穿墙烟囱施工方案设计

穿墙烟囱安装专项施工方案一、工程概况本工程为工业厂房配套排烟系统改造项目，需新建18m高不锈钢烟囱穿越C区3层混凝土楼板及1道钢结构横梁。烟囱设计为双层不锈钢结构，内层采用316L不锈钢（厚度8mm），外层采用304不锈钢（厚度5mm），直径1.2m，设计排烟温度280℃，介质含腐蚀性气体（SO₂浓度≤50ppm）。穿墙部位涉及200mm厚混凝土楼板（C30强度等级）及H型钢300×300mm钢结构横梁，经结构验算需增设20#槽钢加固托架。施工范围包括烟囱制作、穿墙节点处理、吊装安装、防腐保温及附属系统施工，计划总工期45天。二、施工准备（一）技术准备图纸深化设计组织结构工程师、暖通工程师联合进行图纸会审，重点复核：穿墙部位结构承载力（原结构需承受竖向荷载12kN/m，水平推力3kN）热胀冷缩位移量计算（温度变形量ΔL=0.042mm/℃·m）节点详图绘制：穿墙部位采用"柔性密封+刚性支撑"复合结构，设置环形排水槽（坡度3%）及冷凝水收集装置专项方案编制吊装方案：选用25t汽车吊（主臂长度18m），吊点设置在距顶端4.5m处，吊索采用Φ22mm钢丝绳（破断拉力280kN，安全系数K=6.8）焊接工艺评定：针对316L/304异种钢焊接，进行焊接工艺试验，确定预热温度150℃，层间温度≤200℃有限元分析：对穿墙节点进行热应力模拟，验证加固托架强度（最大应力185MPa＜Q235B设计值215MPa）技术交底实施三级交底制度：项目总工对施工班组进行方案交底（留存影像记录）班组长对作业人员进行工序交底（填写《技术交底卡》）关键工序（如密封节点施工）制作1:1实体样板，悬挂工艺流程图（二）材料准备材料名称规格型号数量质量要求验收标准不锈钢板316L/δ8mm28m²Cr含量≥16%，Ni含量≥10%GB/T3280-2015不锈钢板304/δ5mm18m²Cr含量≥18%，屈服强度≥205MPaGB/T3280-2015硅酸铝针刺毯密度128kg/m³5.2m³导热系数λ≤0.038W/(m·K)GB/T10294-2018膨胀防火密封胶膨胀倍率≥250%36支耐温范围-50℃~1000℃GB14907-2018槽钢20#12m屈服强度≥235MPaGB/T707-2016焊条E309MoL-1680kg熔敷金属抗拉强度≥550MPaGB/T983-2012（三）现场准备加工场地布置搭设30m×15m封闭式加工棚（配置2台轴流风机），设置：不锈钢切割区（配备等离子切割机，切割面粗糙度Ra≤50μm）焊接作业区（设置防风棚，配置焊接烟尘净化器）材料堆放区（316L与304不锈钢分区存放，设置隔离标识）测量控制网建立高精度测量控制网：平面控制：布设4个轴线控制点（测角中误差≤±5″）高程控制：从厂区水准点引测3个施工水准点（闭合差≤±12√Lmm）垂直度监测：在烟囱底部设置3个测站点，采用2″级全站仪进行实时监测安全设施搭设高空作业平台：搭设满堂脚手架（立杆间距1.2m×1.2m，步距1.8m），铺设50mm厚木脚手板防坠落系统：设置1.2m高防护栏杆（刷红白警示漆），张挂安全平网（网目密度≥2000目/100cm²）三、主要施工流程（一）烟囱制作板材下料采用数控等离子切割（切割精度±0.5mm），316L不锈钢板预留2mm焊接收缩量坡口加工：采用机械加工方法，坡口角度30°±2°，钝边1.5mm±0.5mm卷圆成型在16mm厚钢板平台上进行卷制（平台平面度≤2mm/2m）采用三辊卷板机（上辊直径300mm），分三次渐进卷制，曲率半径偏差≤3mm对口错边量≤0.8mm，间隙2.5mm±0.5mm焊接施工焊接顺序：先纵缝后环缝，纵缝采用双人对称焊接（焊接电流120-150A，电压24-28V）环缝焊接：采用埋弧自动焊（焊接速度350-450mm/min），焊后进行200℃×1h后热处理焊缝检测：所有焊缝进行100%渗透检测（PT），Ⅱ级合格；纵缝进行20%超声波检测（UT），Ⅰ级合格筒体组对采用"倒装法"组对（从底部向上依次组对），临时支撑采用Φ108×4.5mm无缝钢管组对垂直度偏差≤2mm/m，全高累计偏差≤15mm（二）穿墙节点处理结构加固混凝土楼板加固：在穿墙孔周边植入Φ16mm化学锚栓（埋深10d），间距200mm，安装20#槽钢环形