СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА ВЫСОТНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ТРУБ С МНОГОСЛОЙНОЙ ФУТЕРОВКОЙ ПРИ МАЛОМ ВЫХОДНОМ ДИАМЕТРЕ
METHOD TO CONSTRUCT HIGH-RISE REINFORCED CONCRETE INDUSTRIAL PIPES WITH MULTI-LAYER LINING WITH SMALL OUTLET DIAMETER

Изобретение относится к области строительства высотных железобетонных промышленных труб с многослойной футеровкой при малом выходном диаметре с применением многоклеточного шахтного подъемника.
Известен способ возведения высотных железобетонных труб (Стуканов А. А. Возведение монолитных железобетонных промышленных труб. Изд. 2-е, испр. и доп., Стройиздат, 1973, стр.110, рис.41, стр.128-131, стр.148-149). При этом способе бетонирование ствола трубы осуществляют с помощью шахтного подъемника с подъемным устройством для перемещения рабочей площадки. Доставку бетонной смеси с нулевой отметки производят в ковше грузовой клети шахтного подъемника. Поступившую в раздаточный бункер, закрепленный на подъемном устройстве, бетонную смесь загружают в емкости перемещения, которыми доставляют к месту укладки, выгружают через щель в рабочем настиле в опалубку.
После окончания бетонирования производят теплоизоляционные и футеровочные работы с помощью футеровочной площадки, подвешенной к дополнительному устройству для ее подъема приблизительно тех же габаритов, что и первый. Таким образом, в работе находятся одновременно два устройства.
Известен способ футеровки и теплоизоляции с помощью футеровочной площадки, поднимаемой ручными талями (Стуканов А. А. Возведение монолитных железобетонных промышленных труб. Изд. 2-е, испр. и доп., М. Стройиздат, 1973, стр.63, рис.27).
Недостатком является применение ручного труда при подъеме футеровочной площадки.
Известен способ возведения высотных железобетонных труб, включающий бетонирование ствола трубы с рабочей площадки, перемещаемой устройством для ее подъема по отношению к шахтному подъемнику, транспортирование материалов и бетонной смеси в зону производства работ при одновременном наращивании шахтного подъемника до достижения сооружаемой трубой проектной отметки, после выполнения бетонирования ствола трубы устройство подъема рабочей площадки отсоединяют от шатра, опускают до нулевой отметки, подвешивают к нему футеровочную площадку, с которой выполняют антикоррозионные, футеровочные и теплоизоляционные работы, а устройство для подъема материалов размещают на шатре, который опирают посредством диафрагмы жесткости на шахтный подъемник, или на обрез ствола трубы (SU 1441038 А1, 30.11.1988).
Недостатком такого способа является то, что при бетонировании и производстве футеровочных и теплоизоляционных работ используют одно и то же устройство подъема, в то время как при футеровочных и теплоизоляционных работах достаточно грузоподъемности почти в два раза меньше, чем при бетонировании ствола. Устройство для подъема перемещается по шахтному подъемнику постоянного поперечного сечения, что создает препятствие при футеровочных и теплоизоляционных работах в верхней части трубы, где диаметр при футеровке и теплоизоляции уменьшается до критических размеров, являющихся препятствием производству работ.
Известен способ строительства жаропрочных высотных железобетонных труб с малым выходным диаметром с большой толщиной теплоизоляции и футеровки из штучных материалов (RU 2405897 С1, 09.09.2009) (Прототип).
При этом способе строительство трубы производят в два этапа: на первом этапе бетонируют ствол трубы с рабочей площадки, перемещаемой устройством для ее подъема по шахтному подъемнику при одновременном посекционном его наращивании с установкой гибких связей, бетонную смесь подают в грузовой клети в одной из ячеек шахтного подъемника.
После окончания бетонирования ствола трубы демонтируют рабочую площадку, опирают блоки грузовой клети на шахтный подъемник, устройство подъема опускают по шахтному подъемнику, демонтируют угловые стойки шахтного подъемника до уровня, на котором диаметр будущей футеровки препятствует проходу футеровочной площадки, дальше продолжают опускать устройство для подъема до нулевой отметки без демонтажа стоек, где его демонтируют. Вместо него монтируют самоподъемное устройство, к которому подвешивают футеровочную площадку, с которой производят теплоизоляционные и футеровочные работы. Футеровочную площадку перемещают самоподъемным устройством по 16-стоечному шахтному подъемнику до отметки уменьшения диаметра футеровки до пределов, препятствующих прохождению шахтного подъемника по 16-стоечной схеме, поэтому с этой отметки переходят на 12-стоечную схему, которая получилась после демонтажа угловых стоек шахтного подъемника после окончания бетонирования ствола трубы.
