烟囱人工拆除方案分析.doc

湖南宜化老锅炉60m/2.5m烟囱拆除工程

施
工
方
案

编制单位：湖北金瑞建筑工程有限公司宜昌分公司
编制日期：二0一四年八月一日

一、编制依据：
（1）业主提供的建筑物平面分布图纸等资料。
（2）现场勘查资料、现场建筑物及管线布置、周边环境对拆除工程的要求。
（3）住建部：《建筑施工机械安全操作规程》
（4）《建筑物、构筑物拆除技术规程》（DBJ08-70-98）
（5）《建筑施工现场文明卫生基本要求》
（6）《建筑物扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）
（7）《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ-91
（8）《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99
（9）《钢管脚手架扣件标准》GB1583
二、工程概况：
该烟囱的筒壁和内衬均为砖砌结构，高度为60米，内径2.5m。底部直径为6.3米，顶部直径2.8m。设有爬梯到顶部，信息平台1个，顶部安装避雷针，两侧设置平行烟道。
该烟囱现场观察，有轻微倾斜，周边有重要管道及设备、厂房，烟囱的爬梯、休息平台经检测完好。
三、拆除方案的选择及确定：
1、拆 除烟囱的方法及确定
目前烟囱的拆除方法有一下几种：
（1）、人工拆除：人工拆除使用手工工具，如大锤、撬杠、千斤顶、电镐等工具，一般使用在环境受限周围没场地的情况下。应该考虑的是，提供安全的施工环境、安全的出入方式及碎料的丢放，这些工作需要认真的重视，现在国内的人工拆除加机械拆除安全系数比较高。
（2）、机械拆除：可以使用诸如气锤、冲击锤、吊锤及液压臂等机械;要注意操作机械时的安全、操作时的空间、设备的能力和对操作手的保护。
（3）、爆破拆除：包括对建筑物进行预削弱，然后用爆破或缆绳拉倒来完成。使用爆炸物时，要考虑作业人员的资质、设备及爆炸物的存放、起爆保护、点火程序及使用防暴器。缆绳拉倒要考虑人员的专业要求、材料的选择及足够的作业空间。
（4）、整体放倒拆除：整体放倒拆除又名为烟囱整放，是在有场地优势的情况下对烟囱整体定向放倒的一种技术。
综合本拆除工程所处的位置、周边环境，各方案的风险性、安全性、经济性及工期要求等方面综合考虑，我公司决定采用风险性较小，技术含量较低、经验丰富其工程造价较低，搭设外满堂脚手架，四周挂设安全网，采用搭设操作平台，利用人工拆除方法，拆除的废料在烟囱内壁下料。
2、拆除工程的特点及针对性措施
（1）、50米烟囱人工拆除全部为高空作业，安全隐患大。人工拆除采用的工具主要为电镐，电镐从地面直接拉线，难度较大。
针对性措施：
分段拆除，每段拆除高度1.2米，采用悬挑操作平台，平台防护栏高1.0米，栏杆中部、顶部用Φ18棕绳穿孔（Φ22螺母孔）围成一个圆，每拆除完一段后下移操作平台，以此类推拆除至地面。
将电线用塑料套管垂直固定在爬梯、操作平台上，这样可以解决人工拆除使用电镐的问题。
所有参与烟囱拆除施工的人员定期进行体格检查，凡患有高血压、心脏病等不适合高空作业人员，不得上操作平台作业。搭（拆）操作平台必须由经安全技术教育的架子工承担，架子工持证上岗。
利用烟囱原避雷带引至操作平台增设避雷设施，雷雨天、5级以上大风不施工，包括搭拆操作平台。
（2）、拆除烟囱时要尽量减少粉尘的影响，人工拆除是采用风（电）镐对烟囱自上而下粉碎性拆除，高空扬尘较大。
针对性措施：
在操作平台的防护栏内侧悬挂绿色2000目/100c㎡安全网，该安全网具有一定的强度，既可以减轻扬尘的影响还可遮挡碎渣。
四、施工工序：
施工前准备→搭设满堂脚手架→安装滑轮组吊运材料→保险钢丝绳定位→悬挂操作平台搭设→避雷设施拆除→烟囱拆除（废渣定时清运）→悬挂平台移至下一施工面→保险钢丝绳定位→烟囱拆除至地平面→清理现场。
五、烟囱拆除前的施工准备工作：
1、拆除烟囱底部的清灰口，清理干净烟囱底部的积灰及垃圾，并在烟囱底部用钢管、钢板搭设钢板斜面，以利于拆除烟囱的废渣自动排出烟囱外，避免烟道堵塞和便于清理，白天拆除烟囱，晚上清运完当天所拆下来的垃圾。
2、制作两层操作平台所需的扁钢包箍、附加扁钢包箍、一层半所需的三角支架。
3、准备所需的操作工具、材料。
4、所有的现场管理人员、操作人员接受安全教育和安全技术交底。
六、烟囱拆除的施工方法：
1、施工人员进现场首先将登高的爬梯逐个检查，发现松动或锈蚀严重的要及时加固。因人员上下、垂直运输及安全保险均要利用原烟囱留置的外爬梯，以确保安全。上下烟囱的所有人员必须佩带安全带，在中途休息时将安全带扣于爬梯或休息平台、作业平台。
