火电厂240米烟囱钢内筒及平台施工方案.doc

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武汉理工大学工程管理学本科毕业论文

火电厂240米烟囱钢内筒及平台
施工方案

学生姓名：xxxx

指导教师：

时间：2011年5月

目 录

1.工程概况 3
2.编制依据 3
3.施工计划 3
4.施工工艺及设计 3
5.施工安全保证措施 9
6.安全事故应急救援预案 12
7.监测监控 13
8.劳动力计划 14

为确保火力发电厂240米高烟囱钢内筒及其平台施工安全，特从安全控制管理角度编制本方案。
1、工程概况：
本工程为240m高双套管烟囱，外筒为钢筋混凝土结构，高234m；内筒为240m高φ6850mm等直径自立式复合钢-钛板内筒，高为240m；两个钢内筒左右对称布置。单个钢内筒复合钢-钛板及加劲肋的重量约665.3吨。为保证复合钛钢板在安装过程中不被损坏，钢内筒安装采用液压千斤顶钢绞索提升方案。烟囱在标高11.17m、30m、60m、90m、120m、150m、190m、处设有7层检修或止晃平台，其中190m层箱形主钢梁重约22t，在外筒顶部232.5m标高处设有封顶混凝土平台。
2、编制依据：
2.1《烟囱各层钢平台施工图》 （F2771E1S-T0105）A
2.2《钢内筒施工图》 （F2771E1S-T0104）A
2.3《建筑施工手册》 （2005版）
2.4《钢结构工程施工质量验收规范》 （GB50205-2001）
2.5《重型设备吊装手册》 （第二版）
2.6《起重用钢丝绳检验和报废实用规范》 （GB/T 5972-2006）
2.7《烟囱施工及验收规范》 （GB50078-2008）
2.8《建筑钢结构焊接技术规程》 （JGJ81-2002）
2.9《电力建设安全工作规范》 （DL5009.1-2002）
2.10《电力建安全健康与环境管理工作规定》
2.11《电力建设安全健康于环境管理工作规定》
3、施工计划：
3.1钢平台、钢爬梯安装：工期计划安排47天，具体计划详见下表：
钢平台、钢爬梯安装施工计划表
平台标高（m）
工期计划（天）
平台标高（m）
工期计划（天）
平台标高（m）
工期计划（天）
233.5米
5天
120米
4天
30米
4天
190米
10天
90米
4天
11.50米
5天
150米
4米
60米
4天
扶梯
7天
3.2钢内筒单筒安装工期计划安排45天，双筒安装工期计划安排90天。
3.3烟道口安装：工期计划安排30天。
4、施工工艺及设计：
4.1钢内筒液压钢绞索提升安装：
4.1.1钢内筒液压钢绞索提升倒装法工艺原理：
烟囱钢内筒钢绞索液压提升倒装法，是在烟囱顶部检修平台上设置的提升支架均布若干个穿心式液压千斤顶。穿心式液压千斤顶和在钢内筒上设置的提升吊点之间通过钢绞索进行连接，通过工作锚和安全锚提升钢绞索，并由钢绞索带动钢内筒达到提升的目的。在提升时向各液压缸同时供应等量的压力油，工作锚提起钢绞索带动钢内筒向上提升，提升到工作锚千斤顶行程到位时，利用安全锚锁紧钢绞索，将工作锚回程，工作锚回程后松开安全锚，工作锚继续向上提升，如此循环以上工作步骤直到钢内筒筒体高度满足下一节板的安装高度时提升工作完毕。进行上下钢内筒壁板或筒节的组对、焊接。如此循环以上工作步骤直到钢内筒提升到190m时，将吊点下移55m后，再按上述工作步骤继续提升钢内筒，直到最后一节钢内筒提升完毕时，提升工作结束。其工艺流程如下：
提升吊点安装
内筒节段运输
提升内筒节段
提升支架安装
提升设备布置
提升钢绞索安装
推进下一段内筒节段对接

