(建筑施工手册)21构筑物工程(21-1 烟囱;21-2 水塔)

21 构筑物工程

21-1 烟囱

21-1-1 烟囱的种类和构造

21-1-1-1 砖烟囱

砖烟囱高度一般在50m以下，筒身用砖砌筑，筒壁坡度为2%~3%，并按高度分为若干段，每段高度不宜超过15m。筒壁厚度由下至上逐段减薄，但每一段内的厚度应相同。烟囱顶部应向外侧加厚，加厚部分的上部应用水泥砂浆抹出向外的排水坡，内衬到顶的烟囱，其顶部宜设钢筋混凝土的压顶板，如图21-1。

图21-1 砖筒壁顶部构造

在筒身中配置φ6~φ8的环向箍筋，箍筋间距不应大于8皮砖，同一平面内的环向箍筋不宜多于2根，箍筋的搭接长度为40d，接头位置互相错开。如图21-2。

图21-2 环向钢筋配置简图

（a）单根环筋；（b）两根环筋

筒壁的纵向钢筋直径一般不小于8mm，长度不小于4m，间距不大于500mm。钢筋的搭接长度为40d，接头位置应互相错开，在任一搭接长度范围内的接头不应超过钢筋根数的1/4。顶部纵向钢筋应锚固于筒顶的钢筋混凝土压顶板内，锚固长度应为30d。

21-1-1-2 钢筋混凝土烟囱

钢筋混凝土烟囱筒身高度一般为60~250m，底部直径7~16m，筒壁坡度常采用2%，筒壁厚度可随分段高度自下而上呈阶梯形减薄，但同一分段内的厚度应相同，分段高度一般不大于15m，当采用滑模施工时筒壁厚度不宜小于160mm。筒壁混凝土内的纵向钢筋最小直径为10mm，间距为300~500mm，环向钢筋最小直径为8mm，最大间距为250mm，且不得大于筒壁厚。筒身顶部4~5m为筒首，为防止排出气体对钢筋混凝土的侵蚀，该段断面一般均要加厚，外表增做装饰花格。如图21-3、图21-4。

图21-3 筒首

图21-4 筒首顶部保护罩

21-1-1-3 双筒或多筒式烟囱

对一些高度较大的烟囱工程，已由钢筋混凝土烟囱逐步发展成双筒或多筒（集束）式烟囱。此类烟囱具有综合造价低、自重轻、地基处理费用省、可避免筒壁产生温度裂缝等优点，故在大、中型发电厂中推广使用。

双筒或多筒式烟囱的构造，一般外筒为钢筋混凝土结构，筒体结构向上呈双坡变截面，最小厚度一般为280mm，外筒体主要承受风荷载。内筒为钢结构，用高耐候性结构钢制作，外包矿渣棉等保温隔热材料，钢内筒主要起排烟除尘作用。钢内筒为自立式，但在钢内筒与钢筋混凝土外筒之间每隔一定高度要设置横向钢平台支撑结构，并兼作施工安装及检修平台。基础一般为圆板式整体基础，下面做桩基础，如图21-5。

图21-5 双钢内筒烟囱

（a）平面；（b）剖面

1-钢筋混凝土筒身；2-支承牛腿；3-钢内筒；4-H形钢梁；

5-钢平台；6-钢内筒筒座；7-烟囱基础；8-桩基础

21-1-1-4 内衬和隔热层

1．烟囱内衬

砖烟囱局部设置内衬时，其最低设置高度应超过烟道孔顶，超出高度不应小于1/2孔高。一般内衬的厚度应通过计算确定。但烟道进口处一节的筒壁或基础内衬厚度，不应小于200mm或一砖，其他各节不应小于l00mm或半砖。两节内衬的搭接长度不应小于360mm或6皮砖，如图21-6。

图21-6 内衬搭接简图

2．隔热层

（1）空气隔热层在内衬和筒壁间采用空气隔热层时，厚度一般为50mm，同时在内衬外表面按纵向间距1m、环向间距0.5m的要求挑出一块顶砖，顶砖与筒壁之间应溜出10mm的缝宽，如图21-7。

