烟囱钢内筒及钢平台施工方案

目录

1、工程概况 (2)

2、编制施工方案的目的及依据 (2)

3、编制施工方案的强制性条文 (3)

4、施工方案要求所具备的条件 (4)

5、施工方案的确定 (5)

6、施工方案具体实施程序 (5)

7、施工方案实施的结果 (25)

8、施工安全保证措施 (33)

9、绿色环保措施 (35)

10、附表 (35)

1、工程概况

1.1工程概况

该工程为。

烟囱砼外筒高115m，内部为1只Ф5.5m、高120m的钢内筒。砼烟囱内壁与钢内筒之间设计有4层平台，标高分别为12.00m、60.93m、90.83m、112m。

2、编制施工方案的目的及依据

2.1编制目的

根据烟囱钢内筒工程的特点编制本施工方案。在本施工方案中对该工程的施工方法、技术、质量、安全及文明施工措施都有要求，同时根据工程量及结构特点，准备施工材料，配备施工机械，确定施工顺序。因此在工程中起到具体指导作用，保证该项目优质、高效、安全地施工是本施工方案的目的。

2.2.1施工、验收规范及引用资料

《酒钢集团铝电一期烟囱钢内筒施工图》、《烟囱外筒施工图》。

《火力发电厂焊接技术规程》 DL/T 869－2012

《电力建设施工质量验收及评价规程》第七部分（焊接篇）

《电力建设安全工作规程》第一部分：火力发电厂 DL5009.1－2002

《钢结构工程施工及验收规范》 GB50205—2005

《烟囱工程施工及验收规范》 GB50078—2008

《钛制焊接容器》JB/4745-2002

《渗透检测》JB4730.5-2005

《钛钢复合板》GB8547-2006

《钛及钛合金复合钢板焊接技术条件》GB/T13149-2009

《不锈钢焊条》

《不锈耐酸及耐热钢厚钢板技术条件》GB3281-82

《建筑施工手册》、《建筑施工计算手册》、《钢梯》图集02J401

《工程建设强制性条文》2006版

《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002

《电站钢结构焊接通用技术条件》

《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB11345

《电力建设施工质量验收及评定规程》（土建工程篇）

《电力建设安全工作规程》DL5009.1-2002

《工程建设标准强制性条文房屋建筑部分》2009年版

招标方提供的图纸会审记录及设计变更单等相关资料

3、编制施工方案的强制性条文

3.1 建筑工程施工质量应按下列要求进行验收：

1 建筑工程施工质量应符合本标准和相关专业验收规范的规定。

2 建筑工程施工应符合工程勘察、设计文件的要求。

3 参加工程施工质量验收的各方人员应具备规定的资格。

4 工程质量的验收均应在施工单位自行检查评定的基础上进行。

5 隐蔽工程在隐蔽前应由施工单位通知有关单位进行验收，并应形成验收文件。

6 涉及结构安全的试块，试件以及有关材料，应按规定进行见证取样检测。

7 检验批的质量应按主控项目和一般项目验收。

8 对涉及结构安全和使用功能的重要分部工程应进行抽样检测。

9 承担见证取样检测及有关结构安全检测的单位应具有相应资质。

10 工程的观感质量应由验收人员通过现场检查，并应共同确认。

《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46－2005

3.2 建筑施工现场临时用电工程专用的电源中性点直接接地的220/380V三相四线制低压电力系统，必须符合下列规定：

1、采用三级配电系统；

2采用TN-S接零保护系统；

3、采用二级漏电保护系统。

3.3临时用电组织设计及变更时，必须履行“编制、审核、批准”程序，由电气工程

技术人员组织编制，经相关部门审核及具有法人资格企业的技术负责人批准后实施。

变更用电组织设计时应补充有关图纸资料。

3.4 临时用电工程必须经编制、审核、批准部门和使用单位共同验收，合格后方可投

入使用。

3.5 临时用电工程定期检查应按分部、分项工程进行，对安全隐患必须及时处理，并

应履行复查验收手续。

3.6 在施工现场专用变压器的供电的TN-S接零保护系统中，电气设备的金属外壳必须

与保护零线连接。保护零线应由工作接地线、配电室（总配电箱）电源侧零线或总漏电保护器侧零线处引出。

3.7 当施工现场与外电线路公用同一供电系统时，电气设备的接地、接零保护应与原

系统保持一致。不得一部分设备总保护接零，另一部分设备作保护接地。采用TN系统作保护零线时，工作零线（N线）必须通过总漏电保护器，保护零线（PE线）必须由电源进线零线重复接地处或总漏电保护器电源侧零线处，引出形成局部TN-S接零保护系统。