循环提升内筒节段到要求高度

工艺流程方框图

4.1.2液压提设备的选用及施工步骤：
（1） 液压提升设备的选用计算（选自重型设备吊装手册）：
1）单个钢内筒提升重量：650t，乘以1.1的动力系数为715t，计算取吊装荷载727t。
2）穿心式液压千斤顶：采用YTSD200-300穿心式液压提升千斤顶，每台千斤顶最大提升能力为200t，具体参数如下：
型号：YTSD200-300 额定油压：31.5MPa 提升力：2000kN
穿心孔直径：Φ175mm 外形尺寸：520mm×1950mm 行程：300mm 提升速度：6.5m/h
3) YTSB液压提升泵站
型号：YTSB35 额定压力：31.5MPa 额定流量：35L/min
4）所需液压千斤顶数量，由公式n=P÷K÷G（液压千斤顶鉴定规程）求得：
式中n——千斤顶数量台。
P——最大提升质量（727t）
K——千斤顶额定顶升重量折减系数，取K＝0.6～0.8。
G——千斤顶额定顶升重量，200t。
n=727÷0.7÷200＝5.19台
根据钢内筒的实际提升重量727t,选用6组液压千斤顶共计6台YTSD200-300穿心式液压提升千斤顶，提升能力合计1200吨。
每台液压提升千斤顶实际吊重：727÷6＝121.17t，承载率 121.17÷200＝60.58%
故液压提升系统是安全的。
（2）钢绞索数量计算：
钢绞索数量由公式N=P÷p1计算：
式中N——钢绞索数量根。
P——最大提升质量727t。
p1——钢绞索许用拉力，kN
钢绞索采用Φ15.24mm（ 1860Mpa或2000Mpa级，）计算公式出自《重型设备吊装手册》（第二版）。
Φ15.24mm钢绞索每根破断载荷261 kN，按4倍安全系数,计算每根钢绞索容许拉力为：p1=261÷4=65.25 kN
由以上数据得出N=P÷p1＝7270÷65.25=111.42 根
取N=114根(每台千斤顶最多能穿19根钢绞索，共19×6=114根。)
实际安全系数：114×261÷7270＝4.09
每根钢绞索实际承重：7270÷114＝63.77 kN
故钢绞索采用114根是安全的。
（3）液压提升设备的安装：
1）首先在烟囱190m标高处的检修平台上的主承重箱形钢梁2000×800、1000×500上安装提升支架和导索架，6组提升支架按下图均匀布置，最后在提升支架上安装提升千斤顶，千斤顶放置要垂直水平，以保证钢绞索的偏角小于0.5度。详见下图：

2) 液压泵站安装及油路连接:
在操作平台上选择合适位置安放液压泵站，使泵站与各组液压千斤顶近似在同一水平面上，并使泵站与各组千斤顶之间高压油管的长度尽量相同，液压电动泵站安装有流量调节阀和截止阀，流量调节阀可以调整液压千斤顶顶升平衡，截止阀同时具有调节流量截止供油功能。通过调节以上阀门可以解决提升时的平衡倾倒问题，以保证提升的同步。
3）内筒下部吊点计算（吊点详图见下页）：
吊点的钢板：剪应力为F=776.685÷6=129.45t
立板 允许应力为：F=80×2.2×0.8×2=281.6T>129.45t 满足要求！
平板 允许应力为：F=25.5×5×0.8×2=204T>129.45t 满足要求！
4）千斤顶上5#、6#支撑板受力计算：
千斤顶受力为F=787.185/6=129.45t
平板 允许应力为：F=25×4×0.8×2=160t>129.45t 满足要求！
立板 允许应力为：F=200×1.6×0.8×2=196t>129.45t 满足要求！
6）安装下部吊点:
在钢内筒节段上焊接加强钢板，再从加强钢板上焊接6组吊点，6组吊点按千斤顶布置分布，以减少提升时钢内筒的变形。

7）安装钢绞索：把钢绞索穿过千斤顶和提升吊点，提升吊点下部预留出150m钢绞索后再多留出50m，以备二次提升（190m以上）使用。穿索时要使用梭线盘，且钢绞索左右旋要对称布置，避免钢绞索打绞。
4.1.3内筒外施工架子及升降平台安装：
（1）内筒外施工架子：在烟囱内部围绕钢内筒外部搭设高度为10米的施工外架，施工外架用10号槽钢焊接成全钢结构施工外架（详见下图）。施工外架横杆间距1800mm，宽度为800mm。施工外架主要承担补刷油漆和外保温的施工。

