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沙钢新1#高炉系统80m烟囱施工组织设计

中国一冶沙钢工程项目经理部

3.1施工总平面及施工顺序 4

GB／T 26332.5-2022标准下载3.2施工进度计划 4

5.1施工工艺流程 7

5.3滑升设备安装 8

5.6爬梯、信号平台、接地安装 25

5.7滑升设备拆除 26

6、质量保证措施 28

6.1工程质量目标 28

6.2质量管理保证体系 28

6.3施工质量检查程序 30

6.4工程质量保证措施 30

7、安全、文明施工保证措施 36

7.1安全管理目标 36

7.2安全管理体系 36

7.3安全保证措施 36

7.4安全防护措施 36

7.5施工用电安全措施 38

7.6消防安全措施 39

7.7文明施工措施 39

1.1中国一冶沙钢新1#高炉系统工程项目经理部编制的《沙钢新1#高炉系统工程施工组织总设计》。

1.2公司质量、环境、职业健康安全管理体系文件；

1.3国家、地方有关质量、安全、环境等法律法规文件；

1.6《液压滑动模板施工技术规范》GB50113－2005；

1.7《液压滑动模板施工安全技术规范》JGJ65－89；

1.12《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300—2001；

1.13烟囱施工图《S1829JG9A.8》；

1.14现场施工条件、施工特点及类似工程的施工经验；

1.15公司发布的企业施工技术标准、工法。

2.1工程名称：沙钢新1#高炉系统热风炉区域烟囱工程

2.2建设地点：江苏沙钢集团炼铁厂内

2.3业主单位：江苏沙钢集团有限公司炼铁厂

2.4施工单位：中国一冶沙钢工程项目经理部

2.5设计单位：山东省冶金设计院股份有限公司

2.6监理单位：江苏大阳工程建设监理有限公司

本工程为沙钢新1#高炉系统热风炉区域结构工程热风炉烟囱，热风炉炉烟囱位于热风炉本体以南，钢筋混凝土筒身，筒身砼为C30，内衬为M5.0耐热砂浆砌MU10普通粘土砖，隔热层岩棉（干容重1～2KN/M3）。筒高80m，上口直径为4.02米，下口直径为7.52米，本工程±0.000m相当于绝对标高6.05m，±0.000m以上为烟囱筒身。筒身为钢筋混凝土变截面形式，筒壁厚度均为160mm～300mm，内衬厚度为220mm～340mm。

本工程基础为预应力管桩基础加环形承台，基础已在先期完成。本方案从±0.00筒身滑模施工开始

本工程下口直径7.52m，上口为4.02m，坡度下10m为3.5%，以上为2%，筒壁厚度由300mm—160mm，分8次递减。分别为±0.000m—10m.300厚，10—20m为280厚，20—30m为260厚，30—40m为240厚，40—50m为220厚，50—60m为200厚，60—70m为180厚，70—80m为160厚，每次变截面均在牛腿处，全高为7圈牛腿，牛腿尺寸高1.2m，向内凸出筒壁220mm,形成一圈倒三角。内衬厚度±0.000m—10m为240mm，其余为120mm。内衬与筒壁之间由100mm厚岩棉板隔热层。筒首环梁向外凸出200mm.高500mm环梁上表面距最高处500mm.筒首高3.5m。筒身外爬梯及护栏±0.000m至筒首，其中在33m和75.5标高处，设两圈钢结构休息平台。

筒壁混凝土采用滑模工艺施工完成，滑模工艺施工工具有机械化程度高、施工安全、质量好、速度快等优点，可达到混凝土浇捣连续作业的效果，避免了烟囱筒身混凝土多处留有施工缝的缺点，有较好的经济效益和社会效益。

根据《沙钢新1#高炉系统工程项目施工网络计划》安排的要求，结合现场实际施工情况，滑升设备安装从2012年4月25日开始，至2012年5月4日安装完成；筒体滑升从2012年5月7日开始，至2012年6月27日完成筒身结构的施工；内衬砌筑从2012年5月8日开始，至2012年6月28日完成。