3.8PE线上严禁装设开关或熔断器，严禁通过工作电流，且严禁断线。

3.9TN系统中的保护零线除必须在配电室或总配电箱处做重复接地外，还必须在配电

系统的中间处和末端处做重复接地。在TN系统中，保护零线每一处重复接地装置的接地电阻值不应大于10Ω。在工作接地电阻值允许达到10Ω的电力系统中，所用重复接地的等效电阻值不应大于10Ω。

4、施工方案要求所具备的条件

4.1施工环境

4.1.1 施工现场“五通一平”已完成,具备施工条件。

4.1.2坐标控制点、标高控制点明确。

4.1.3 烟囱砼外筒已经完成，并检验合格，施工机具拆除清理完毕。

4.1.4施工图纸会审完毕，涉及问题已明确、解决。

4.1.5施工前施工员、质检员、各队队长、班长认真熟悉图纸，详细掌握图纸内容。

4.1.6现场各加工场、机械已调试完成并具备使用条件。

4.1.7施工前各种材料计划已经得到批准并采购到位并检验合格。

4.1.8各工种作业人员已到位，并已经安全教育及技术培训.

4.1.9 明确施工负责人、技术负责人、质量负责人、安全负责人。

4.2施工主要机具及材料见表2

表2：主要机具及材料

钢平台及钢梯制作→钢平台及钢梯安装→钢内筒提升安装→悬挂点和止晃点安装→烟道接口安装→筒体封闭及隔烟墙板安装→拆除机具→清理现场

6、施工方案具体实施程序

6.1本工程具有工期紧，技术、质量、安全及文明施工等要求标准高的特点，据此条件选择如下施工方法：

6.1.1外筒到顶前完成所有钢平台等构件制作任务。

6.1.2外筒到顶后拆除施工机具，安装卷扬机施工平台。

6.1.3把制作完成的钢构件经四轮车运送至施工现场。

6.1.4由上向下依次安装钢平台钢爬梯栏杆等

6.2具体实施程序

施工临时钢平台用于烟囱内筒钢结构平台爬梯安装，钢内筒12米～112米四层平台及其钢梁由上至下进行安装,在安装钢平台过程中,同时完成外筒壁钢平台、钢爬梯、栏杆的安装工作。施工钢平台的主梁（四吊点中间梁）采用工字钢25a，环向10#槽钢焊接而成，平台上铺2mm钢板。为减轻安装钢平台的重量，在局部不需要铺设花纹板的位置加设

立面示意图：

称谓说明，本工程外筒钢结构平台设计四层，从烟囱底部向上12米处为1#平台，60.93米处为2#平台，90.83米处为3#平台，112米处为4#平台。

施工1#、2#、3#、4#钢平台时，烟囱外筒内直径（考虑筒壁牛腿）为8.2米，则平台半径为4.1米，吊点位置设在3根工25a交接处，吊点形式见图施工钢平台施工按如下施工图设计制作：

