調弧鋼模板在煙囪外筒施工中的應用
東北電業管理局煙塔工程公司
周來雙 李亞林 周克明 梁慶純
鋼筋混凝土煙囪作為大型火力發電廠的標志性建筑之一，其混凝土外觀工藝質量越來越多的成為業主及同行的關注藥店。本文就華能沁北電廠三期工程240/2×Φ8.5m多管式煙囪鋼筋混凝土外筒施工，在模板設計、加工、支設安裝等方面進行技術改進，總結大塊調弧鋼模板在本工程的技術改進與應用。
1、工程概況
華能沁北電廠三期（2×1000MW）超超臨界燃煤發電機組擴建工程，煙囪工程為240/2×Φ8.5m鋼筋混凝土多管式煙囪，內設雙鋼內筒，鋼內筒直徑8.5m,高240m。煙囪混凝土外筒頂標高+233.0m，煙囪0m外半徑為13.2m，壁厚為650m，+233.0m外半徑10.6m壁厚為350mm。鋼筋混凝土外筒工程量約7500立方米、鋼筋總量約850噸。
2、工藝選擇
目前，煙囪混凝土外筒通常采用的施工工藝有三腳架翻模、電動提模、液壓滑模等，無論采用哪種施工工藝，混凝土外觀質量的好壞與混凝土模板的選用及拼裝方法是分不開的。三腳架翻模是傳統的施工工藝之一，模板采用定型鋼模板，以模板邊插接支設收分半徑，三層設置翻模施工。該工藝造成模板拼接縫處錯臺較大，拼縫豎向不成線，模板拼接角易出現漏漿等質量通病。同時，由于煙囪半徑較小，采用板面為平面的模板接拼時模板水平方向圓弧度過渡不好，外觀質量不理想。從混凝土表面平整度、整體圓弧度、模板拼縫的規律性、施工進度、節約成本等方面進行綜合分析，決定采用傳統三角膠翻模（配SCPT型施工升降機垂直運輸）施工工藝。筒壁外模采用特制大塊調弧鋼模板及T型調弧鋼模板拼裝，內模采用3015/1015定型鋼模板及收分模板拼裝。
3、外模板設計
3.1設計原則
煙囪外筒模板設計應能滿足煙囪筒壁外觀質量要求，并結合施工進度控制、成本節約等方面進行綜合分析，以確定模板設計的最優方案。
煙囪外筒壁混凝土表面圓弧度、平整度、模板的拼接規律美觀與否，是煙囪工程外觀質量的關鍵點，也正是業主的關注點：“規律、大塊、平整度、美觀”。煙囪筒壁前20節，特別是前10節工程量大，施工速度慢，是質量通病最容易暴露，也是業主最關注的施工部位。
根據上述原則，我們把模板圓弧度設計、模板拼縫成線作為本次設計的重點，本期煙囪筒筒壁工程模板系統外模設計最重確定為：
（1）采用三角架翻模施工，調弧模板設計每節高度為1500mm，初始模板寬度設計約為1200mm模板間采用螺栓對接方法連接，標準版與T型板沿圓周間隔排布。
（2）0~30節即0~+45m高范圍施工時，豎向模板拼縫應成一條線；
（3）31~80節標高范圍施工時，每10節（即每15m）豎向模板拼縫成一條線；
（4）81節及以上（即+120m以上）施工時，豎向模板拼縫為一條線。
（5）筒壁模板拼縫邊線時，將標準板與下一節T型板中心線對齊，然后再按標準版與T型板交替布置方式重新組裝。
3.2外模板設計
（1）煙囪外筒0~30m坡度為4%，30m~80m坡度為2%，80m~120m坡度為1%，120m~233m坡度為0。因為外筒半徑在0~120m范圍內分為三個坡度收縮半徑，在模板設計上需要有上小下大的T型調弧模板來收縮半徑。同時為保證原大塊模板和豎向拼線規律性，除收分T型模板外還需設計矩形標準調弧模板。因此模板設計定型為兩種類型。Ⅰ型為矩形標準調弧模板（1200mm寬×1500mm高），此型為標準模板，自下至上模板截面規格不變。Ⅱ型為上小下大的T形調弧模板，此型模板自下至上截面寬度尺寸逐漸變小。這兩種型號的模板在支設上應交錯布置。