1、项目部管理人员根据工程需要和工作成绩实行动态管理；

2、施工作业根据工程需要和工作成绩实行动态管理。

现场施工所用的各种机具、材料必须提前计划，并保证落实到位。

4.2.1机械施工计划

RaicaTC1102

4.2.2措施用料计划

4000*250*50

4.2.3施工人员计划

施工准备→滑升设备安装→筒体滑升→内衬砌筑→爬梯、信号平台、接地安装→滑升设备拆除

1）操作人员应有一定的专业技术水平和类似工程的施工经验，特种作业人员应持证上岗。

2）施工人员进场作业前，须经行三级安全教育，并接受安全和施工技术交底后方可进入施工现场。

5.2.2施工机械准备

1）施工机械必须按照需求配置，投入施工的机械保证完好，确保使用安全。

2）因实际施工受施工现场实际情况影响较大，需要根据实际需要随时调整机械的配置。

5.2.3施工材料准备

1）施工用措施材料脚手钢管、胶木模板等提前进场，做好施工准备。

2）钢材、砂、石子等要提前进场，并按规定进行送检，检验合格后方可使用。

3）自行搅拌混凝土须按规范和要求，提前将水泥、砂、石子等送当地建筑工程检测中心检测，并按照检测中心出具的混凝土配合比进行混凝土搅拌。

5.2.4施工技术准备

1）施工前技术人员做好图纸的自审和会审工作，并编制施工方案。

2）技术人员要向施工人员进行技术交底，做好技术交底，要求施工人员熟悉施工图纸。

3）技术人员要把施工所需材料，提前报物资部门并予以落实。

5.2.5施工现场准备

1）施工所需材料分类堆放整齐有序。

2）标高控制点及地坪纵横轴线控制点确定，并与作业层进行测量定位交底。

5.3.1无井架液压滑模施工工艺

热风炉烟囱截面为160mm～300mm，高80m，满足规范规定的滑升要求，宜采用液压无井架滑模施工。由于滑模工艺施工连续性强，技术要求高，施工管理要求严，因此，烟囱筒壁滑模施工是该工程的核心。

无井架液压滑模施工是在烟囱底部按照平面图，沿烟囱周边一次组装模板，并于混凝土中埋设支撑杆，随着模板内不断绑扎钢筋和浇筑混凝土，利用一套液压提升设备将模板不断提升逐步完成整个烟囱筒身的浇筑成型。如下图示:

5.3.2滑升设备构造

根据《滑升模板施工技术规范》及《烟囱施工验收规范》及设计图，热风炉烟囱，设辐射梁12榀，每两台一组对称布置，千斤顶12台。支承杆采用Φ48×3.5的钢管，模板高度：外模1.5m，内模1.2m，采用梯形杆人工调径，随升井架垂直运输，单吊笼。围圈分别按10m、20m、40m、60m弧度制作4套，用[12型钢，现场更换。

滑模装置由滑升模板系统、操作平台系统、液压提升系统、施工精度控制系统和供水供电系统等组成。

滑升模板系统由模板、围圈、提升架等组成.

模板采用定型钢模板与单侧收分模板组合，在滑升过程中，按照设计要求的斜度及壁厚，不断调整内外模板的直径，使收分模板与活动模板的重叠部分逐渐增加，当收分模板与活动模板完全重叠且其边缘与另一块模板搭接时，即可拆去重叠的活动模板。本工程采用内、外各8套收分模板，且成双对称布置，每对的收分方向相反。内外模板沿烟囱结构物截面周边组装而成，通过螺栓悬挂在围圈上，随着混凝土的烧筑由提升架向上滑升，内模板长1200㎜，外模板长1500㎜，模板宽为150㎜，模板之间的连接均用U形卡。

围圈的主要作用是使模板保持组装的平面形式，将模板与提升架连接成一个整体。分为内围圈和外围圈，为支撑模板的横带，沿烟囱截面周长设置，上下各一道，如上图所示：模板挂在围圈上，围圈固定在提升架的立柱上，用以支撑模板，并把力传给提升架，钢围圈用[12型钢制作，并按烟囱直径作成一定弧形。

上围圈距模板上口不超过250㎜，下围圈距下口不大于300㎜。围圈由固定和活动两种形式的围圈组成。当围圈跨度大于2.5m或周围上有较大荷载时，可制成桁架式围圈。

提升架也称千斤顶架，由立柱、横梁和围圈托板组成，应有足够的刚度，悬挂在千斤顶上承受模板上的竖向荷载，并传给支承杆；控制模板、围圈由于混凝土的侧压力和冲击力而产生的外向变形。本工程采用[12槽钢钢制提升架,提升架的高度按模板高度确定，下部应固定模板，上部应比模板高出1.2m，总高在2m左右。提升架、立柱间的净宽应根据整个滑升高度结构截面的最大宽度加模板厚度、围圈的宽度、支撑围圈的支托宽度来确定，提升架横梁至模板顶部的净高度不宜小于500㎜。