首次施工平台图1

安装1#钢平台时，钢平台半径为4.1+2.8=6.9米，需要在原有平台基础上伸长2.8米，利用原有平台结构将主梁伸长，外加设一道环形14#槽钢，平台形式见图。

安装1#钢平台时,在原施工钢平台的基础上设置临时悬挑平台,悬挑钢平台一端与施工钢平台连接,临时悬挑平台材料为10#工字钢,工字钢与施工钢平台的连接形式为焊接。

钢丝绳选用计算：

1.安装钢平台重量

安装平台材料明细表：

中间圆环共计 1000KG

25#工字钢56米 38.1×65=2476.825kg

10#槽钢130米 10×130＝1300kg

花纹钢板t=2.5mm 约53㎡约1128.9kg

焊机+施工人员=1.0t；其它材料等0.2t；

合计安装平台重:7.104吨；

选用额定拉力为50KN的卷扬机，钢丝绳选用φ22，6×37+1型，最小破断力296KN，（详见钢丝绳质量证明书）按照4台卷扬受力计算，采用定滑轮布置载人施工方案，取14倍安全系数标准。

则钢丝绳允许拉力按下列公式计算：

[F g]＝F g/K /9.8=296÷14÷9.8=2157kg

式中 [F g]——钢丝绳的允许拉力（kN）；

F

——钢丝绳的钢丝破断拉力总和（kN）；

g

K——钢丝绳的安全系数，取用14

合计4根钢丝绳总破断拉力为（296×4÷14÷9.8）*2=17.259吨

则施工钢平台允许载荷为17.259-7.104=10.155吨

结论：根据载人施工平台安全规定要求，载荷小于等于10.155吨时，使用此卷扬机及配套钢丝绳施工是安全的。

吊点吊耳详图：

吊耳的承载力计算：

吊耳截面取值:A =20×50×2＝2000mm2

A3其许用应力取值：σmax=160MPa

则吊耳的最大许用载荷：N＝A×σmax=2000×160＝320000N即吊耳的承受力为32吨焊缝的承载力(角焊缝高度Δ＝12):

焊缝许用应力取值：σmax=160MPa

则焊缝的最大许用载荷：N＝A×σmax=1782×160＝285.12KN即焊缝的承受力为28.51吨。

注：吊耳焊接完成后对焊缝进行PT检验，确保焊接质量确认安全无误后方可投入使用。

结论：根据卷扬机及钢丝绳选用标准，吊耳强度大于钢丝绳强度可以满足要求.

6.3卷扬机、转向滑轮及烟囱顶滑轮布置

(1)、烟囱顶滑轮布置：

本工程钢平台施工采用4台5吨卷扬机定滑轮单绳方案，烟囱顶部只设置定滑轮，烟囱外筒施工完毕后，在烟囱顶部预埋4块钢板用于固定起重滑轮，预埋件规格型号按标准图集（TD-JZ2000-6002）选用M5030A2号埋件,共4件。为保证支架整体稳定,设置三角支撑和水平支撑,在主埋件正下方0.6(外)和0.3(内)米设置M2020-10埋件,在筒壁上距离主埋件1004mm处设置M3030-10埋件,均使用10#槽钢与滑轮架焊接。埋件具体位置和烟囱预留窗户在同一垂直位置，埋件上焊接固定两个10吨定滑轮。顶部滑轮安装示意图共4组，如下图：

天梁滑轮立面布置图

内筒中心线

（2）、烟囱根部转向滑轮布置：

在烟囱轴线旋转45度位置处，在0米烟囱外筒上预留孔，孔径?100mm，布置10吨转

向滑轮，采用钢丝绳套内穿钢管和木方的方法，钢管规格为Φ89。如图：

（3）

卷扬机布置在烟囱外筒轴线45度预留窗户位置（具体布置位置以建设单位批准位置为准），卷扬机固定于2m×2m×2.5m的C30钢筋混凝土地锚上。

在钢平台安装时，因卷扬机的布置距离钢筋混凝土烟囱外壁约15m，卷扬机运行中，须在卷扬机钢丝绳进出直段设置3～5道钢丝绳导向装置，避免钢丝绳与地面形成直接摩擦，而损坏钢丝绳。

6.4卷扬机的选型及控制方案

卷扬机选用：选用4台5吨卷扬机，电器控制系统采用可同时工作也可单机调整控制系统，便于调整因差速引起得平台倾斜。钢丝绳额定拉力为50KN。经与前述钢丝绳允许拉力测算、电气控制等相关数据比较，采用此规格卷扬机安全可靠。