Недостатком такого способа является то, что после бетонирования ствола трубы при опускании устройства для подъема рабочей площадки ведут демонтаж угловых стоек не на всю высоту шахтного подъемника и в частично демонтированных угловых ячейках не ставят диагональные ригели, чем уменьшают жесткость и продольную устойчивость шахтного подъемника. После демонтажа устройства для подъема рабочей площадки монтируют самоподъемное устройство с размерами, расположенными со стороны внешних граней шахтного подъемника, равными размерам устройства для подъема рабочей площадки, что сказывается на увеличении габаритных размеров самоподъемного устройства. Футеровочные работы ведут из штучных материалов, например кирпича, ярусами высотой 500 мм, что не дает возможности проводить футеровочные работы из монолитного легкого бетона, например, из монолитного полимеркерамзитобетона.
Цель изобретения устранить отмеченные недостатки.
Указанную цель достигают тем, что строительство трубы проводят в несколько этапов: на первом этапе бетонируют ствол трубы с одновременным постепенным наращиванием шахтного подъемника. После окончания бетонирования ствола трубы, демонтажа рабочей площадки и элементов шатра, выходящих за габарит выходного диаметра ствола трубы, опускания демонтированных элементов в грузовой клети на нулевую отметку, опирают блоки грузовой клети на шахтный подъемник, а оставшийся облегченный шатер на обрез ствола трубы, поддерживающий необходимый микроклимат внутри трубы и защищающий монтажников и работающее оборудование от атмосферных осадков. Устройство для подъема рабочей площадки опускают по шахтному подъемнику, одновременно демонтируют угловые стойки и примыкающие к ним ригели и раскосы шахтного подъемника, которые опускают в грузовой клети на нулевую отметку, устанавливают диагональные ригели в зоне частично разобранных угловых ячеек шахтного подъемника для увеличения его жесткости и продольной устойчивости. Устройство опускают до нулевой отметки, где его полностью демонтируют. Шахтный подъемник с частично демонтированными угловыми ячейками используют для футеровочных, теплоизоляционных и противокоррозионных работ, для чего на нулевой отметке собирают самоподъемное устройство, охватывающее снаружи многоклеточный шахтный подъемник с демонтированными угловыми стойками и примыкающими к ним ригелями и раскосами, имеющее меньший габаритный диаметр, обеспечивающий проход устройства через наименьшее поперечное сечение ствола трубы и имеющее меньшую грузоподъемность, обеспечивающую подъем полностью нагруженного устройства при необходимой нагрузке, которая значительно меньше нагрузки, требуемой при бетонировании ствола трубы. Перемещение самоподъемного устройства, содержащего каркас с четырьмя лебедками, расположенными параллельно диагональным ригелям по направлению диагональных осей шахтного подъемника, что дает возможность уменьшить габариты самоподъемного устройства; восемь страховочных стропов, идущих параллельно центральным стойкам внешнего контура шахтного подъемника; осуществляют четырьмя упомянутыми лебедками при наматывании или сматывании канатов с барабанов лебедок. Для увеличения грузоподъемности лебедок, канат каждой лебедки направляют на монтажный блок и возвращают к самоподъемному устройству, на котором крепят к специально предназначенному для этого узлу на каркасе, монтажный блок своим крюком с защелкой навешивают на кольцо двухветвевого цепного стропа, каждую ветвь которого закрепляют на быстроразъемном хомуте, установленном на муфте стойки шахтного подъемника. Самоподъемное устройство страхуют восемью одноветвевыми цепными стропами, изменяемой длины, используя такую конструкцию, получают возможность при необходимости менять длину цепного стропа на величину, минимально равную шагу цепи, максимально кратную длине стойки, равную 2500 мм, тем самым создают условия для выполнения футеровки как из штучных материалов с переменным шагом подъема (блоки из пеностекла, прижимная кладка из кирпича), так и из монолитного легкого бетона, например, (монолитного полимеркерамзитобетона) с применением внутренней трубной опалубки и подвесных лесов, подвешенных к футеровочной площадке, с которых ведут установку и переустановку щитов внутренней трубной опалубки или опалубки подобного вида, переустановку щитов производят с постоянным шагом подъема, определяемым высотой яруса бетонирования и высотой щита внутренней опалубки 1250 или 