2、本工程拆除采用有脚手架悬挂作业方法进行拆除施工。
3、安装滑轮组吊运工具、物料。
滑轮组具体安装程序：
操作工带棕绳、一个滑轮组沿爬梯登上烟囱顶部→将滑轮组固定于爬梯上→棕绳穿过滑轮组放到地面→安装完成→吊运工具、物料。
4、施工操作人员在身系安全带的前提下施工，并做到双保险：一是背带式安全带，二是腰扎安全绳。首先操作人员将Φ20的安全绳一端系牢在爬梯上（每人系一个爬梯，其安全绳的长度为拆至当前烟囱周长的一半）、一端系牢在腰部，然后在操作平台面沿烟囱外一周箍一条Φ18的钢丝绳并用紧线器收紧（钢丝绳与烟囱壁之间有适量松度，收口用3个马鞍口），操作人员再将背带式安全带扣环扣于钢丝绳上。操作人员完成双保险工作后即可以进行悬挑操作平台安装工作和烟囱拆除施工。
5、悬挂操作平台安装程序：
施工要点：
（1）、首先以拆除砖烟囱上部外直径为基础，采用7×70的扁钢制作两层包箍，在包箍上每隔0.9米焊接一段长70mm的L7×70的角钢，角钢面中间钻一个Φ20插孔，每层包箍交接处的两侧角钢则在垂直方向各钻两个Φ20插孔。两道包箍在烟囱上下高差为1.5米（周长相差约为0.3米），所以还需要制作24条不同长度连接半圆的包箍。
（2）、包箍周围均匀布置悬挂支架的连接孔，悬挂连接孔用L7×70的角钢制成，在包箍上分约90cm间距焊接悬挂连接孔。（图6）
（3）用Φ18圆钢做横杆、斜杆、腹杆，制作面长95cm、根部宽20cm、根部高50cm的三角支架，其中一端勾在角铁Φ20插孔内，四周撑好。
（4）、操作平台首次安装程序：2名操作人员身穿安全绳到达烟囱顶部→将安全带系牢在爬梯上→操作人员在休息平台将一条Φ18钢丝绳沿烟囱外一周箍紧（钢丝绳与烟囱壁之间有适量松度，收口用3个马鞍口）→操作人员增加一条腰绳，腰绳另一端系牢在爬梯上，再将背带式安全带扣环扣于钢丝绳上→吊运包箍至烟囱顶再用绳吊放至48.5米（烟囱帽底部）处，其中一人在该处先后将包箍两个接口用螺栓收紧→在爬梯两侧先安放两个周转用的三角支架→在两支架上铺满50×250×1500规格木板并用绳固定在三角支架上→操作人员站在第一个平台上再往其中一侧沿烟囱外周逐个安放三角支架和木板→安装防护栏立柱和安全密网→操作平台安装完成。
（5）、经安全员检查无误后即可站在悬挑操作平台上进行拆除施工，用50×250×1500规格的木板在三角支架上铺满，用绳索固定，悬挂支架的外部安装栏杆，并悬挂安全网，施工人员在此搭设的悬挂平台上进行施工。
6、拆除作业时保险绳应系在爬梯拆除段的底端，同时应注意拆除时的废砖渣不能冲击保险绳。
7、拆除工具使用电镐、大锤、凿子等工具，二人一组配合进行拆除施工。
8、首先拆除烟囱避雷针设施，然后将避雷针安装至操作平台上，多余部分用砂轮机切割丢至烟囱井内。
9、筒身拆除自顶部向下逐层拆除，用电镐打开一个U型缺口，用钢筋剪刀剪开环筋、竖筋，用手锤该成小块，再沿烟囱内壁往下扔。
10、施工人员在拆除完上面1.2米范围内的烟囱后，在安全带双保险的情况下降操作平台往下重新搭设在下一道包箍上。
操作平台下移施工：先将备用的一道包箍向下移约1.5米，然后再爬梯两侧先安放两个周转用的三角支架，在两支架上铺满木板后，再往两侧逐个安放三角支架和木板，最后安装防护栏。下一操作平台搭设好经检查确认安全后再进行下一段烟囱的拆除工作，以此类推往下拆除砖烟囱。
11、包箍接口螺栓要求：为防止螺栓使用疲劳，每个螺栓周转两次（即使用了两层平台）后必须进行更换新的螺栓。
12、拆除的废砖渣利用晚间及时清理出现场以防淤积，争取做到日做日清。
七、烟囱拆除进度计划：
根据我公司以往烟囱拆除工程的经验结合本烟囱拆除场地以及现场实际情况，该烟囱的拆除工期计划为 45日历晴天，力争提前完成，具体计划进展为：
1、施工准备和设备组装：工期为8天。
2、▽60米至▽30米，平均每天拆3米，工期为10天。
3、▽30米至▽0.00米，平均每天拆2米，工期为15天。
4、拆除信息平台、平行烟道等，工期为7天。
5、 拆除脚手架、现场垃圾清运及场地清理平整，工期为5天
八、烟囱拆除劳动力组织计划：
1、本工程施工人员素质高，技术水平稳定，技术等级构成合理，有效的为工程质量提供了人力资源保证。
2、本工程施工时间短，人力比较集中，我公司本为工程配备了充足的劳动力资源
序 号
工 种
人 数
岗 位 职 责
1
项目经理
1
全面负责现场管理
2
安全员
1
全部负责安全管理
3
机械操作工兼拆除工
2
操作平台制作安装、烟囱凿拆
4
架子工（兼）
2
负责操作平台防护栏杆搭拆
合计