卷扬机使用中需注意的事项

（1）安装完毕后，检查各部焊接处焊接质量及有无漏焊。

（2）检查卷扬机润滑油是否符合正常运转要求。

（3）卷扬机转动时严禁人员靠近，做好警示防范措施。

（4）提升运转时安排专人密切注意滚筒盘绳情况，如有乱绳立即停止整理后再工作。（5）安装完毕后满载实验，按设计载荷及实际情况要求上下运行3次后确认无误方可投入使用。

（6）提升时起重操作工与安装平台人员保持信号畅通无阻，对讲机采取一用一备措施保

上部固定滑轮应每层平台施工完毕后，派专人从旋梯到顶部，由地面操作人员操作，卷扬机提升按每分钟9米的速度检查磨损情况及加注润滑油并做记录，发现破损情况后立即妥善处理确保安全运行。

卷扬机安装完毕必须经试吊验证合格后方可使用。卷扬机运转时有专人看护防止错绳乱绳情况，一旦出现情况立即停止妥善处理后方可进行吊装作业。严格按卷扬机平面、立面布置图中的距离、位置布置。与周边其他在建工程的施工单位沟通协调，确保不妨碍烟道、管沟及周边其他在建工程的施工，在卷扬机上方搭建好防雨操作棚，周围设置警戒绳。

6.5卷扬机固定地锚计算

A、钢筋混凝土地锚自重：G=(2×2×2.5)×2.5t/m3=25t；

B、摩擦力F=μT2=0.4×55.72×cos45°=15.8t；

C、地锚垂直分力T1=0.4×55.72×sin45°=15.8t

D、安全系数K=(G+F)/ T1=(25+15.8)/15.8=2.6＞2 ，所以是安全的。

E、在水平力作用下土所受的压力T2=55.72×cos45°=15.8t；

F、σ=T/(h·l)=55.72/(2.5×2)=11.144KN/m2=0.011N/mm2

G、泥土的容许压力为0.15 N/mm2，应力降低系数取0.6，则

[σ]k1=0.15*0.6=0.09N/mm2＞0.06N/mm2 所以是安全的。

H、上拔力T1=T2tg45°=15.8*1=15.8t

=15.8t>8.677t，满足切大于了上拔力8.77t的要求。

I、卷扬机地锚水平允许受力T

2

6.6钢平台安装准备

钢平台安装前卷扬机安装调试完毕，道路畅通无阻，电源已接至现场，人员已组织到位，现场施工人员技术及安全已交底，各种焊接材料施工准备工作都已经到位。主次钢梁制作除锈刷油完毕，钢格栅板制作完毕且运至现场，爬梯栏杆等材料已准备完毕。

6.7平台安装

把4#平台钢梁按照平台载荷不得超过7.82吨起吊，随安装平台一起提升至112米处，用外筒上方预埋件加挂手拉葫芦，依次吊起4根主梁放入预留孔内，次梁同样使用手拉葫芦完成组装，钢格栅板、爬梯、栏杆随平台下降同步完成；3#平台钢梁用施工平台把主梁提至平台下方，用钢丝绳卡在上方112平台上便于加挂手拉葫芦吊装，主次梁按照图纸依次安装，钢格栅板、爬梯、栏杆随平台下降同步完成；2#--1#同样采用4#平台安装方法依次安装。

6.8航标油漆保护措施

由于本次钢平台采取4台卷扬机单绳吊施工平台施工法，考虑到本地区大风天气较多钢丝绳有可能会磨损航标油漆，为防止污损外筒油漆，我们采取加长顶部天梁外部长度，使顶部钢丝绳和外筒保持300mm距离，底部距离外筒根部约1米，无论正常施工期间还是下班时间钢丝绳始终受力状态，确保不会发生于外筒污损情况，如果在施工过程中对航标漆造成污染，将采用烟囱外壁悬挂吊篮的方法进行清理。不可抗力除外。

6.9液压系统简介

1. “液压同步提升技术”采用液压千斤顶作为牵引机具，柔性钢绞线作为承重索具。液压千斤顶为穿芯式结构，以钢绞线作为提升索具，有着安全、可靠、承重件自身重量轻、运输安装方便、中间不必镶接等一系列独特优点。