2500 мм; при переустановке щитов применяют два или три одинаковых внутренних щита, установленных друг на друга, при этом нижний используют как опорный для выше расположенных, после бетонирования очередного яруса нижний щит (опорный) снимают и переставляют на верхний, которому передают функции опорного. Верхние щиты образуют с предыдущим слоем футеровки кольцевую щель, в которую укладывают последующий слой монолитной футеровки, перед укладыванием очередного слоя монолитной футеровки верхние щиты раскрепляют специальными бандажами из круглой стали, установленными в зажимы на щитах для получения геометрической неизменяемости кольцевой щели и необходимой толщины монолитной футеровки. При новом положении самоподъемного устройства после его подъема лебедками устанавливают с помощью соединительного звена и крюка ограничителя необходимую длину страховочного стропа и подвешивают его с помощью быстроразъемного хомута к муфте стойки шахтного подъемника, опускают лебедками самоподъемное устройство до момента передачи нагрузки с каната лебедки на страховочный строп, последовательно переставляя быстроразъемные хомуты крепления монтажного блока подвески каната лебедки и установки страховочного каната и соответствующего подъема самоподъемного устройства, перемещают подвешенную к нему футеровочную площадку, с которой производят различного вида футеровочные работы; установку быстроразъемных хомутов крепления двухветвевого цепного стропа и страховочного стропа производят в различных уровнях со смещением по высоте как минимум на половину длины стойки, равную 1250 мм, тем самым устраняют возможность крепления их к одной и той же муфте стойки шахтного подъемника; для сохранения необходимого по технике безопасности зазора между футеровочной площадкой и футеровкой, равного не более 150 мм, по периметру футеровочной площадки устанавливают выдвижные консоли, регулирующие этот зазор, при устройстве очередного слоя футеровки, при подъеме специального устройства восстанавливают гибкие связи и угловые стойки, и примыкающие к ним ригели и раскосы под футеровочной площадкой; при опускании устройства для подготовки производства последующего слоя под футеровочной площадкой демонтируют угловые стойки, ригели, раскосы и гибкие связи; эти работы повторяют при подготовке, проведении и после окончания каждого слоя, количество которых зависит от объема, качества, разнообразия типов футеровки; после выполнения всех слоев футеровки блоки грузовой клети крепят на обрезе ствола трубы, ячейки шахтного подъемника перекрывают установленными на ригели щитами, с которых ведут его демонтаж, опуская демонтируемые элементы в грузовой клети, после чего демонтируют все устройство. Возможен вариант, при котором близкие по назначению и производству работ слои футеровки и совместимые между собой объединяют в один этап, например, блоки из пеностекла и прижимная кладка из кирпича. При обосновании жесткости и продольной устойчивости шахтного подъемника возможен вариант установки диагональных ригелей не на каждом уровне стоек шахтного подъемника.
Такое техническое решение обеспечивает строительство высотных железобетонных промышленных труб с многослойной футеровкой как из штучных материалов, так и монолитного легкого бетона, например, монолитного полимеркерамзитобетона при малом выходном диаметре, повышает производительность, качество работ и безопасность труда, снижает трудоемкость и металлоемкость конструкции.
Способ строительства высотных железобетонных промышленных труб с многослойной футеровкой при малом выходном диаметре поясняется на чертежах.
На фиг.1 показана схема бетонирования ствола трубы
На фиг.2 показана общая схема футеровочных работ.
На фиг.3 показана схема работ по монолитной футеровке.
На фиг.4 показан фрагмент монолитной футеровки.
На фиг.5 показано расположение лебедок на самоподъемном устройстве.
На фиг.6 показано сечение шахтного подъемника в плане при бетонировании ствола трубы.
На фиг.7 показано сечение шахтного подъемника в плане после демонтажа угловых стоек, с примыкающими к ним ригелями и раскосами, после окончания бетонирования ствола трубы.
На фиг.8 показано усиление шахтного подъемника диагональными ригелями. после частичного демонтажа угловых ячеек.
На фиг.9 показана схема установки на стойку шахтного подъемника быстроразъемного хомута, и крепление к нему крюка ограничителя цепного со страховочным цепным стропом регулируемой длины.
