二、砖砌烟囱施工
烟囱在工业与民用建筑中,是一种比较常见而又比较特殊的构筑物。
一般来说,砖烟囱的高度都在80m以下,超过50m时,就必须采用钢筋混凝土结构。
烟囱从结构上可分为基础、筒座、筒身、筒首几部分。砖烟囱的基础与筒座部分也采用钢筋混凝土结构,另外还有一些附属设施,如爬梯、信号灯平台、避雷装置等都采用钢结构。因此,砖砌烟囱砌筑施工,主要是指砖砌烟囱筒身和内衬砌筑。
(一)烟囱技术质量要求
1)一般耐高温:250℃。
2)耐酸性能。
①耐5%稀酸(硫酸、硝酸、盐酸)、80℃温度时,12d无变化;
②耐30%硫酸、80℃温度时,15d无变化;常温下30d无变化。
3)耐水性:常温浸泡90d无变化。
4)耐剥离性:(急冷急热250℃/水冷反复循环)50次无变化。
5)抗老化指标:耐湿热试验500h无变化。
6)最长使用年限:13年。
(二)烟囱基础施工技术要点
1)烟囱的基础多为圆形,也有正方形、六角形和环形等。
2)烟囱基础的埋置深度应为地面筒身高度的1/20~1/50左右。
3)基础的实际位置和尺寸对应设计的位置和尺寸,不得超过误差规定值,即基础中心对设计坐标的误差位移值是15mm。
4)中心控制桩,根据平面图和烟囱的坐标中心,作互成90°两个方向的两组控制桩,每组要做两个桩。这里的关键是两组控制桩的延长线相交的90°角要精确,否则将无法控制筒身的垂直度。
5)中心桩的设置。在基础土方施工前,根据设计图纸的要求,从控制桩定出烟囱的坐标中心点,开挖完土方之后,用“十”字交会法再次固定中心点。在基础砼时,在中心位置埋设一块钢板,基础完成后,根据控制桩,再运用“十”字交会法把中心点定到钢板上,作出中心记号,钢板上的中心点,就是烟囱施工中的中心控制桩。
6)基础完成后,应立即进行验收和基坑的回填,回填土每层厚度不及超过0.2m,回填土应分层夯实,最后应稍高出地面,以利排水,做护坡。
(三)烟囱筒身施工时的要点和质量要求
1)砖砌烟囱筒身的高度一般在80m以下,为了美观和节省材料,筒身外表一般做成2.0%~2.5%倾斜度的空心圆锥体。
2)筒身的构造一般由以下几部分组成。
①筒座。筒座是筒身下部的加大部分,主要作用是承重,将筒身上部的重量传到基础,然后再传到地基。
②筒壁。筒壁是筒身的主体,与内衬及隔热层构成筒身。
③内衬及隔热层。内衬由耐火黏土砖做成,通过隔热层,防止高温传到筒壁,起到隔热作用。
④筒壁紧箍圈。在筒身内配置φ6的水平环钢筋,以承受砌体上的温度应力,防止温度应力对筒身的破坏。
⑤筒首。筒首即是筒身的顶部,筒首一般增加壁厚,并在顶部盖上铸铁或耐酸陶瓷做成的保护罩。
3)内插杆操作平台施工法。
砖砌烟囱筒身的施工方法多种多样,由于各地现场施工的条件和技术水平不同,施工方法也不同。作为砖砌烟囱筒身的施工,我们选择内插杆操作平台的施工方法,这是一种最简单且可靠的施工方法。这样可以省去大量的脚手架搭拆工程和繁重的井架升降设备安装、拆卸。以下着重讲述这种简单可靠的施工方法和要掌握的几个关键问题。
①操作台的铺设。
a.内插杆。
选用φ73和φ60的钢管各8根,长度略比筒身内径小,将小的钢管套在大钢管内,组成4组可伸缩的内插杆,插杆上必须有可以限制伸缩的定位螺丝。
b.操作台。