图21-7 内衬横向顶砖支承

（2）填料隔热层用高炉水渣、蛭石、矿渣棉、膨胀珍珠岩或加气混凝土块体作为隔热填料时，填料层厚度一般为80~200mm。当隔热填料为松散材料时，在内衬外表面按纵向间距1.5~2.5m设置一圈防沉带。防沉带与筒壁之间应留出10mm宽的温度缝，如图21-8。

图21-8 防沉带构造简图

21-1-1-5 烟囱附件

1．爬梯

烟囱外部爬梯，供观察修理烟囱、检修信号灯和避雷设施之用。爬梯宜在离地面2.5m处开始设置，直至烟囱顶端。爬梯的设置方向，一般设置在常年风向的上风方向。当烟囱高度小于40m时，爬梯可不设置围栏；当烟囱高度为40~60m 时，在爬梯上半段设置围栏；当烟囱高度大于60m时，在30m以上的部位设置围栏。如图21-9。烟囱高度大于40m时，尚应在爬梯上每隔20m设置一活动休息板。

图21-9 爬梯构造

（a）砖烟囱爬梯；（b）钢筋混凝土烟囱爬梯

1-筒壁；2-爬梯；3-围栏；4-休息板；5-爬梯爪；6-暗榫；7-连接板2．信号灯平台

检修或安装信号灯用的平台，当烟囱高度小于60m，无特殊要求时可不设置；当烟囱高度为60~100m时，可仅在顶部设置；当烟囱高度大于100m时，尚应在中部适当位置增设信号灯平台。

3．避雷设施

避雷设施包括避雷针、导线及接地等，避雷针的数量是根据烟囱的高度与上口内径而定。避雷针用φ10~12的镀锌钢绞线连成一体，下端连接点与导线以铜焊接严密。导线沿外爬梯至地下与接地极扁钢带焊接。

接地是由镀锌扁钢带与数根接地极焊接而成。接地极以φ50mm的镀锌钢管或角钢制作，沿烟囱基础四周成环形布置，并由镀锌扁钢带焊接在一起。接地极的数量根据土的种类而定。

21-1-2 烟囱施工方法

21-1-2-1 砖烟囱内井架提升式内操作台施工

内井架提升式内操作台如图21-10。即在筒身内架设竖井架，用倒链将可收缩的内吊盘操作台悬挂在井架上，根据施工需要沿着井架向上移挂提升。垂直运输是在井架内安装吊笼上料。此法适用于上口内径2m以上的较大烟囱施工。

图21-10 内井架提升式内操作台施工法

1．竖井架孔数应根据烟囱内径大小选用。如烟囱下部内径较大，可采用多孔竖井架，而上部内径较小可改用单孔竖井架，但不论用哪一种组合形式，都应保证在竖井架周围有一定的工作面。

2．内吊盘操作台一般由三圈10或12号槽钢圈及方木辐射梁、铺板组成。内钢圈的大小以能套住竖井架为准，中钢圈应比烟囱上口内径稍小些，外钢圈直径约等于烟囱上、下口径平均值。施工中采用收缩或锯短辐射梁、拆除外钢圈等方法使操作台随烟囱直径逐渐减小。

3．操作台一般用8~12个倒链和φ12~16钢丝绳悬挂在井架上，操作台安装完成后，应以二倍的荷重进行荷载试验，以保证施工的安全。操作台上的材料，不宜堆置过多，随用随运。

4．操作台应均匀提升，保持水平。在靠竖井架的里圈，应钉防护板，以免砖头掉落。

5．筒身下部如筒壁较厚，可搭设一段外脚手架，以便内外同时砌筑，加快进度。

21-1-2-2 砖烟囱提升式吊篮操作台施工

提升式吊篮操作台如图21-11，系在筒身内架设一座断面尺寸较小的单孔竖井架。在井架上用倒链悬挂并提升由滑动套、挑梁和拉杆组成的提升架。在提升架的挑梁上装设卸料台，挑梁下悬挂吊篮。垂直运输在井架内装设料斗上料。