滑模的操作平台即工作平台，是绑扎钢筋、浇筑混凝土、提升模板、安装预埋件等工作的场所。本工程采用的是圆形活动式操作平台，且只设置主操作平台。

操作平台分为内操作平台和外操作平台两部分，内操作平台由承重桁架与平台辅板组成，承重桁架的两端支撑于提升架的立柱上；外操作平台支撑于提升架外立柱的三角挑架与平台铺板组成，外挑宽度为1000mm，并在其外侧设置防护栏杆。操作平台结构必须保证足够的强度、刚度和稳定性，其结构布置采用内外环梁、辐射梁以及下拉环和拉杆等组成形式。由内、中、外环梁（钢圈）、辐射梁、铺板等组成。辐射梁由12根双拼12#槽钢焊接而成，一端连接在提升架上，一端连接在轱圈（花轱筒）。花轱筒为12边型，最大边角线1.8m,高1.8m，上下轱圈为14号普通槽钢，中轱圈为12号槽钢，立柱为12根75×6的角钢，斜撑为50×5角钢，下拉索为￠14元钢和QQ8花兰螺丝组成。井架为定型产品，拔杆为￠114×4.5无缝钢管。

吊脚手架又称下辅助平台或吊架，分内吊脚手架和外吊脚手架，供检查混凝土的质量、模板的检修和拆卸、混凝土表面修饰和浇水养护等工作。内吊脚手架挂在提升架和操作平台的桁架上，外吊脚手架挂在提升架和外挑三角架上。吊脚手架铺板的宽度为800mm，吊杆螺栓采用双螺帽，吊脚手架的外侧设置安全防护栏杆，并满挂安全网。

液压提升系统主要由支承杆、液压千斤顶、液压控制台和油路系统等部分组成。

支撑杆又称爬杆、千斤顶杆等，一端穿过千斤顶芯孔，另一端埋在混凝土内，作为千斤顶爬升的支承杆承受施工中的全部荷载。支承杆用φ48×3.5的钢管，长度为3m、6m，支撑杆处于混凝土外时，最大脱空长度不大于2.5m。为使结构在同一截面上接头数量不超过25%，第一节支承杆应用3种不同长度。按长度变化顺序排列，使接头互相错开，以后则采用同等长度的支承杆连接。第一次埋设的支承杆应在混凝土面上设一块130mm×130mm厚4.5mm的垫板，以便稳定支承杆和扩大支承面。支撑杆接头形式见图示:

液压千斤顶是滑模系统的提升机具，用以支承滑动模板及操作平台上的全部荷载，液压千斤顶采用滚珠卡具GYD－60型，额定起重量为6t，工作起重量为3t。它是一种穿心单作用爬升式千斤顶，在周期式的液压动力作用下，千斤顶可沿支撑杆作爬升动作，带动提升架、操作平台和模板随之一起上升。