铺设一次操作台时,安装二组插杆,插杆每端插入砖烟囱的筒壁深度不得小于半砖长,在插杆上铺设脚手板即可使用。砌砖每完成一个步距(一般控制在1.2m左右的砌砖高度),再将另外二组插杆装上,挂好吊梯,将下面的脚手板移上来,然后拆除下面的插杆,并将插杆眼堵好。这样每完成一个步距的砌砖,便向上倒换一次插杆,操作平台便向上移一个步距。
②上料方法。
利用操作平台装设小吊装架(可选用滑轮组作起重工具),这种方法的设备简单易行,特别适宜在设备缺乏的条件下施工中小型烟囱,这样既简单又降低成本。
③安全网的铺设:沿烟囱的外壁每隔1m左右安设一个支架(用钢制成),利用外爬梯将安全网用钢丝绳箍紧在筒身上,能够随操作台向上提升。
4)砖砌烟囱的砌筑及质量要点。
①施工前首先将砖淋湿,保持湿润。挑选完好无缺、没有裂缝的砖砌在筒壁外表面,砌筒壁和内衬的材料要区分清楚,不能混乱。
②筒壁要采用顶砖砌筑,上下层的环缝应交错1/2砖,辐射状缝应交错1/4砖,水平缝与垂直缝的厚度、宽度均为10mm。
③砖砌体的水平层应根据筒壁外表面的坡度,向烟囱中心内倾斜,倾斜度与筒壁外表坡度垂直,倾斜度与筒壁的外坡度配合要经常检查。
④砂浆应按设计要求进行配比,做到随拌随用,一般要求在3~4h内用完。做到浆缝饱满,筒壁外表加浆勾缝,内表刮平。每砌5m要做沙浆试块一组。
⑤筒壁紧箍圈要安装成水平,上下箍的接头要错开,安装前要涂刷防锈漆,待沙浆强度约达50%时拧紧,使其对筒壁产生一定的压力。
⑥每砌1.25m高时,应对筒壁中心的垂直度及半径进行一次检查,用线锤结合控制桩使用经纬仪来测量检查,半径可用钢尺检查,筒壁坡度用坡度尺随时检查。若发现在允许范围内的偏差应在继续砌筑的过程中逐渐纠正。
5)标高的控制:可在0.5m处设定一个标高作为基准点,用红油漆作标记,每隔10m校核一次,并同时做一次沉降观测记录。筒身完工后,沉降观测还要定时观测,直到沉降基本稳定为止。
6)垂直度的控制:在筒身施工中,烟囱的垂直度主要是靠设在基底的中心点,通过线锤进行控制。同时结合运用两个方向的控制桩用经纬仪进行测量,如果两个方向观测的延长线相交点与操作平台的圆心重合,又和地面基底中心点在一垂上,则烟囱垂直度正确。
(四)各种附属设备的施工及要点
1)爬梯。
爬梯的宽度和梯级的间距均为300mm左右,砖砌烟囱的外爬梯每隔五层砖左右交错埋置一个踏脚,其中心距为300mm,埋入砌体内的深度不得少于240mm,露外的长度为200mm。刚装好的爬梯不得攀登,以免松动发生事故。
2)信号灯平台及标志色。
烟囱高度在60m以下,且没有特殊要求时,中间部位不设信号灯,一般只在顶部设置信号灯。因此要在顶部以下约5m处设置信号灯平台,以备安装和检修信号灯。信号灯装在平台的栏杆上,四个灯互成90°,或3个灯互成120°。可同时安设二组,其中一组备用。另外,在筒首下30~50m内,每5m分为一段,红、白相间,涂刷航空标志色。
3)避雷装置。
避雷装置由避雷针、引雷环、导线和地极组成。避雷针应高出筒首1.8m以上,避雷针支架直接埋在筒首的砌体内。避雷针用φ38mm,长3.5m的镀锌钢管制作,顶端装上针尖铜头,下端与导线连接,以铜焊来焊接。导线用φ12mm的镀锌圆钢制作,沿外爬梯引至地下,在地面下0.5m高处与地极扁钢带焊接好。扁钢带用25mm的镀锌钢制成,与每根地极连在一起,成为一个整体。地极一般用φ50mm,长度为2.5~3.5m的镀锌管制成,下端做成尖形,沿烟囱基础周围间隔5~7m埋一根,地极顶端在地面0.5m以下。