（2）钢内筒内部施工升降平台的安装：
该平台主要为载人施工升降平台。在232.5米封顶平台大梁上安装两条直径21.5mm的钢丝绳，钢丝绳下部吊点滑轮离烟囱地面18米，施工升降平台的5T卷扬机钢丝绳安装在两条直径21.5mm的钢丝绳吊点滑轮上，所以钢内筒内部施工升降平台可以在0～12米之间上下活动。施工平台外部安装6个橡胶滑轮，以免施工平台碰伤烟囱钢内筒内壁钛板。
4.2钢平台安装：
4.2.1安装方法：
（1）各层平台安装顺序为：先安装次梁牛腿，再安装主梁、次梁，然后安装其他构件。
（2）止晃及检修平台共有7层，分别为11.17m、30m、60m、90m、120m、150m、190m。平台安装自上而下进行。顶层232.5m平台安装利用烟囱外筒顶部的施工平台进行安装。安装时，按先安装次梁牛腿及环向槽钢，再安装主梁、次梁，然后安装其他构件的顺序进行拼装焊接。这样可以利用次梁牛腿的挑力，减少钢构件对施工平台的荷载。吊上平台的材料不可以集中堆放，要均布于平台上，材料堆放要平稳，必要时要用绳子或铁丝进行捆绑，以杜绝材料高空坠落。
（3）在安装190m层平台时，由于平台材料重量较重，为了提高施工中的安全系数，施工升降平台提升到下一层平台设计安装要求高度（施工升降平台详见《烟囱施工升降平台安装、拆卸施工方案》）。在已安装好的232.5m检修平台大梁上固定8条直径21㎜的钢丝绳，（钢丝绳破断拉力验算详见第4.2.2条）安装在施工升降平台的吊环上，使施工升降平台受力于上一层平台的大梁上。施工升降平台加固好后进行该层检修平台的安装。
（4）190m平台最重箱形钢梁重约22t,吊装方法为：将二台10t卷扬机安装在现有两台5t卷扬机的左侧，通过二组20t的滑轮组，将8个吊点设置在232.5m层的主梁上。吊装时，将主梁分为两部分提升到位。当两节大梁都吊到位后，用10t倒链调整水平后进行拼装（吊装方法详见附图）。
（5）150m及其以下各层平台均利用各自的上一层平台主梁进行安装。
（6）232.5米以下钢爬梯安装，利用试验合格的施工升降平台提升到设计要求高度，由于钢爬梯重量较轻，将地面加工好的钢爬梯用吊笼吊上施工升降平台由上往下安装。
4.2.2 平台允许荷载验算：
（1）外筒提升平台：该平台承担232.5m平台钢构件的安装荷载。
根据《烟囱提升平台安装拆卸施工方案》，提升平台的允许荷载为70kN；
钢平台主梁截面尺寸为H1000×400×22×28，重约51.4kN，安装时，主梁分两段进行安装，接头位置设置在跨中的1/3处，故一段主梁的重量按总重量的2/3考虑，则：
51.4×2/3=34.27kN
查《施工手册》吊装动力系数取1.5
则提升平台实际承受的荷载为：34.27×1.5=51.4kN<70kN 满足要求！
（2）232.5m钢平台：该平台承担190m平台钢构件的安装荷载。
根据《烟囱各层钢平台施工图》（F2771E1S-T0105）A，232.5m层平台面积为153㎡，设计允许活荷载为7kN/㎡，则二根H1000×400×22×28主梁可承受的活荷载为：153×7=1071 kN，一根H1000×400×22×28主梁可承受的活荷载为： 1071÷2=535.5 kN
由于平台次梁将一部分荷载传递到烟囱外筒壁上，则主梁允许承受的活荷载按50%折减，则：535.5×50%=267.75 kN
190m平台箱形主梁截面尺寸为□2000×800×32×34，重220kN。安装时，主梁分两段进行安装，接头位置设置在跨中的1/3处，故一段主梁的重量按总重量的2/3考虑，则：
220×2/3=146.67kN
考虑增加吊索、吊具（包括滑轮组、手拉倒链等）重量20kN,动力荷载系数取1.5，则一根H1000×400×22×28主梁实际承受的活荷载为：
（146.67＋20）×1.5=250 kN<267.75 kN 满足要求！
（3）190m平台是根据钢内筒提升方案专门设计的，其它各层平台主梁截面尺寸较小，设计已考虑了施工荷载，故不需进行安装荷载验算。
（4）钢丝绳允许拉力验算：
1）190m层箱梁吊装钢丝绳采用8根（6×37+1）型的Ф21.5钢丝绳，查《施工手册》，其性能指标如下：
抗拉强度：1550N/m㎡
Fg（破断拉力总和）=270KN
α（换算系数）=0.82
8根钢丝绳承受的总拉力：267.75kN
用于机动起重设备的安全系数：[K]=6
则8根Ф21.5钢丝绳安全系数K=α×Fg/ F=0.82×8×270/267.75=6.62＞[6]
故采用8根6×37+1型Ф21.5钢丝绳满足安全系数要求！
2）钢内筒内部施工升降平台2根（6×37+1）型的Ф21.5钢丝绳，用于载人升降平台的安全系数：[K]=14,则钢丝绳的允许拉力为：
[Fg]= α×Fg×2/ K=0.82×270×2/14=31.6KN
故载人升降平台的总荷载不得超过30 KN ！
4.2.3钢丝绳和钢丝绳夹，均应有产品技术性能和质量证明文件。
4.2.4施工人员应持证上岗，每班作业要检查钢丝绳及钢丝绳的卡头是否符合要求。要求操作工做好交接班记录。
5、施工安全保证措施：
5.1组织保障：
5.1.1安全管理体系框图：