热风炉烟囱滑模结构计算：

滑模主要构件承载力验算书（说明以下参数根据滑模构造选用）

1.1滑升设备自重计算（含操作平台系统、模板系统、液压系统、垂直运输系统等所有设备荷载）：N1=8.04t=78.7KN；

1.1.1辐射梁12号槽钢；3.75m×2×12×10.43kg/m=938.7kg

12号槽钢环梁；2.1m×12×10.43kg/m=262.8kg

1.1.2井架；主柱角铁75×74×7×7.98=223.4kg

横撑角铁：50×5：0.74×4×7×3.77kg/m=78.1kg

斜撑、角铁：50×51.6×4×7×3.77kg/m=24.1kg

底盘、天梁：16#槽钢：0.74×4×2×19.75kg/m=116.9kg

扒杆：Φ114*4.5钢管：11.7×12.3kg/m=143.9kg

井架支撑：Φ114*4.5钢管：8×4×12.3kg/m=393.6kg

1.1.3花轱筒；12号槽钢上下钢圈；1.2×3.14×2×10.43kg/m=78.6kg

主柱角铁：75×7：1.5×12×7.98kg/m=143.6kg

拉索：Φ14元钢：3.16×3×12×1.21=138kg

1.1.4提升架；12号槽钢；（2.4×2+1.4×3）×12×10.43kg/m=1126.4kg

1.1.5钢模板；外7.52×3.14×1.5×41.7kg/㎡=1477kg

内6.92×3.14×1.2×41.7kg/㎡=1087kg

1.1.6围圈；外6.02×3.14×2×12.31=465.3kg

内5.42×3.14×2×12.31=419kg

1.1.7挂脚手架角铁：50×52×2×12×3.77kg/m=180.9kg

1.1.8平台、脚手板；3.46×3.46×3.14×0.35KN/㎡=13.1KN

1.1.9液压系统；液压机自重：300kg

油管；100×1.5kg/m=150kg

千斤顶；12×25kg=300kg

总计；8.04t×9.8=78.7KN

1.2平台施工荷载计算：N2=1.5KN/㎡×3.14×4.762=106.71KN；(4.76m为滑升设备操作平台最大外半径，1.5KN/㎡是施工荷载标准值)

1.3起重设备刹车制动计算:W=KdQ=1.2×6370N=7644N=7.6KN

式中：Kd为动荷载系数，取值1.2;

Q为料、罐笼总重（N），其中混凝土为0.2m3=500㎏=4900N，罐笼自重150㎏=1470N，则料、罐笼总重6370N）。

1.4倾倒混凝土时模板承受的冲击力计算：N3=2.0KN

1.5混凝土对模板的侧压力：N4=5.5KN/m×(3.14×7.22)=124.69KN

式中：5.5KN/m为侧压力合力取值，3.14×7.22是模板总长度值。

1.6模板与混凝土的摩擦阻力计算：N5=3.14×（7.52＋6.92）×1.2×1.8KN/㎡=97.94KN；(7.52m是筒体最大外直径，6.92m是筒体最大内直径，1.2m是模板高度，1.8KN/㎡是钢模与混凝土的摩擦力中间的标准值)

风荷载标准值：Wk=βz×µs×µz×Wo

βz=1高度变化系数µs取1.95（按B类80m高）体型系数µz=1.3×0.81=1.05（密目安全网）

Wｋ=1×1.95×1.05×0.3=0.61kN/㎡

操作平台迎风面积：80m高处平台直径4.02+1.2×2=6.42m

操作平台高度h=4.5m

迎风面积A=6.42×4.5=29㎡

风力产生的水平荷载A×Wk=29㎡×0.61kN/㎡=17.69kN

水平荷载转化为竖向荷载=2.9kN

1.8竖向荷载设计值：1.2×（78.7+7.6+97.94）+（2.0+106.7+2.9）=361kN

2.核算单个支承杆的容许承载力

2.1支承杆的实际承载力：361÷12=30.1KN

2.2采用φ48×3.5的钢管作支撑杆，支承杆的容许承载力：

po=α×f×φ×An

式中：po：φ48×3.5支承杆的容许承载力（kN）；

α：工作条件系数，为0.7；

f：支撑杆钢材强度设计值，取20.5kN/c㎡；

An：支撑杆的截面积为4.89c㎡；

φ：轴心受力杆件的稳定系数。

μ：长度系数，对φ48×3.5钢管支撑杆，μ=1.155；

r：回转半径，对φ48×3.5钢管支撑杆，r=1.58cm；

L1：支撑杆计算长度，取为88.5cm；

计算得λ=64.684，查《钢结构设计规范》得φ=0.8。

po=α×f×φ×An

=0.7×20.5×0.8×4.89=56.14kN>30.1KN

3.需千斤顶和支承杆的最少数量

式中：nmin：需千斤顶和支承杆的最少数量；

PO：单个千斤顶或支承杆的容许承载力，千斤顶的允许承载力为千斤顶的额定提升能力的1/2。两者中取其较小者。单个千斤顶的容许承载力：60KN/2=30KN,支承杆的容许承载力为56.14KN，所以取30KN。

围圈计算（1）水平承载力计算

水平力：q=5.5kN/m

提升架最大间距是1.92m，12#槽钢截面特征h=120cm；A=13.28cm²；G=10.43kg；Wx=50.6cm³；Wymax=20.2cm³；Wymin=8.5cm³

f=N/Wy=2.53×1000000/20.2×1000=125.2N/mm²<[205N/mm²]符合要求

Qh=361/(7.52×3.14)=15.3KN/m

Fmax=7.05×1000000/50.6×1000=139.3N/mm²<[205N/mm²

液压控制台是液压传动系统的控制中心，是液压滑模的心脏。由电动机、齿轮油泵、换向阀、溢流阀、液压分配器和油箱等组成。电动机带动油泵运转，将油箱中的油液通过溢流阀控制压力后，经换向阀输送到液压分配器，然后经油管将油液输入千斤顶，使千斤顶沿支撑杆爬升；当活塞走满行程后，换向阀变换油液的流向，千斤顶中的油液从输油管、液压分配器，经换向阀返回油箱。控制台可实现滑升加压、回油、停滑和延时等动作的自动控制，配有许多条油道。