2.液压提升器两端的楔型锚具具有单向自锁作用。当锚具工作（紧）时，会自动锁紧钢绞线；锚具不工作（松）时，放开钢绞线，钢绞线可上下活动。

3.液压提升和回落过程见如下流程图所示，一个流程为提升油缸一个行程。当油缸周期动作时，提升重物则一步步上升或下降。

确保筒体提升安全、平稳、可靠、高效、精确度极高多台千斤顶间同步误差+-2mm并可实时动态监控操作，是目前钢内筒提升施工最为科学高效的设备，技术水平达到国际先进。

4.提升流程如下图所示：

5.关键技术和设备

在本工程中，我公司主要使用如下关键技术和设备：

?超大型构件液压同步提升施工技术;

?TJJ-2000型液压千斤顶4台；

?TJV-30型液压泵源系统2套；

?YT-1型提升控制系统1套；

6.10液压提升原理及技术简述

1.通过提升设备扩展组合，提升重量可以相应增大，以适应各种工程需要。

2.采用柔性索具承重。只要有合理的承重吊点，提升高度不受限制；提升器锚具具有逆向运动自锁性，使提升过程十分安全，并且构件可以在提升过程中的任意位置长期可靠锁定。

3.提升设备体积小、自重轻、承载能力大，特别适宜于在狭小空间或室内进行大吨位构件提升安装。

4.设备自动化程度高，操作灵活，安全性好，可靠性高，使用面广，通用性强。

液压同步提升控制系统界面

6.11提升系统参数

※TTJ-2000 型液压千斤顶

设计额定提升能力 2000KN，最大提升能力2500KN额定工作压力 25MPa，行程 250mm； 设计提升最大速度约 5m/h（根据不同泵站可增加提升速度）；

每台提升器配置 9根Φ17.8钢绞线；

每台提升器配置 2 套锚具传感器及 1 套行程传感器。

※TTB-30 型变频液压泵站

额定功率 30KW，额定电压 380V（AC）；

额定流量 2×36L/min，额定工作压力 25MPa；

单台泵站可同时控制4台液压提升器。

※TTC 型液压提升同步控制系统

可同时控制 4 台液压提升器；

可显示锚具缸开闭状态、主油缸行程位置状态（见液压同步提升控制系统界面图）

※可对 4 台液压提升器同时控制或单独控制（可实现单点动作或微调功能），便于设备安装的精度控制。

※液压同步提升主要设备一览表

※液压提升系统的安装

液压提升系统由千斤顶，钢铰线、油泵和控制系统组成。安放在90米支撑钢梁上，（需实地测量首先将四台千斤顶和两台油泵及控制系统提升到90米平台上安装就位。千斤顶和油泵共计重1.2吨,可用临时安装平台吊装，其余止晃点、悬挂点防雨罩、顶部爬梯等材料随临时安装平台吊至个安装位置备用。

※千斤顶安装前机械试验调试

a 提升系统包括的4台200吨提升千斤顶、2台液压泵站、1套控制系统。设备安装就位后，进行系统空载调试。

b 进场的所有设备进场前需做好检验，且有出厂合格证。

c 对于提升中需要用到的特殊部件，预先加工准备妥当。对设备易损件要有备件.