На фигурах обозначено: 1 - многоклеточный шахтный подъемник, 2 - ствол трубы, 3 - рабочая площадка, 4 - устройство для подъема рабочей площадки, 5 - блоки грузовой клети, 6 - шатер, 7 - грузовая клеть, 8 - внутренние щиты опалубки, 9 - наружные щиты опалубки, 10 - гибкая связь, 11 - консоль ствола трубы, 12 - стойка, 13 - раскос, 14 - ригель, 15 - самоподъемное устройство, 16 - лебедка перемещения самоподъемного устройства, 17 - канат лебедки, 18 - быстроразъемный хомут, 19 - монтажный блок, 20 - кольцо двухветвевого цепного стропа, 21 - двухветвевой цепной строп, 22 - облегченный шатер, 23 - диагональный ригель, 24 - одноветвевой цепной страховочный строп, 25 - футеровочная площадка, 26 - выдвижная консоль, 27 - теплоизоляционный монолитный легкий полимер-керамзитобетон ствола трубы, 28 - блоки из пеностекла, 29 - прижимная кладка из кислотоупорного кирпича, 30 - специальный бандаж из круглой стали, 31 - верхний внутренний щит, 32 - нижний внутренний щит, 33 - подвесные леса, 34 - каркас самоподъемного устройства, 35 - крюк ограничитель цепной.
Работы ведут в несколько этапов. С применением шахтного подъемника 1 производят бетонирование ствола 2 трубы с рабочей площадки 3, перемещаемой устройством 4 для ее подъема по отношению к шахтному подъемнику 1 при одновременном его наращивании с установкой гибких связей 10, бетонную смесь подают грузовой клетью 7 канатом, идущим от нее через блок 5 грузовой клети к лебедке, расположенной на нулевой отметке, грузовой блок устанавливают в верхней части шатра 6, бетонную смесь опускают через кольцевую щель в рабочей площадке в кольцевое пространство между внутренними 8 и наружными 9 щитами опалубки.
На втором этапе после окончания бетонирования ствола 2 демонтируют рабочую площадку 3, элементы шатра 6, устройства для подъема 4, препятствующие прохождению их через выходной диаметр трубы, опуская демонтированные элементы в грузовой клети 7 на нулевую отметку. Опирают блоки 5 грузовой клети на шахтный подъемник 1, а оставшийся облегченный шатер 22 на обрез ствола трубы, создающий необходимый микроклимат внутри ствола трубы и защищающий монтажников и оборудование от атмосферных осадков. Устройство подъема 4 опускают по шахтному подъемнику, демонтируют угловые стойки 12 шахтного подъемника до нулевой отметки. По ходу опускания самоподъемного устройства в частично демонтированных угловых ячейках устанавливают диагональные ригели. Внизу демонтируют устройство подъема 4 полностью.
На нулевой отметке собирают самоподъемное устройство 15, охватывающее снаружи многоклеточный шахтный подъемник 1 и имеющий малый габаритный диаметр, обеспечивающий проход устройства через наименьшее сечение ствола трубы.
Перемещение самоподъемного устройства 15, содержащего каркас 35, с четырьмя лебедками 16, расположенными параллельно диагональным ригелям по направлению диагональных осей шахтного подъемника, восемь страховочных стропов 24, идущих параллельно центральным стойкам внешнего контура шахтного подъемника, осуществляют четырьмя упомянутыми лебедками 16 при наматывании и сматывании каната 17 с барабанов лебедок, при этом, для увеличения грузоподъемности лебедок 16, канат 17 каждой лебедки направляют на монтажный блок 19 и возвращают к самоподъемному устройству 15, на котором крепят к специально предназначенному узлу на каркасе 34, монтажный блок своим крюком с защелкой навешивают на кольцо 20, двухветвевого стропа 17, каждую ветвь которого закрепляют на быстроразъемном хомуте 18, установленном на муфте стойки 12 шахтного подъемника; самоподъемное устройство страхуют восемью одноветвевыми цепными стропами 24. Конструкция стропа позволяет менять его длину на величину, минимально равную шагу цепи, максимально 2500 мм или больше в зависимости от длины примененного стропа.
При новом положении самоподъемного устройства 15 после его подъема лебедками 16 устанавливают с помощью крюка ограничителя 35 цепного стропа необходимую длину страховочного одноветвевого цепного стропа 24, опускают лебедками самоподъемное устройство до момента передачи нагрузки с каната 17 лебедки 16 на страховочный строп.