6

3、项目经理安全职责
（1）项目经理由取得执业资格的人员担任，对拆除工程的安全施工全面负责，落实项目安全生产责任制度、安全生产规章制度和操作规程，确保安全防护、文明施工等费用的有效使用，并根据工程的特点组织制度安全施工措施，消除安全事故隐患，及时、如实报告生产安全事故。
4、安全员职责
（1）、遵照施工安全规范的规定，做好现场安全管理、安全教育工作。
（2）、做好施工现场“四口”、“五临边”的防护工作，参与施工方案中安全技术措施的审定及现场安全防护的验收工作。
（3）、对施工现场不符合安全标准的各种机具和防护设施，有权加以制止，并拒绝办理手续。
（4）、对工程执行安全否决权，对违章指挥、作业的行为有权制止、处罚、停工整改或越级报告。
5、作业人员安全职责
（1）、认真学习安全生产规章制度和本工种安全操作技术，自觉遵守安全操作规程，不违章作业，特种作业人员必须持证上岗。
（2）、施工前及施工过程中，注意对施工作业场所和自己使用的工具、防护用品的随时检查，做好安全防范措施。
（3）、爱护现场安全设施，对安全设施、标志不得乱拆、乱动，不得将设备、材料等堆放在施工通道上影响施工道路畅通。
（4）、坚持文明施工，下班前做好现场清理工作，做到工完场地清。
（5）、积极参加班前安全活动，有权制止他人违章作业行为，有权向上级反映施工中的不安全问题。
（6）、发生伤亡事故时，要积极抢救伤员及保护现场，提供事故发生的真实情况。
九、烟囱拆除主要机械设备：
根据本工程需要，我公司将投入足量的机械设备，最大程度实现机械化施工，并根据施工进度进场，主要机械包括千斤顶、操作平台、钢钎、铁锤、尼龙绳、对讲机等。
序号
机械或设备名称
型号
数量
生产能力
1
电镐