(五)沉降观测
烟囱施工完毕后,我们还要继续进行沉降观测,开始半个月、一个月分别测量一次,最后半年、一年测量一次,直至沉降基本稳定。
(六)安全施工要求1)一般安全要求。
①对参加烟囱工程施工的人员,必须进行技术培训和安全教育,使其了解本工程施工特点,熟悉本要求和本岗位的安全技术操作规程,并通过考核合格后方能上岗工作,主要施工人员应相对固定。
烟囱施工人员应先经过医务部门的体检,证明适合高处作业者,才允许进行作业。在烟囱操作平台的施工人员必须定期进行体检,经医生诊断凡患有高血压、心脏病、贫血、癫痫病及其他不适合高处作业疾病的不得上操作平台工作。
③烟囱施工中应经常与当地气象台、站取得联系,遇到雷雨、6级和6级以上大风时,必须停止施工。停工前做好防护措施,操作台上人员撤离,应对设备、工具、零散材料及可移动的铺板等进行整理、固定并做好防护,全部人员撤离后立即切断通向操作平台的供电电源。
④烟囱施工现场必须具备场地平整、道路通畅、通电、通水的条件,现场布置应按施工组织设计总平面图进行。
⑤在施工的建(构)筑物周围必须划出施工危险警戒区。警戒线至建(构)筑物的距离不应小于施工对象高度的1/10,且不小于10m。当不能满足要求时,应采取有效的安全防护措施。
⑥危险警戒线应设置围栏和明显的警戒标志,出入口应设专人警卫并建立警卫制度。
⑦施工现场的供电、办公及卫生设施等临时建筑和大宗材料的堆放,应布置在危险警戒线外。
⑧危险警戒区内的建筑物出入口、地面通道及机械操作场所,应搭设高度不低于2.5m的安全防护棚。
⑨烟囱工程进行立体交叉作业时,上、下工作面间应搭设隔离防护棚。各种牵拉钢丝绳、滑轮装置、管道、电缆及设备等均应采取防护措施。
⑩防护棚的构造应满足下列要求:
a.防护结构应通过计算确定;
b.棚顶一般可采用不小于二层纵横交错的木板或竹夹板组成,重要场所增加一层2~3mm厚的钢板;
c.建(构)筑物的内部防护棚,应从中间向四周留坡,外(四周)防护棚应做成向内留坡(外高内低),其坡度均不小于1∶5。
d.垂直运输设备通过防护棚时,防护棚所留洞口周围应设置围栏和挡板,其高度应不小于800mm;
e.当利用平台、灰斗底板代替防护棚时,在其板面上应采取缓冲措施。
现场垂直运输机械的布置应符合下列要求:a.垂直运输用的卷扬机,应布置在危险警戒区以外,并尽量设在能与塔架上、下通视良好的地方;
b.当采用多台塔吊同场作业时,应防止互相碰撞。
垂直运输设备,应有完善可靠的各种安全保护装置,严禁使用安全保护不完整的垂直运输设备。
在施工中所采用的通信联络方式应简单直接,装置应灵敏可靠。
当操作平台最高部位的高度超过50m时,应根据航空部门的要求设置航空指示信号。
施工现场内的操作平台及各种垂直运输机械等设备应安装防雷装置。
在有排放有毒有害气体地段(如老厂改造、扩建工程等)施工时,应对有毒有害气体的浓度进行定期检测,防止中毒事故。
2)砖砌烟囱施工安全要求。
①砖砌烟囱时必须架设安全网,如在烟囱外上料时,则内外均应设置,有条件时应把安全网挂在操作平台上随之上升。如烟囱下设安全网时,网宽(张开范围)应不小于砖砌高度的1/4,且不小于6m。