图21-11 提升式吊篮脚手施工剖面示意图

1-滑轮；2-缆风绳；3-竖井架；4-倒链；5-卸料台；6-提升架；

7-上、下层吊篮；8-休息平台；9-拉结器和花篮螺丝；

10-烟囱内防护板；11-防护棚；12-导向滑轮；13-上料吊斗这种施工方法适于不同上口内径的中、小型烟囱施工。具有经济合理、架设方便、施工安全等优点。

1．吊篮操作台的构造

（1）竖井架：平面尺寸70cm×70cm左右；立杆50mm×6mm或60mm×5mm角钢制作。斜杆上加焊脚蹬作为上、下人的梯子。

（2）提升架：主要传力系统用6根8号槽钢作挑梁，用6根直径14mm的圆钢作拉杆，和角钢滑动套组合而成，如图21-12。

图21-12 提升架

（3）吊篮：上、下层吊篮平台是各由6块梯形、长方形吊篮板组合而成的多边形。

吊篮用吊杆悬挂在提升架挑梁上，在吊篮外侧的吊杆之间，安装可伸缩的防护栏杆，并用安全网围起来，这种吊篮在施工中可随烟囱直径的变化而收缩。

（4）卸料台：卸料台安装于提升架挑梁上。

（5）垂直运输装置：竖井架内设置附着于管子滑道上、下的提升吊盘，另有3~4台平台轨道小车交替进行砖和砂浆运输。

2．施工注意事项

（1）竖井架安装可随烟囱砌筑逐次加接到需要高度，井架与筒壁之间每隔4~6m柔性连接一次。

（2）两个倒链应等速提升，以保持吊篮平台平衡。每次提升高度为1.2m左右。

（3）施工人员可在井架内外上、下，但操作期间没有通知机械停开，严禁人员上、下。

（4）为了保证提升架安全，任何时候卸料台和吊篮上材料总的储备重量不得超过2400kg。

（5）施工中，砌砖、勾缝、安装钢箍等操作工序随着吊篮提升，由下而上一次完成。

（6）设备拆除顺序：安全网和栏杆→上部卸料台→外吊篮→挑梁→提升架→缆风绳→竖井架。

21-1-2-3 钢筋混凝土烟囱竖井架移置模板施工

竖井架移置模板施工方法，是将操作台悬挂在内井架上，沿着井架向上移挂提升。竖井架承受操作台的全部施工荷重，并兼用于垂直运输。模板采用多节模板循环安装拆卸的方法，将烟囱筒身混凝土逐节浇筑上去。如图21-13。

图21-13 竖井架移置模板施工图

1-滑轮；2-竖井架；3-保险钢丝绳；4-加固箍；5-提升钢丝绳；

6-花篮螺丝；7-倒链；8-栏杆；9-拔杆；10-缆风绳；11-操作台；

12-模板；13-吊梯；14-筒壁；15-柔性联结器；16-安全网1．钢管竖井架各部件构造

（1）支承底座：支承底座是竖井架的底盘，通过它使上部荷重均匀的传递

到基础底板上，如图21-14。

图21-14 支承底座

支承底座由底座及支承槽两个部分构成，支承槽为每根立管的支座，如图21-15。

图21-15 支承槽

（2）竖井架：由立管、水平连接管、斜向连接管、滑道管与滑道卡子等组成。

2．竖井架安装要点

（1）钢管竖井架可根据施工需要装配成2~9孔，如图21-16~图21-18。

图21-16 9孔竖井架安装图

图21-17 5孔竖井架安装图

图21-18 2孔竖井架安装图

（2）竖井架的各孔竖井，应明确规定其用途，以便各项工作有秩序地进行。图21-19为各孔竖井分工一例。

图21-19 各孔竖井分工图

1-混凝土吊笼升降竖井；2-乘人吊笼升降竖井；3-中心线竖井；

4-人行爬梯竖井；5-信号、照明、动力、电话等线路竖井；6-养护水管竖井（3）竖井架为1、3、5、9孔时，其中心应与烟囱的中心重合；若为2、4、6、8孔时，可以与烟囱中心偏200~300mm，以便于施工中筒身中心线的测定。