油路系统是连接控制台到千斤顶的液压通路，液压油具有适当的粘度，压力和温度改变时，粘度没有太大的变化。液压油在使用前和使用过程中均进行过滤。

施工精度控制系统是提升设备本身的限位调平装置、滑模装置在施工中的水平度和垂直度的观测和调整控制设施等。

供电分照明、动力两部分，在平台分设照明、动力开关控制盘供电线均采用胶皮电缆线，电源开关设双控，高控。地面均设开关闸刀。

5.3.3滑升设备组装

①组装鼓圈后要进行调整，使操作平台中心要与烟囱中心重合；

②组装平台宜起拱为1/500；

③辐射梁组装后，以鼓圈中心为圆心在辐射梁上做出半径的刻度标记；

模板中心线与相应结构截面中心线位置

围圈位置的横向偏差(水平方向、垂直方向)

提升架垂直偏差平面内(平面外)

提升架安放千斤顶的横梁水平偏差平面内(平面外)

考虑倾斜度后的模板尺寸上口(下口)

千斤顶安装位置偏差提升架平面内(平面外)

圆模直径、方模边长偏差

安放千斤顶的提升架横梁相对标高偏差

滑模装置应按提升架布置作业设计进行滑模装置的部件及附件在加工厂放样制作长沙市一期第二标段工程土方施工方案，并经试组装、验收合格，刷好防腐漆后，再拆成部件，运到现场组装，以保证组装精度。

滑模装置的次序一般为：搭设内外架子→安装内、外围圈→安装辅梁、斜拉筋→绑扎钢筋→安装模板→铺平台板→安装随升井架及斜支撑→安装提升架→安装平台上立柱栏杆→安装千斤顶→安装液压控制装置、垂直运输系统及水、电、通讯线路→安支承杆→安内外吊脚手架及挂安全网→经全面检查、合格后、开始滑升。

滑模装置组装前应将基础进行一次全面清理，将钢筋理直，除去基础上的混凝土残渣，放出烟囱纵横中心线，搭设组装平台，将烟囱中心线、筒壁轮廓线、投放于平台上，再进行安装骨架、内模，绑扎钢筋，后封外模。

滑模装置的安装应符合以下要求：

①提升架安装应使其与围圈之间紧密接合，其中心位置应与烟囱中心为基准，保持在同心圆周上，使立柱保持垂直，上下横梁水平，安装时应用水平仪、线锤仔细进行校核。提升架安装完临时支承好核对无误后，即可将上、下围圈逐一通过弯钩螺栓与千斤顶连接一起拧紧，并再一次用测量仪器进行校核，然后拆除临时支撑。安装好后在所有提升架上用水平仪划一道水平线作为控制操作台水平度之用。

②围圈安装应先将上下内围圈各级按弹线进行拼装，并抄平吊线，用垫木将联接板的支脚垫起。是在同水平面上，上下围圈间距正确，再根据内围圈用同法安装外围圈，用特制弦形样板检查和调整内外围圈间的间距，然后用螺栓连接牢固。安装时围圈的接头应在两个提升架之间。

③模板安装先安装内模板，而内模板先装固定模板，再装活动模板及收分模板TCECS 10052-2019 绿色建材评价 镁质装饰材料，收分模板应沿圆周对称布置，每对方向应相反，搭接处不得漏浆。安装时要注意模板立面的锥度，通常在上围圈接触处嵌1块4mm的钢垫板，并牢牢垫实。安装好的模板上口小下口大，模板倾度为0.02。

⑤千斤顶安装时用线锤检查其垂直度，并将线锤通过千斤顶的中心进行吊测，使与筒壁中心线重合，位置不正应进行调整千斤顶应按倾斜度安装，其方法是在下横梁上垫一块等于筒身坡度的斜垫铁。

⑥本工程中，最底层支承杆长度为3m、6m交替安装，以上都使用6m的支撑杆交错排列，使相邻的接头不在同一水平面上，以克服接头处强度的降低。支承杆安装应与筒壁一致，本身弯曲应加以校正支承杆必须与基础插筋应焊牢。