施工班组安全员
施 工 员
设 备 员
土建施工队
专业施工队
钢筋加工场
专（兼）职安全员
项目经理
项目副经理
项目总工程师
施工安监科
技术质量科
材料设备科
综合办公室
专职安全员全员
员工代表

5.1.2安全管理工作领导小组：
组长：项目经理
副组长：项目总工 项目副经理
安全负责人：
成员：工程科长 安监科长 施工队长
5.2安全施工具体措施：
5.2.1对进行钢内筒及平台组装的人员必须进行安全教育、安全技术交底，使其了解工艺性能、熟悉安全操作规程，组装人员必须持证上岗。
5.2.2进入现场的人员必须统一指挥，所有施工人员必须佩带安全帽，高空作业佩带安全带，遵守现场安全管理规定。高空作业必须进行体检，高血压、心脏病等不适应高空作业的不允许进行登高作业。
5.2.3高空作业必须有统一指挥，号令一致。地面设警戒区，并设专人值勤。上下通讯系统要求性能良好，并设专人保管，其他人不得随意动用。
5.2.4每个千斤顶使用的钢绞索，必须是一半正绞股、一半反绞股，以防钢绞索扭结。
5.2.5穿钢绞索时，钢绞索的前端应用牵引头夹持牢固，以免牵引过程中脱落。钢绞索穿好后，在正式或每次提升前用一台小千斤顶将每台提升千斤顶上已穿好的钢绞索逐根进行预紧，以防钢绞索受力不均匀而被拉断。预紧或提升后钢绞索的多余部分必须割除，以防伤人。
5.2.6正式提升前应会同技术人员进行试提升，确认工艺合理、提升正常后方可正式提升。
5.2.7当钢绞索有浮锈时，将锚固夹持段及其外端的钢绞索浮锈和污物清除干净，以免在安装和提升过程中浮锈、污物填满工作夹片的齿槽而造成滑线。
5.2.8安装过程中不得损伤钢绞索，不得附着任何腐蚀索体的物质，并注意防水。凡有损伤的钢绞索，必须立即更换，不得重复利用。
5.2.9钢内筒顶升操作人员在进行钢内筒顶升前要进行各部件的检查工作，确认液压系统安全无故障时才可以进行系统操作。
5.2.10钢内筒顶升操作人员操作前必需进行岗前培训。培训将由本项目技术人员和千斤顶生产厂家共同负责。
5.2.11施工现场应保持整洁，垃圾、废料应及时清除，做到“工完、料尽、场地清“，坚持文明施工。
施工配电箱开关闸刀的外壳应完整无损，露天的应带有防雨罩，并且应设警告牌。所用的电器机械应装有漏电保护器，并应有安全接地。夜间施工必须有足够的照明，并应有专职电工值班。
5.2.12立体交叉作业时，层间搭设严密牢固的隔离层，要注意高空落物伤人。
5.2.12使用吊笼时，要按照其操作规程进行操作。
5.2.13操作平台四周设置栏杆和安全网，内外操作架的外侧和底部均应设置安全网，为防止落物，安全网网孔规格为20×20mm。
5.2.14平台上的施工荷载应均匀、对称分布，严禁超载。升降时应做好准备，禁止擅自操作。
5.2.15在平台上施工时，严禁吸烟。上平台时，严禁携带明火。平台上应设置灭火器，灭火器压力应随时进行检查。还应设置两个消防水桶以备应急。
5.2.16定期安排专人对平台各个连接杆及吊装机具件进行检查，对螺栓的连接，焊缝的质量进行检查。