（4）支承底座必须保持水平，基础底板表面不平之处须以铁板垫平。底座安装后，可用锯末覆盖，以免施工中被掉落的混凝土固结，难于拆除。

（5）竖井架第一次安装高度一般为30~40m，以后再分数段增高。每隔15~20m高度四角用钢丝绳缆风拉稳。紧固缆风绳时，可用两台经纬仪成十字方向校正井架垂直度。

（6）筒身施工到一定高度，每隔10~20m设一组柔性联结器，将竖井架固定在筒身上。

（7）吊笼可在安装井架时，事先放置于指定的竖井中；或在井架安装好后，将竖井一面的横管、斜管及滑道管拆除一段，再将吊笼装入。

（8）卷扬机的钢丝绳可以利用烟道口通向竖井架；如不能利用时，可在筒身适当位置设预留洞。

3．操作台的悬挂及提升方法

（1）采用倒链提升的操作台

1）一般用1~2t的倒链和φ14钢丝绳及φ16钢筋环将操作台挂在井架上，如图21-20。倒链的数量是依据操作台、吊梯等和施工全部荷重确定的。

图21-20 竖井架移置模板施工图

1-滑轮；2-竖井架；3-保险钢丝绳；4-加固箍；5-提升钢丝绳；

6-花篮螺丝；7-倒链；8-栏杆；9-拔杆；10-缆风绳；11-操作台；

12-模板；13-吊梯；14-筒壁；15-柔性联结器；16-安全网2）吊点布置时，要使每个倒链所承受的荷重相等。例如，使用20个倒链时，一般在外钢圈上布置12个，内钢圈上布置8个，交错排列。

3）各悬挂点应按不同标高交错排列，以分散井架水平截面的受力。钢丝绳与操作台的夹角，应不小于60°。

4）在提升时，须在统一指挥下进行，使每个倒链同时以均匀速度向上提升，以免个别倒链受力，而使操作台倾斜。每次提1.25m，保证内外吊梯与筒壁施工高度相一致。

（2）采用卷扬机提升操作台

卷扬机提升操作台的方法，是将操作台用四组滑车悬挂在竖井架上，通过15t 双筒卷杨机来提升的。上部四个滑车为5t的三轮滑车，在四个方向分别用短钢丝绳悬挂在竖井架顶部的节点上，下部四个滑车为4t的二轮滑车，分别用钢丝

绳将操作台的内外钢圈悬吊起来。四组滑车用4根φ16的钢丝绳，通过设在竖井架底部的导向滑轮（2根在地面适当位置用卡扣卡在一起，使其成为2根），分别卷入前后卷筒上，随着操作台的提升，随时变换卡扣的位置。提升时，由专人指挥，开动卷扬机，操作台便徐徐升起。

4．移置模板的构造

（1）链式木模板

链式木模板为40mm×120mm×1250mm的一等红松制成。板的一面或两面刨光，每三块板的上、下端用8号铁丝连接，如图21-21。外模板外面宽里面窄，内模板外面窄里面宽，使模板在装配后没有缝隙。内、外模板的两端装有与相邻模板和上、下模板衔接的铁件，如图21-22。

图21-21 链式木模板图

1-木拼板；2-上端铁件；3-下端铁件；4-铁丝

图21-22 内外模板铁件图

（2）钢模板

1）外模板

外模板用2mm钢板制成，为了使模板具有一定的刚度，在板的背面焊有两条扁钢带。模板的上端装有与相邻和上、下模板的衔接铁件，模板上部焊有提升模板用的挂钩，在加固扁钢带上焊有捆钢丝绳用的铁件。外模板与相邻模板之间用搭接方式相互衔接，上、下模板之间为对接。如图21-23。

图21-23 外模板图

2）内模板

内模板的构造及相互搭接方式与外模板基本相同，不同处是内模板的扁钢带上焊有固定圈铁的专用铁件。如图21-24。

图21-24 内模板图

3）外模接搓板

外模接搓板的宽度与外模板相同，在其背面焊有一条加固扁钢带，在扁钢带上焊捆紧绳器专用铁件。如图21-25。

图21-25 外模板接搓板图

4）内模接搓板

内模接搓板与内模板的构造基本相同，不同处是中间只有一条加固扁钢带。如图21-26。

图21-26 内模板接搓板图

5．移置模板的安装

（1）内模板安装

1）第一节模板安装时，为了便于拆模，并防止漏浆，可在模板下配制两层弦板，如图21-27。

图21-27 弦板

2）模板安装时，一般先安装内模板，以便测定半径及固定模板。

3）如采用链式木模板，模板上端的铁件中，安置两道φ19mm的圈铁，每根圈铁长约1.5m，按筒身的内径弯成弧形，安设时，顶头须平整严密，上、下两道圈铁的接头应错开，前面安装模板，后面测定半径，并用木支撑顶固。