托架（截面尺寸200mm×73mm×7mm）钢结构横梁加固：采用Q345B钢板（厚度10mm）制作"U"型抱箍，通过M20高强螺栓（扭矩系数0.13±0.01）与H型钢连接穿墙管安装安装Φ1320mm×8mm碳钢套管（长度=墙厚+300mm），套管与墙体间隙采用C40微膨胀混凝土填塞（膨胀率0.02%-0.05%）套管外侧焊接100mm宽环形止水环（厚度8mm），与墙体钢筋焊接固定密封节点施工graphTDA[基层处理]-->B[涂刷底漆]B-->C[安装硅酸铝纤维毡]C-->D[填充膨胀防火密封胶]D-->E[安装不锈钢排水槽]E-->F[涂刷防腐涂层]基层处理：用不锈钢丝刷清理表面，去除氧化皮及油污，露出金属光泽柔性密封：内侧填塞50mm厚硅酸铝纤维毡（压缩量20%），外侧灌注膨胀防火密封胶（膨胀倍率≥250%）排水构造：在套管底部设置3%坡度环形排水槽（宽80mm，深15mm），连接Φ50mm不锈钢排水管（三）吊装安装吊装前检查烟囱重量核算：单节重量3.2t（含保温层），总重18.5t吊具检查：钢丝绳磨损量≤10%，绳卡数量4个（方向正确，间距150mm）试吊：将烟囱吊离地面300mm，静置10min检查吊点变形及稳定性吊装作业吊装半径8m，起吊角度45°，主臂长度18m，额定起重量7.5t（安全系数2.3）采用"四点吊装法"，设置2个主吊点（距顶端4.5m）和2个辅助吊点（距底端3m）吊装速度控制：起升速度≤0.5m/s，旋转速度≤0.8r/min垂直度调整初始定位：偏差控制在10mm以内精确调整：利用3台全站仪（测角精度1″）进行三维定位，调整缆风绳（Φ12mm钢丝绳）使垂直度偏差≤3mm/m固定：采用8个M24膨胀螺栓（抗拉承载力≥15kN/个）将底部法兰固定在混凝土基础上（四）保温防腐施工保温层施工内层：敷设100mm厚硅酸铝针刺毯（压缩密度160kg/m³），采用不锈钢带（Φ1.2mm）捆扎（间距300mm）外层：包裹0.5mm厚铝箔反射层（搭接宽度100mm，用压敏胶带密封）保温层施工完成后进行热损失测试（表面温度≤50℃，环境温度25℃时）防腐处理316L不锈钢内表面：进行酸洗钝化处理（pH值1.5-2.0，处理时间30min），钝化膜厚度≥8μm碳钢构件：喷涂聚脲防腐涂层（干膜厚度2mm，附着力≥5MPa），实干后进行电火花检测（3000V无击穿）（五）附属系统安装烟道连接采用法兰连接（法兰面平行度≤0.2mm/m），垫片选用Φ8mm柔性石墨复合垫片（含镍丝增强）螺栓连接：采用M20×80不锈钢螺栓（材质316L），对称均匀紧固（终拧扭矩450N·m）避雷系统安装Φ20mm不锈钢避雷针（高度1.5m），采用"Z"字型支架固定（间距1.5m）接地装置：采用Φ50mm×5mm镀锌钢管（长度2.5m），打入地下（接地电阻≤10Ω）避雷系统与烟囱本体绝缘（绝缘电阻≥100MΩ）监测系统安装温度传感器（测量范围0-400℃，精度±1℃），布置在进出口及穿墙部位设置位移监测点（采用百分表，量程0-10mm，精度0.01mm），监测热胀冷缩位移四、质量控制要点（一）关键工序控制焊接质量控制焊接环境：温度≥0℃，相对湿度≤80%，风速≤8m/s（否则设置防风棚）层间清理：每道焊缝焊完后，用不锈钢丝刷清理焊渣，去除飞溅物焊缝检验：外观检查：余高0-3mm，咬边深度≤0.5mm，长度≤10%焊缝长度无损检测：纵缝UT检测Ⅰ级合格，环缝PT检测Ⅱ级合格垂直度控制监测频率：每安装2节烟囱进行一次垂直度检测校正方法：采用缆风绳微调（每次调整量≤5mm），禁止单点强力校正最终偏差：全高垂直度偏差≤H/10000（H=18m），且≤20mm密封性能控制气密性试验：封堵烟囱两端，通入0.05MPa压缩空气，30min压力降≤2%防火性能测试：按GB14907-2018进行耐火极限试验，耐火时间≥2h（二）质量验收标准检验项目允许偏差检验方法检验频率筒体直径±5mm钢卷尺（精度1mm）每节2个断面椭圆度≤8mm内径千分尺每节3个断面对口错边量≤0.8mm焊缝检验尺每条焊缝保温层厚度+10mm，-5mm钢针插入法每20m²测3点接地电阻≤10Ω接地电阻测试仪系统安装完成后五、安全文明施工（一）高空作业安全作业平台安全脚手架验收：由项目技术负责人组织验收（验收表签字存档），