5.2.17做好交接班工作。每次上一班组与下一班组交接时，必须将现场清理干净，将平台上无用的材料、工具等清理下去，将平台清扫干净后，交于下一施工班组，确保平台的文明施工。
6、安全事故应急救援预案：
6.1目的：
为了积极应对和控制潜在的事故或紧急情况的发生，及时采取措施，迅速有效地组织开展抢险救援，做好应急准备和响应，并最大限度地杜绝和减少可能引发的后果，依据国家法律、法规的规定，结合工地的实际，制定本预案。
6.2适用范围：
适用于本工程施工生产活动中发生的高处坠落、机械伤害、坍塌、触电、火灾等各类生产事故。
6.3应急救援组织机构及职责：
6.3.1项目部成立应急救援小组，成员如下：
组长：项目经理
副组长：项目总工 项目副经理
成员：工程科长 安监科长 材料科长 施工队长
6.3. 2主要职责：
1）组长、副组长：
A当工地发生重大事故或紧急情况时，由组长或副组长发布应急救援预案启动命令，使全体人员及时到达预定岗位迅速开展工作。
B负责应急救援工作的统一领导和组织指挥。
C及时处理预案实施过程中的突发事件和紧急情况。
D当险情排除或控制，工作处于稳定状态下，发布应急救援终止命令。
E负责善后处理、事故协查工作。
2）成员：
A传达组长、副组长命令。
B负责事故的及时上报和综合协调及通讯联络。
C负责救援预案的实施及责任落实。
D负责组织人员实施现场抢救、请求支援和救护、保护事故现场、做好标记、拍照、记录等工作。
E协助事故调查工作，提出防止类似事故再次发生所应采取措施的建议。
6.3.3事故报告程序：
1）事故当事人 项目部负责人 公司主管部门 上级主管部门。
2）在紧急情况下，也可越级上报，以便及时采取应急措施。
6.3. 4事故应急措施：
1）高处坠落：
A 高处坠落者如伤情较重，应注意保护摔伤及骨折部位，禁止直接抓住伤者的手和脚抬动，应将伤者放在硬板上抬动，为防不正确的抬动使骨折部位造成二次伤害，有腹部创伤及脊柱损伤者，应用卧位运送；胸部伤者一般取半卧位。颅脑损伤者一般取仰卧偏头或侧卧位，以免呕吐误吸。对大量失血伤者，应采取包扎、止血、止痛等有效措施，防止休克。
B 尽快与上级部门联系，拨打120救急电话，以便迅速妥善地得到后续治疗。
2)坍塌和机械伤害：
A 事故发生后，在场人员应立即关掉机械，切断电源。
B 对机械伤害造成的撕裂伤、切割伤应立即通知临近医院或拨打120急救电话，到医院进行缝合伤口等有效治疗。
3)挤压伤：
A尽快解除重物压迫，减少挤压综合症。
B 伤肢制动，可用夹板做简单托持。
C 伤肢降温，尽量避免局部热缺血。
D 伤肢不应抬高、按摩或热敷。
E 迅速转往医院救护。
4)触电事故：
A 发生触电事故后，现场人员应立即拉闸断电，亦可用现场得到的干燥木棒或绳子等非导电体移开电线或电器，切不可用手去拉触电者。
B 若发现触电者呼吸或呼吸心跳均停止，则立即进行人工呼吸或同时进行体外心脏按压。要求心肺复苏要坚持不间断的进行，，直至伤者清醒或确定死亡为止。
5)火灾和爆炸事故：
A事故发生后，现场人员应立即拨打119火警电话，同时现场人员立即取灭火器灭火，；因电起火时，应立即切断电源，用干粉灭火器或干砂灭火。
B项目主要负责人应负责组织人员安全疏散，减少人员伤亡。