（2）為提高模板面剛度和多次倒模使用的耐久性，模板面板設計采用2.5mm厚冷軋板。同時，根據強度計算模板邊肋采用56×5角鋼，中間力肋、橫肋采用2.5mm厚扁鐵加工制作。兩型模板橫肋間距150mm。Ⅰ型標準板立肋中心間距150mm，模板中間設緊貼雙立肋板來控制支設圓弧度。T型板中間雙立肋板間留2mm切割空隙，立肋間距控制在150mm左右，以雙立肋板控制支設圓弧度。
（3）考慮需要模板豎向拼縫成線及翻模組裝進度問題，T型調弧模板按10節數量設計，每節上下寬度相對，即上邊一節T型調弧模板的夏鷗尺寸與下邊一節T型調弧模板的上口尺寸相對，則模板拼裝后豎向拼縫應成直線，10節T型調弧模板可完成15m高度范圍的半徑收縮。而Ⅰ型矩形標準調弧模板應三角架翻模施工工藝，只需三層配置即可。
（4）根據煙囪混凝土筒壁外半徑的長度及模板拼裝方式，T型調弧模板上、下口寬度根據筒壁坡度計算，為保證筒壁下部模板面的大小一致性，初始T型板的寬度應與標準板寬度差不多。
（5）以上述分析計算，根據筒壁半徑長度，每節筒壁需用標準版及T型板各36塊。標準板加工制作3節用量，計108塊；T型板加工制作10節用量，計360塊。標準板多加工制作6塊，T型板每規格多制作1塊，作為備用板。
（6）T型模板在設計上應滿足半徑收分的需要，同時還要滿足滿足板面調弧及多次反復使用的需要。因此，煙囪筒壁施工時，11~20節用1~10節的T型模板現場切割改制，模板切割采用等離子切割機，21~30節用11~20節的T形模板現場切割改制，保持30節以下模板豎向一條線的規律性。筒壁30節以上保持每10節模板豎向一條線的規律性，采用21~30節T型板循環倒用至煙囪120米即第80節，每節在非現場主視方向設置一塊收分板。81節開始對T型板進行最后一次切割，三節倒用至頂。T型模板切割時沿切割線將緊貼雙立肋板中的外側肋沿留設空隙用離子切割機切掉即可，剩余立肋作為新模板邊肋。在制作時立肋均設與邊肋相對螺栓孔。
（7）根據工程具體情況對豎肋、連接孔、對拉孔等整體策劃，需一次設計加工完成，需滿足現場切割方便的需要。對拉螺栓單層模板的設計雙層，豎向間距850mm水平間距不大于600mm，以提高模板剛度，減少筒壁出現錯臺或局部弧度突出的可能性，以提高筒壁的弧度、平整度。對拉螺栓孔設計成圓形空Φ18穿,M16對拉螺栓，模板連接采用M12螺栓以提高連接的整體性，考慮加工誤差，模板連接螺栓孔設計成條形孔Φ14×22。
4、外模板配制與施工
4.1外模板配制
為保證模板加工的質量，要選擇專業模板加工廠，按設計圖紙進行配制加工。在模板加工過程中需及時協調處理加工中出現的各類技術問題，完善加工圖紙，監造加工過程。尤其在板面弧度控制、肋板間距及焊接、模板鉆孔上要及時監督加工質量。
4.2模板安裝與施工
筒壁外模板采用定型鋼模板與T型鋼模板間隔布置的方式。在每塊模板側面分別組裝下一塊模板如此進行直至模板形成閉合一圈，相鄰模板用M12螺栓固定連接，豎向4~5個、水平4~5個。模板組裝前應先清理已施工節模板上口雜物、貼海綿條，組裝時將模板與已施工節模板用螺絲栓連接。上下節模板立縫應順直成一線，保證筒壁外型曲線流暢、美觀。
每節模板安裝兩層對拉螺栓，采用M16對拉螺栓，對拉螺栓水平間距為600mm，豎向間距為850mm。每根對拉螺栓用φ25塑料管保護，當做套管用，塑料管與內外模板頂緊，套管兩段部用橡膠塞墊上，以防漏漿堵套管。單根熟料管長度為筒壁厚度減2倍墊片厚度。墊片用25mm厚橡膠加工成圓臺，圓臺下口直徑30mm上口直徑20mm，中心留圓孔φ16。對拉螺栓通過塑料管由外面向里面遞送，兩段露初均等長度。