悬挂"验收合格"牌脚手板铺设：满铺、铺稳，接头处用12#铁丝绑扎牢固，严禁出现探头板荷载控制：施工荷载≤2kN/m²，材料堆放不超过规定荷载（分散堆放）防坠落措施个人防护：作业人员佩戴双钩安全带（安全带有效长度≤2m），安全绳固定在牢固构件上临边防护：在3层楼板边缘设置1.8m高防护栏杆（立杆间距1.5m），底部设置18cm高挡脚板安全网设置：每隔10m设置一道水平安全网，网底距下方物体表面≥3m（二）焊接作业安全防火措施焊接作业点5m范围内清除易燃物，设置2个8kg干粉灭火器（压力正常）焊接火花飞溅区域设置接火斗（采用1.5mm厚钢板制作，内装阻燃材料）作业完毕后，检查确认无火种（停留观察30min），方可离开现场用电安全焊接设备：设置专用配电箱（配置漏电保护器，动作电流≤30mA，动作时间≤0.1s）电缆管理：采用YH-3×25+1×16mm²焊接电缆，架空高度≥2.5m（过路处穿钢管保护）接地保护：焊接设备外壳可靠接地（接地电阻≤4Ω），双线到位（无借用金属结构作回路）（三）文明施工材料管理不锈钢材料：设置专用存放架（距地面≥300mm，垫木采用松木），避免与碳钢接触废料处理：分类设置废料箱（不锈钢废料单独存放），每日清理（回收率≥95%）环境保护噪声控制：昼间≤70dB，夜间≤55dB（22:00-6:00禁止夜间施工）粉尘控制：切割作业采用湿法除尘（喷水降尘），PM10浓度≤0.5mg/m³废水处理：焊接冷却废水经沉淀池（三级沉淀）处理后排放（pH值6-9）六、应急预案（一）高空坠落事故应急应急响应立即停止作业，启动应急小组（组长：项目经理，响应时间≤5min）现场急救：对伤者进行初步处理（止血、固定骨折部位），拨打120急救电话现场保护：设置警戒区（半径10m），由安全员负责维持秩序救援措施采用担架转运伤者（避免二次损伤），转运路线提前清理障碍物安排专人引导救护车（从厂区主入口至事故现场，时间≤8min）（二）火灾事故应急初期火灾控制发现火情立即发出警报（大声呼喊+启动警报器），组织人员使用现场灭火器扑救切断着火区域电源（由电工操作），关闭氧气瓶、乙炔瓶阀门（距离火源≥10m）人员疏散按照疏散路线图（每50m设置指示标识）组织人员有序撤离（清点人数）疏散至厂区指定集合点（距施工现场50m安全区域），由各班组负责人报告人数（三）焊接质量事故应急焊缝缺陷处理发现裂纹：立即停止焊接，采用碳弧气刨清除缺陷（清除范围扩展至缺陷两端50mm）重新焊接：更换焊条（经350℃×1h烘干），严格按照评定合格的焊接工艺执行复检：修复后进行100%UT+PT检测，合格后方可继续施工七、验收标准与流程（一）分部分项验收烟囱制作验收主控项目：材料性能、焊缝质量、几何尺寸（验收合格率100%）一般项目：表面粗糙度（Ra≤12.5μm）、观感质量（无明显划痕）安装工程验收垂直度：全高偏差≤18mm（H=18m）密封性能：气密性试验（0.05MPa，30min压力降≤0.001MPa）（二）竣工验收资料验收技术资料：施工图纸、设计变更、材料合格证（复印件需加盖经销商红章）施工记录：焊接工艺评定报告、焊缝检测报告、垂直度监测记录验收文件：分部分项验收记录、隐蔽工程验收记录（附影像资料）功能测试试运行：连续运行72h，监测参数：排烟温度：280℃±10℃表面温度：≤50℃（环境温度25℃）振动速度：≤6.3mm/s（轴承部位）验收结论由建设单位组织设计、监理、施工单位进行验收，形成《竣工验收报告》验收合格后签署《工程质量保修书》（保修期2年，自验收合格之日起计算）八、施工进度计划序号工作内容起止时间持续天数关键线路资源配置1施工准备第1-5天5否技术人员3人，测量工2人2烟囱制作第6-15天10是焊工8人，铆工4人3穿墙节点处理第11-18天8是架子工6人，木工3人4烟囱吊装第19-20天2是起重工3人，信号工2人5保温防腐施工第21-28天8否油漆工5人，普工4人6附属系统安装第26-32天7否电工3人，钳工2人7调试与验收第33-45天13是技术员2人，质检员2人注：关键线路工期38天，总工期45天（含7天机动时间）九、质量保证措施材料质量控制建立材料台账（可追溯性管理），每批材料进场需提供出厂合格证、质保书316L不锈钢板进行光谱分析（Cr含量16%-18%，Ni含量10