C派人到主要路口迎接消防车。
D 有人员受伤时，尽快与附近医疗部门联系或拨打120请求救护。
6)应急救援队伍及车辆：
A应急救援抢险队人员组成：
队长：项目副经理 副队长：工程科长 施工队长
队员：施工队年轻力壮人员担任（不少于5人）
B 应急救援车：
车牌号： 司机及随身联系方式（保持24h畅通）
7、监测监控：
7.1各层平台安装主梁前，均应进行试提升。方法为：将构件吊离地面250mm，观测其上一层各构件及钢丝绳受力变形情况并做好记录。依次类推，直至提升高度达到1500mm.停止提升，在卸载前对其上层主梁标高进行测量并作记录，然后进行卸载，卸载后再次对顶层主梁进行标高测量，根据数据进行对比，然后对相关节点进行观察，得出结论，确认安全后进行正式提升。
7.2载人平台试验：在安装使用前应做负重试验，将总荷载荷载30KN（含平台自重）的钢材均布于施工升降平台，用卷扬机吊离地面500㎜做负重荷载试验，观测各构件及钢丝绳受力变形情况并做好记录。确认安全后方可使用。
7.3电梯吊笼设置断绳保护安全装置，安装后要对断绳保护装置进行试验。在使用吊笼前整个系统经试运确认合格后方可使用。上人和运料不能同时进行，运料时限载1t，上人时限乘5人。
7.4 卷扬机：
7.4.1基底应平稳牢固，距第一个导向滑轮50米，此导向轮固定在混凝土筒壁预埋件上（埋件采用14㎜厚钢板，16根长390㎜Φ22钢筋手工电弧焊而成）。
7.4.2卷筒上预留钢丝绳不能少于5圈， 且应与卷筒、吊笼连接牢固不得与地面摩擦，卷筒上钢丝绳应排列整齐，但严禁在转动中用手拉脚踩钢丝绳。如有故障立即停止检查，维修好后方可使用。
7.4.3卷扬机运行设专人看护，每台卷扬机设紧急停止开关一道，紧急情况切断电源。
卷扬机作业前要检查安全装置防护措施、电气线路、接零、制动等全部合格后方可使用。
7.4.5作业完毕将吊笼降至地面、切断电源、锁好开关。
7.4.6钢丝绳脱槽措施，采用圆钢Ф12弯成U型焊在滑轮架上面 。每班作业要检查钢丝绳及钢丝绳的卡头是否符合要求。要求操作工做好交接班记录。
7.4.7卷扬机的传动装置应定期注油，操作工班前必须进行检查，若发现定滑轮转动不均衡或转动声音异常，应及时进行维修或换轴处理。
7.5 安全员跟班作业，实行全天候、全过程、全方位的安全监察与管理；遵照“以则论处，重奖重罚”的原则，定期开展反违章活动。
7.6 积极参加业主、监理组建的安全管理委员会及定期会议；随时接受业主、监理人员依法实施的监督、检查．
7.7认真执行公司及项目部安全检查与考核管理办法及业主的有关规章制度，对查出的不安全因素和问题，坚持“三定”的原则，认真整改，及时消除事故隐患。
8、劳动力计划：
根据施工方案及现场实际情况，项目部配备施工员、技术员、质检员、安全员各一人，劳动力计划安排如下表：
序号
工种
数量（人）
备注
1
提升人员
10

2
起重工
10
持证上岗
3
电焊工
25
持证上岗
4
气焊工
5
持证上岗
5
铆 工
5

6
油漆工
5

7
附助工
20

8
电 工
2
持证上岗

合计
82

15