2台

2
操作平台

1套

3
钢钎

3只

4
铁锤
8磅
3只

5
尼龙绳
Φ18mm
300米

6
滑轮
3T
2个

7
电焊机

1台

8
氧割设备

1套

9
移动电箱

2个

10
钢筋剪

1把

11
对讲机

3台

十、烟囱拆除施工前安全措施：
1、操作人员安全施工条件
（1）施工前必须对每个施工人员进行一次体格检查，并为每个施工人员购买意外伤害保险。
（2）接受管理人员现场安全教育和安全方案的交底，熟知现场环境，明确安全要点，充分了解操作程序和高处作业规程。
（3）请厂方安全部门对施工人员进行安全教育，学习厂纪厂规，严格遵守厂方的各项安全制度。
（4）施工人员必须持安监局或建设行政主管部门颁发的特种高处操作证。
2、施工用品及施工设备的安全事项
（1）高空作业所用的棕绳、钢丝绳选用的规格分别不低于Φ18和Φ12，必须有产品合格证，使用前应做详细检查，不能有断股或腐蚀等现象，并应做冲击力试验。
（2）悬挂滑轮在使用前，应进行检查和测试，禁止使用不符合要求的滑轮。
（3）操作平台移动时必须外加保险点，即专用保险包箍，悬挑平台的载重不得超过1T。
（4）施工机械必须设防突然下滑措施，应有专人操作。
（5）制作安装悬挑平台必须由专业电焊工焊接且应符合规定要求。
（6）高空拆除中使用的一切工具、设备在吊装和拆卸时应严格按规定固定系牢，采用钢丝悬吊、袋装传递、绝对保证不坠落，以防伤害地面行人及设备。
（7）厂内禁火区禁止动用火种，如需要动用必须经厂方有关部门批准后，并办理动火手续，在指定地点进行作业。
（8）登高作业前首先对爬梯进行安全检查，不牢固的爬梯在攀登作业时应注意安全，同时采取相应的加固措施保证其安全。
3、地面安全防范措施
（1）请厂方安监部门告知全厂机关、车间、班组职工，明示烟囱正在进行拆除，地面禁区内禁止进入和通行。
（2）在拆除物相通各道口，挂置拆除工作警示牌，在烟囱下方一定的区域，根据现场情况设安全禁区，用安全警示带围栏，并设专人看护。
（3）在拆除禁区附近，设安全流动岗2名，进行来回走动监护。
（4）地面安全岗和清运人员，随时用对讲机与高处拆除操作人员保持联系，信号应准确。
4、地面固定设备的安全防护措施
烟囱四周的设备、管道，在拆除施工前应做好遮离工作，用钢管或毛竹杆架空搭设，铺木板或竹片，支撑架的绑扎应牢固，确保设备安全。
5、现场施工安全管理
（1）建立以项目经理和专职安全监督员安全领导小组，对整个施工过程严密组织与精心设计，确保安全万无一失。
（2）安全领导小组要对安全进行认真检查，及时消除安全隐患，当日施工结束应进行安全总结，发现问题要及时采取整改措施。
（3）在现场发现违规操作人员，应立即停止违规操作人员的施工，待接受安全教育学习提高认识后，再恢复施工作业。
6、安全责任
建立以项目经理为领导的安全小组，以项目经理为现场施工第一安全责任人，带领专职安全员、施工队长共同抓好工作中各项安全工作，定期组织施工人员进行安全学习、教育，提高施工人员的安全工作意识，检查工程施工中的一切安全事项，把安全工作放在工程的首位并阐明安全工作的重要性。
十一、烟囱拆除阶段的安全防护措施：
1、单位工程施工负责人应对工程的高处作业安全技术负责并建立相应的责任制，施工前应逐级进行专项施工方案、安全技术教育及交底，落实所有安全技术措施和人身防护用品，未经落实时不得进行施工。