②如安全网不可能全部封闭烟囱,当砌筑高度超过3m时,应配挂安全带。安全带应牢固挂在操作平台的上方而又不妨碍操作的地方,安全带在使用前要经质安部门检查鉴定合格后才能使用。当转移操作位置或脚手架和工作平台升降后,操作人员必须重新扣挂安全带,并检查扣挂是否牢靠。
③禁止站立或蹲在烟囱壁上进行操作,如果壁厚超过2砖时,而必须站在壁上操作时,则必须扣挂好安全带。
④工作中不得将工具、木料碎砖等物料从高空掉下,砍砖时要向内边打砖。
⑤烟囱施工范围内应设围栏,防止无关人员进入,其范围半径以10m为宜。井架物料提升机附近要搭设防护挡板。上面的工作平台周围和井架提升机出入口处要设防护栏。
⑥采用烟囱内脚手架时(即利用在砌筑的烟囱墙身作支撑工作台构架的主梁)。主梁每端插入墙身的支撑长度不得少于120mm。如用木枋作主梁时,应细心挑选坚硬、无疤节、无裂纹、不霉的良好木材。
⑦烟囱砌筑到15m以上时,要设置临时避雷针并随烟囱砌筑高度而上升,针尖要高出砌筑面2m以上。
⑧垂直运输的卷扬机位置,要求能直接看到烟囱和井架物料提升机的全部,无视线障碍,同时仰角不应过大以免司机仰望困难。
⑨如工作平台上无专人指挥井架物料提升机升降时,则必须加设自动限位或行程开关,防止吊笼无限制地上升,造成意外。
⑩在筒身以外利用拔杆吊运材料时,接料人员不得站在砌体上接料,而必须站在平台上用钩子勾近身边,搁稳后再取料。
指挥井架物料提升机升降的人员一定要与司机使用统一的信号(可用旗号或对讲机)。
一切人员均不准在刚埋设而灰缝砂浆尚未凝固的爬梯上下,防止铁条摇松以致拔出造成高处坠落。
若以爬梯的形式供操作人员上下之用时,必须加设防护栏。每隔15m高设置临时简易休息平台一道以便中间稍休,避免过度疲劳。
用钢管外脚手架方式施工,应按该项的安全要求执行。
一切垂直运输设备安装完毕后,要经过超载40%试运转,经检查鉴定合格后,才能正式投入使用。
烟囱施工时所用的塔吊、外用电梯、井架物料提升机、卷扬机等机具操作,均应遵照该项的安全要求执行。
3)筑炉工程施工安全要求。
①向深坑或设备内吊运物料,敞口顶部应设置平台和围栏,内部要设置防护隔离层,向下送料位置应予固定。
②烟道弧形拱顶砌完后,应先将回填土夯实或拧紧拉杆螺栓,方可拆除拱胎。普通黏土砌筑墙拱时,待砂浆强度达到60%以上方准拆除拱胎。
③砍削砖块,应对着墙体或脚手板,脚手板上碎砖杂物,应随时清除。
④拱胎支架必须牢固。炉窑拱顶必须对称砌筑。在拱胎上堆放砖块和砂浆应均匀对称。
⑤大中型炉窑球形拱顶,应锁紧一环,再砌一环。拱砖放射缝与水平夹角砌角90°时,必须用金属钩子将拱砖固定。
⑥回转筒体内衬砌作业,托板和支撑要均衡紧固。转动时,筒体内不得有人和料具。
⑦大中型耐火砖、耐火混凝土和碳砖砌块吊装砌筑时,吊梁、索具、夹具必须牢固。
⑧进入烟道、烟囱内检查时,应有人监护。
⑨喷涂用的机泵安全阀、压力表必须灵敏可靠。气管与喷枪、喷嘴要连续紧固。操作时禁止喷嘴对人。
⑩熬沥青时,周围不得有易燃物,调制碳素浇热沥青,要防止烫人。
碳砖砌筑时要防止滑落,操作地点应通风良好,捣固工具加热后应放在固定位置。
陶瓷砖板加热或粉末材料烘干地点,要有专人看管,粉末筛选场地,要有除尘措施。
正在砌筑的设备内,不准搅拌耐酸胶泥。
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