圍檀選用4跟通常φ25螺絲鋼筋，鋼筋長度應能覆蓋3塊大模板為宜，模板和對拉螺栓安裝后開始安裝模板圍檀，每層對拉螺栓有兩道圍檀，共計四道圍檀，圍檀撘接長度500mm左右。此種圍檀能保證筒壁表面圓度。較好的消除表面不平現象，改善混凝土表面工藝質量。
模板安裝完成后，在模板倉上口加設模板頂撐，輔助調整模板上口圓弧度。
4.3模板安裝注意事項
（1）所有模板拼縫處均應粘貼海綿條，海綿演模板肋邊粘貼，不得露初模板表面。
（2）模板圍檀按筒壁半徑調整弧度，圍檀鋼筋搭接長度不得小于500mm，且搭接處選在對拉螺栓處。
（3）保證對拉螺栓徑向均通過中心，嚴格按模板配制進行支設模板。
（4）模板使用前應打磨干凈并均勻涂刷隔離劑，隔離劑選用一級色拉油，混凝土拆模后表面刷養護液。
（5）對拉螺栓套管嚴格按照筒壁厚度加工，誤差控制在±2mm內。不得將損壞的套管安裝，在驗收過程中發現損壞的必須及時更換。
（6）圍檀弧度應滿足筒壁半徑要求，根據每節半徑制作圍檀弧度，圍檀與模板靠緊不得有縫隙。
（7）模板切割采用等離子切割機進行，要嚴格保證切割后的模板尺寸。
4.4模板施工中的改進措施
模板拼裝設計采用螺栓連接（模板水平、豎向拼接處）施工過程中發現，因模板豎向拼接時需拆、擰的螺栓較多，每道豎向拼縫處需4~5條螺栓，嚴重影響了模板安裝速度。為此，在筒壁施工至一定高度（30節以后）將豎向拼縫處螺栓改用U型卡（即組合式定型鋼模板連接件），進行模板連接，模板水平接縫處仍用螺栓連接。通過技術改進，提高了模板的安裝速度，每節模板安裝相比采用螺栓連接安裝速度減少了2小時左右，同時模板的安裝質量仍有很好的保證，在保證施工質量的前提下，同時也滿足了施工進度要求。
4、經驗總結
沁北電廠三期煙囪工程，混凝土筒壁表面平整，豎向拼縫成線，模板大塊特征明顯，大小塊間隔交錯布置規則性較好。外筒整體曲線順直，混凝土表面圓弧度好，拼縫錯臺很小�？朔艘酝羌懿褰幽０逡壮霈F的漏漿等質量通病。煙囪外觀整體感在色標施工完成后，在陽光照射下，混凝土表面圓弧度過度非常好。
雖然此套模板在沁北三期煙囪工程施工中取得很好的成績，但也有些不足之處仍需改進。主要體現在以下幾方面：
（1）因標準板只加工3節用量，T型板加工了10節用量，在煙囪筒壁第四節施工時新舊模板共同使用，致使混凝土表面顏色有差異，雖然不明顯，但在一定時間內（主要是施工期前期）對筒壁觀感質量仍有一定影響。
（2） 每節模板安裝時，均需要上下倒運模板，增加了模板安裝施工時間，對施工進度有一定影響。且單塊模板重量較大，增加了工人勞動強度。
（3） T型板在施工過程中隨切割變小，而標準板無切割，筒壁上半部模板板塊大小不均勻，對觀感質量優一定影響。
（4） 模板的加工誤差對模板拼縫影響較大，在模板尺寸正差較多的情況下，模板拼縫位置不能得到很好的保證，對“模板拼縫成一直線”有一定的影響，同時模板拼裝變縫時也不能完全達到預期效果。
（5） 31~80節因設置了收分板，雖在非現場主視方向，但對筒壁整體外觀質量還是有一定影響。
（6） 模板首次打磨一定要徹底，并及時將模板表面清理干凈并刷好油。
（7） 模板加工尺寸偏差必須取負差，負差部分在模板拼裝時可通過增加海綿膠條等措施予以彌補，以保證“模板拼縫成一直線”，同時在模板拼裝變縫時能較好的達到預期效果，增強筒壁的外觀質量。
（8） 盡量不設置收分板，如必須設置，建議采用大塊收分板，即制作一塊與標準板大笑基本相同的收分板，保證模板板塊與相鄰大笑基本相同，提高筒壁外觀效果。
5、結束語
實踐證明，本套模板設計在本期煙囪筒壁施工中取得了較好的質量效果，雖然還有一些不足，但對于消除筒壁質量通病（如錯臺、漏漿、拼縫不成線等）、提高筒壁混凝土表面工藝起到了非常明顯的作用，可推廣性較好。
|