4）如采用钢模板，每节模板安设四道圈铁，每道2根放于圈铁卡槽里，每根圈铁长1.5~2.5m，直径为φ16~18。安装时，应先安放最上边的一道圈铁，同时测定中心线与半径，并用木支撑顶固，然后再安放以下三道圈铁。

5）内模木支撑端部装设扁铁弯钩，钩在圈铁上，并在井架周围的相应标高上绑方木，支撑尾部钉在此方木上。

（2）外模板安装

1）外模板与内模板的净距（即筒壁厚度），用按设计厚度的临时撑木控制，临时撑木每隔一块模板放一个。在混凝土浇灌到临时撑木时，予以拆除。

2）外模依次立齐后，在外圈用φ12钢丝绳与紧绳器紧固。每节模板设2~3道，钢丝绳每段长4m左右，两端用紧绳器连接，旋转紧绳器便可紧固。为保护紧绳器，在紧绳器两端钢丝绳下，应加木楔。

21-1-2-4 钢筋混凝土烟囱液压滑升模板施工

见本手册“15滑动模板施工”。

21-1-2-5 双筒或多筒式烟囱顶升法施工

双筒或多筒式烟囱的外壁为钢筋混凝土，一般采用无井架液压滑模施工，但施工时必须充分考虑钢内筒、扶梯、钢平台安装等的要求，钢内筒宜采用液压顶升法施工。

1．钢筋混凝土外筒身施工

（1）外筒壁施工时，由于筒体内设置了钢内筒、扶梯、钢平台等，已成为一个互有联系的体系，因此应严格控制外筒体滑模的精度。

（2）由于钢楼梯预埋件设置在筒体内壁上，且各层扶梯均与钢平台相连，所以外筒体的中心偏差、扭转、半径、壁厚、牛腿标高等对预埋件安装位置的是否正确关系极大，故施工时应严格控制。

（3）外筒身滑模施工时，应建立混凝土浇筑制，分对称两面采用顺、逆、循环交替的均匀浇筑方法，并根据太阳位置，先浇筑背阳面，后浇筑直晒面，尽量使摩阻力一致。

（4）每滑升一次应用激光对中一次，每滑升10m左右，要进行激光对中和线坠球吊中对比校核，发现偏差时，可用平台倾斜法或螺杆支顶法等来进行纠偏。

（5）牛腿施工采用二次浇筑混凝土的方法，支模时应确保牛腿的准确标高，一般标高误差应控制在20mm以内。

2．横向钢平台安装

（1）钢平台安装一般应由上往下逐层进行，在安装最上一层钢平台时，可利用滑升平台，在外筒壁上部安装提升设备，然后将主、次钢梁吊装就位、焊接。

（2）在最上一层平台上两根主梁的一定位置布置两根钢扁担梁，作为承受悬吊式施工作业平台的荷载，并在其上挂好滑轮组，排好卷扬机。

（3）将悬吊式作业平台提升至由上往下的第二层高度，施工人员由吊笼电梯上作业平台，用手拉葫芦移动、就位。

（4）用提升设备将其他主、次梁由悬吊式操作平台中间预留的吊物孔中吊上后，分别就位、焊接。

（5）钢扶梯及水落管，应自上而下与钢平台同步安装，并由上至下逐层安装完毕。

3．钢内筒制造

（1）根据设计要求的钢内筒直径和钢板的幅面规格，计算每一小圈钢内筒需用多少块钢板焊接拼成；几小圈组成一定高度的钢内筒单体。

（2）制作钢内筒时，可用四轴卷板机和自动焊机将已卷曲整形的耐大气腐蚀钢板组焊成一小圈，焊接时要用米字撑在筒内控制钢内筒的圆度，焊接完毕后拆下米字撑，进行筒身整圆，安置筒内撑箍。然后将每一小圈对口焊接到一起，组成一定高度的钢内筒单体，如图21-28。