距900MM
座
1
模板支撑传力架，施工荷载传递
4
自制平台
个
1
施工操作用
5
卷扬机
3吨中速
台
1
料斗提升动力
7.质量控制
7.1工程质量控制标准
7.1.1井架和电梯的制作安装应符合国家现行的特种设备制作安装的有关规范和标准。
7.1.2井架和电梯安装后应严格按机械设备的有关检查验收标准，由专门的检验检测机构进行验收后方可使用。
7.1.3安装垂直度要求
安装高度H（m）
＜70
＞70~100
＞100~150
＞150
垂直度误差值（㎜）
≤H／1000
70
90
110
7.2质量保证措施
7.2.1选择质量可靠的生产厂家，并选用合适的机械型号。
各种组配件必须有质量合格证明文件并经检查验收合格。
7.2.2严格按照井架及电梯使用说明进行安装和试验，确保各部件齐全完好后方可使用。
7.2.3制定定期检查和维护保养制度，对检查中发现的问题及时分析并处理。
7.2.4对安装和操作人员进行专业培训，经考核合格后方可上岗。
使用过程中做到专人专岗。
7.2.5井架每升高10米在内部筒壁上拉设一道风绳，拉设风绳时应根据中心锤球把井架校直。
电梯每升高6米安装一附墙架，每安装一个附墙架，都应对架体中心线和离筒壁的距离进行测量并校正。
7.2.6井架及电梯安装完毕后，应请专门的检验检测机构进行检验，验收后下发合格证明文件方可使用。
8.安全措施
8.1认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，根据国家有关法律法规、条例，结合施工单位实际情况和工程的具体特点，组成专职安全员和班组兼职安全员以及工地安全用电负责人参加的安全生产管理网络，执行安全生产责任制，明确各级人员的职责，抓好工程的安全生产。
8.2对机械设备执行专人管理，制定有针对性的检查验收制度。
8.3在结合工程实际，总结以往经验的基础上，制定各种机械设备的操作规程和管理制度。
8.4针对电梯和内井架的施工，认真分析各种危险源和不安全因素，制定切实可行的预防措施。
8.5施工现场按符合防火、防风、防雷、防洪、防触电等安全规定及安全施工要求进行布置，并完善布置各种安全标识。
8.6各类房屋、库房、材料等的消防安全距离做到符合公安部门的规定，室内不堆放易燃易爆品；施工现场设置专门的吸烟室，其它地方严禁吸烟，随时清除现场的易燃杂物；不在有火种的场所或其近旁堆放生产物资。
8.7氧气瓶与乙炔瓶隔离存放，严格保证氧气瓶不沾染油脂、乙炔发生器有防止回火的安全装置。
8.8施工现场的临时用电严格按照JGJ46-2005的有关规范规定执行。
8.9电缆线路应采用“三相五线”接线方式，电气设备和电气线路必须绝缘良好，场内所有电力线路均采用埋地敷设，埋深不应小于0.7M。
8.10施工现场使用的手持照明灯使用36V的安全电压。
8.11室内配电柜、配电箱前要有绝缘垫，并安装漏电保护装置。
8.12建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业中的安全检查，确保作业标准化、规范化。
8.13电梯及料斗安装各种保险及限位装置、安全门等。
井架上部和下部料斗处安装摄像探头，在卷扬机处设显示频，以便卷扬机手能时刻观察到浆斗运行情况。
9.环保措施
9.1成立对应的施工环境卫生管理机构，在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章，加强对施工燃油、工程材料、设备、废水、生产生活垃圾、废渣的控制和治理，遵守有防火及废弃物处理的规章制度，做好交通环境疏导，充分满足便民要求，认真接受城市交通管理，随时接受相关单位的监督检查。
9.3将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置、规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目、施工场地整洁文明。
各种材料做到统一规范，堆码整齐，每天做到工完料尽场地清。
对施工现场划分各种片区，并设置负责人进行经常性管理。
9.4对施工中可能影响到的各种公共设施制定可靠的防止损坏和移位的实施措施，加强实施中的监测、应对和验证。
同时，将相关方案和要求向全体施工人员详细交底。
9.5设立专用排浆沟、集浆坑，对废浆、污水进行集中，认真做好无害化处理，从根本上防止施工废浆乱流。
9.6定期清运沉淀泥砂，做好泥砂、弃渣及其他工程材料运输过程中的防散落与沿途污染措施，废水除按环境卫生指标进行处理达标外，并按当地环保要求的指定地点排放。
弃渣及其它工程废弃物按工程建设指定的地点和方案进行合理堆放和处治。
9.7采取勤检查多保养润滑的措施，减少机械之间的相互摩擦，尽量降低机械噪音到允许值以下。
9.8对施工场地道路进行硬化，并在晴天经常对施工道路进行洒水，防止尘土飞扬，污染周围环境。
9.9制定文明施工各项管理制度和控制措施，特别是明细检查评比奖罚制度，成立专项检查小组，定期进行检查评比，对责任人奖优罚劣。
10．效益分析
10.1外附电梯的使用，减轻了内部井架的运输量，不仅提高了施工速度，并且人员上下的安全得到了保证。
另外电梯设置在外测，人的视野较广并且光线充足，有舒适感。
所以相对过去在内部吊笼运输人员具有明显的经济效益、社会效益和环境效益。
10.2内井架的使用，使模板的支撑方法得到了简化，减少了机械设备的资金投入。
并且支模加固可靠、操作简便，不需专业性很强的技术人员，劳动力容易满足要求，又能保证质量，减少成本的投入。
10.3该工法适用于翻模施工，可保证砼的观感质量，施工速度加快对砼的影响不大。
另外操作平台制作和安装简单，可缩短工期。
10.4筒壁与内衬可同步施工，可缩短工期。
具有明显的经济效益。
11.应用实例
新疆石河子天业自备电厂三期150米钢筋砼烟囱
新疆石河子天富南热电厂一期180米钢筋砼烟囱
新疆石河子天业自备电厂四期1#、2#180米钢筋砼烟囱（尚在施工）
11.1工程概况：
以上三个烟囱均为钢筋混凝土构筑物，高度150m/180m。
除天富南热电厂一期180米烟囱为内套筒式外，其余均为单筒式，出口直径均为5m，壁厚最大500㎜，最薄处200㎜。
11.2施工情况
以上烟囱均采用外附电梯，内部四孔四方井架作垂直运输。
新疆石河子天业自备电厂三期150米钢筋砼烟囱筒壁从2005年5月1日开始施工，2005年8月28日筒壁封顶，并且同时完成了50～145.5米的内衬砌筑。
施工最快速度达到一天3米。
新疆石河子天富南热电厂一期180米钢筋砼烟囱2005年10月1日至11月10日；2006年3月20日至2006年6月28日筒壁施工完毕，施工最快速度达到一天3米。
11.3工程评价
新疆石河子天业自备电厂三期150米钢筋砼烟囱：
该工程施工速度快，比正常工期缩短了一个半月，工程质量优良。
特别是砼外观光洁，锥度顺直，筒身中心最大偏差25mm，被评为石河子市“明珠杯”和兵团“昆仑杯”优质工程奖。
新疆石河子天富南热电厂一期180米钢筋砼烟囱：
该工程施工速度快，比正常工期缩短了一个月，工程质量良好。
砼外观光洁，锥度顺直，有望创杯。
新疆石河子天业自备电厂四期1#、2#180米钢筋砼烟囱：
目前施工非常顺利，质量稳定，普遍认为外电梯内井架的使用起到了关键性的作用。
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