К самоподъемному устройству 15 подвешивают футеровочную площадку 25, с которой производят теплоизоляционные и футеровочные работы. Для сохранения необходимого по технике безопасности зазора между футеровочной площадкой и кладкой футеровки, равного не более 150 мм по периметру футеровочной площадки, устанавливают выдвижные консоли 26, регулирующие этот зазор.
Самоподъемное устройство страхуют восемью одноветвевыми цепными стропами 24, изменяемой длины, благодоря чему получают возможность при необходимости менять длину цепного стропа на величину, минимально равную шагу цепи, максимально кратную длине стойки, равную 2500 мм, тем самым создают условия для выполнения футеровки как из штучных материалов с переменным шагом подъема (блоки из пеностекла, прижимная кладка из кирпича), так и из монолитного легкого бетона, например, (монолитного полимеркерамзитобетона) с применением внутренней трубной опалубки с внутренними щитами 31,32 и подвесных лесов 33, подвешенных к консоли 25 футеровочной площадки 26, с которых ведут установку и переустановку щитов внутренней трубной опалубки или опалубки подобного вида, переустановку щитов производят с постоянным шагом подъема, определяемым высотой яруса бетонирования и высотой щита внутренней опалубки 1250 или 2500 мм; при переустановке щитов применяют два или три одинаковых внутренних щита, установленных друг на друга, при этом нижний 32 используют как опорный для выше расположенных, после бетонирования очередного яруса нижний щит 32 (опорный) снимают и переставляют на верхний 31, которому передают функции опорного. Верхние щиты образуют с предыдущим слоем футеровки кольцевую щель, в которую укладывают последующий слой монолитной футеровки, перед укладыванием очередного слоя монолитной футеровки верхние щиты раскрепляют специальными бандажами 30 из круглой стали, установленными в зажимы на щитах для получения геометрической неизменяемости кольцевой щели и необходимой толщины монолитной футеровки. При новом положении самоподъемного устройства после его подъема лебедками устанавливают с помощью соединительного звена и крюка ограничителя 35 необходимую длину страховочного стропа и подвешивают его с помощью быстроразъемного хомута 18 к муфте стойки 11 шахтного подъемника, опускают лебедками самоподъемное устройство до момента передачи нагрузки с каната лебедки на страховочный строп, последовательно переставляя быстроразъемные хомуты крепления монтажного блока 19 подвески каната 17 лебедки 16 и установки страховочного каната 24 и соответствующего подъема самоподъемного устройства перемещают подвешенную к нему футеровочную площадку 25, с которой производят различного вида футеровочные работы; установку быстроразъемных хомутов крепления двухветвевого цепного стропа и страховочного стропа производят в различных уровнях со смещением по высоте как минимум на половину длины стойки, равную 1250 мм, тем самым устраняют возможность крепления их к одной и той же муфте стойки шахтного подъемника; для возможности необходимого по технике безопасности зазора между футеровочной площадкой и футеровкой, равного не более 150 мм, по периметру футеровочной площадки устанавливают выдвижные консоли 26, регулирующие этот зазор, при устройстве очередного слоя футеровки, при подъеме специального устройства восстанавливают гибкие связи 10 и угловые стойки 12, и примыкающие к ним ригели 14 и раскосы 13 под футеровочной площадкой 25; при опускании устройства для подготовки проведения последующего слоя под футеровочной площадкой 25 демонтируют угловые стойки 12, ригели 14, раскосы 13 и гибкие связи 10; эти работы повторяют при подготовке, проведении и после окончания каждого слоя, количество которых зависит от объема, качества, разнообразия типов футеровки; после выполнения всех слоев футеровки блоки грузовой клети 5 крепят на обрезе ствола трубы, ячейки шахтного подъемника перекрывают установленными на ригели щитами, с которых ведут его демонтаж, опуская демонтируемые элементы в грузовой клети, после чего демонтируют все устройство. Возможен вариант, при котором близкие по назначению и производству работ слои футеровки и совместимые между собой объединяют в один этап, например, блоки из пеностекла 28 и прижимная кладка из кирпича 29. При обосновании жесткости и продольной устойчивости шахтного подъемника возможен вариант установки диагональных ригелей не на каждом уровне стоек шахтного подъемника.