6.12液压提升系统配置

1.液压提升承重系统由4台TJJ-2000型液压千斤顶、提升地锚及钢绞线三部分组成。

2.钢绞线作为柔性承重索具，每台千斤顶配置9根钢绞线，采用高强度低松弛预应力钢绞线，抗拉强度为1860Mp，直径为17.8毫米，破断拉力为35t。

3.本工程中钢烟囱及附件提升总重量按照不大于480吨计算，考虑配置4台200吨千斤顶，单台液压千斤顶最大工作荷载为：480/4=≤120吨。

4.提升地锚采用配合设计和试验的规格。根据相关设计规范和以往工程经验，液压千斤顶工作中采用如上荷载系数是安全的。

6.13控制策略

1.控制系统根据一定的控制策略和算法实现对设备提升的姿态控制和荷载控制。在提升过程中，从保证吊装安全角度来看，应满足以下要求：

保证各个吊点均匀受载，保证提升结构的姿态稳定，以便结构能正确就位，要求各个提升吊点在上升或下降过程中能够保持同步。

2.根据以上要求制定控制策略为：将提升平台上相邻设置的两台液压提升器并联，设定为主令吊点A，另外两台液压提升器分别设定为从令吊点B、C。在计算机的控制下从令点B、C以高差来跟踪主令点，保证每个吊点在提升过程中始终保持同步（同步精度为±5mm）。通过三点确定一个平面的几何原理，保证钢内筒在整个提升过程中的稳定和平衡。

3.提升控制原理详见下图：

从令点B

从令点C

主令点A

6.14系统调试

液压提升系统安装完成后，按下列步骤进行调试：

1.检查泵站上个别阀或硬管的接头是否有松动，检查溢流阀的调压弹簧处于是否完全放松状态。

2.检查泵站启动柜与液压提升器之间电缆线的连接是否正确。

3.检查泵站与液压提升器主油缸、锚具缸之间的油管连接是否正确。

4.系统送电，检查液压泵主轴转动方向是否正确。

5.在泵站不启动的情况下，手动操作控制柜中相应按钮，检查电磁阀和截止阀的动作是否正常，截止阀编号和提升器编号是否对应。

6.检查传感器（行程传感器，上、下锚具缸传感器）。按动各提升器行程传感器的2L、2L-、L+、L和锚具缸的SM、XM的行程开关，使控制柜中相应的信号灯发讯。

7.提升检查：在安全锚处于正常位置、下锚紧的情况下，松开上锚，启动泵站，调节一定的压力(5Mpa左右)，伸缩提升油缸：检查A腔、B腔的油管连接是否正确；检查截止阀能否截止对应的油缸；检查比例阀在电流变化时能否加快或减慢对应油缸的伸缩速度。

8.预加载：调节一定的压力（2～3Mpa），使钢绞线处于基本相同的张紧状态。

6.15分级加载预提升

1.待系统检测无误后正式提升，经计算，确定提升设备所需的伸缸压力（考虑压力损失）和缩缸压力。

2.开始提升时，两侧的伸缸压力逐渐上调，依次为所需压力的20%，40%，在一切都正常的情况下，可继续加载到60%，80%，90%，100%。

3.设备离地后停止提升，对液压提升系统、结构系统进行全面检查，在确认整体结构的稳定性及安全性绝无问题的情况下，经有关监管单位确认后才能继续提升。

4.提升过程的监控措施

根据预先通过计算得到的提升工况提升点反力值，在计算机同步控制系统中，对每台液压提升器的最大提升力进行设定。当遇到提升力超出设定值时，提升器自动采取溢流卸载，以防止出现提升点荷载分布严重不均，造成对结构件和提升设施的破坏。通过液压回路中设置的自锁装置以及机械自锁系统，在提升器停止工作或遇到停电等情况时，提升器能够长时间自动锁紧钢绞线，确保提升构件的安全。

本工程采用液压提升倒装法施工，液压提升系统装置安放在90米的吊装悬挂平台上。烟囱筒钢内筒Ф5.5米，需板材供应方按周长平分3段定尺提供，采取在加工场卷制外面防腐处理后，拖车水平运输进入外筒预留孔外用电动葫芦竖向吊至烟囱内部组装，组装时先用电动葫芦吊至组焊平台下方采用环向轨道加猫头小车运送至组装工位组装。示意图如下；考录到钢内筒，在提升过程中有非正常重载在地面。

组焊平台立面布置示意图：

6.17组装焊接提升顺序

组装时严格控制错边量，纵缝要错开500mm，按照图纸要求坡口处理，焊接时不得在钢内筒上引弧，表面焊缝需打磨光滑，经50%超声波无损检测完成后，经检验合格后，液压千斤顶开始依次提升，提升前完成保温钉焊接防腐油漆涂刷等工作，直至完成所有筒体提升任务。