2、高处作业的安全技术措施及其所需料具，必须列入工程的施工组织设计。
3、高处作业的安全标志、工具、仪表、电器设施和各种设备，必须在施工前加以检查，确认其完好，方能投入使用。
4、操作人员在施工时应不定时对高处作业的安全设施（操作平台、双保险绳、施工设备、工具、材料等）进行检查，发现有缺陷和隐患时必须及时解决，危及人身安全时必须停止作业。
5、烟囱拆除时下方应设专人看护，在施工范围内不得有闲置人员进出，登高操作人员都佩带保险绳并确保其扣牢在爬梯上。因高空拆除下来的砖块易飞溅，必须在烟囱下方四周规定区域内，设置遮覆隔离工作，特别是贴近烟囱隔壁的房子做好安全保护措施，以烟囱为中心向四周延伸进行防护，地面看护人员不得离开现场，拆除物必须在烟囱内部让其自由下落，对烟囱内高空落物产生的粉尘要及时洒水降尘。
6、施工人员在上班之前必须戴好安全帽及防尘镜同时系好安全带，要遵循由上而下的拆除程序，严禁违规操作，保证上下联系通畅，地面清理垃圾和高空拆除应协调交错，清理垃圾时应停止一切高空拆除工作，待清渣完毕人员离开后方可继续施工，严禁拆除与清渣同时进行。
7、施工人员进场技术工种必须持有相关部门颁发的全国特种作业操作证，普通工种必须持有上岗证，严禁酒后、带病登高作业。
8、施工队伍必须配有项目经理、安全员、技术员。安全由安全员专职负责，协调联系有关事宜。发包方、承包方共同检查工程中的有关安全工作，预防事故的发生。
9、登高作业时上下传递工具必须使用工具包，并用绳索固定，防止高空物件坠落。
10.施工用电必须使用橡胶护套线，上下均设移动电箱，电箱内配件必须符合施工临时用电规定。
11、当遇到五级以上的大风、雷雨天气时，所有高空作业必须停止，操作人员应迅速下到地面安全区域，并切断电源。
12、进入烟囱内部作业时，应佩带防毒面具等预防缺氧及有害气体侵害的措施，以免操作人员受到不必要的伤害。
13、为保证充足经历施工，休息时间应保证睡眠，不得打牌或进行其他娱乐活动。
十二、高处拆除作业操作平台计算书：
计算一 三角支架荷载计算：
一、概述：
本平台为拆除烟囱而搭建，平台工作性质为操作及运输。
二、荷载及计算简图（外侧支架）
恒载：平台自重：1.2 KN/㎡ 活载：操作及运输：3.0KN/㎡
支架间距:3.6m g=1.2×3.6×1.2+3.0×3.6×1.4=20.3KN/㎡
备注：简图见下面附页
计算二 操作平台的制作尺寸及有关强度计算：

20公分

60公分
60公分
荷载计算：
活载：平台内按两人操作，机械共200公斤
（70公斤×2+200公斤）×1.4=476公斤≈4.7KN
恒载：1、槽钢材料约10米，85.9公斤≈0.84KN
2、面铺1mm钢板，6.3公斤≈0.06KN
3、栏杆5号角钢（2米高），46公斤≈0.46KN
4、连接烟囱的连接板1.5mm钢板，约9公斤≈0.09KN
（1+2+3）×1.2=1.6KN
总荷载:4.7KN+1.6KN=6.3KN
线荷载：6.3KN/1.2m=5KN/m
验算长边槽钢计算如下：
恒载下的荷载如下：
长度：1200mm，截面：C-100×48×5.3×8.5-Q235
左端支座为：竖向铰接； 右端支座为：竖向铰接；
荷载：工况D-整体Z轴-均布q：-5KN/m
计算时叠加自重：
采用《钢结构设计规范》（GB50017-2003）进行验算
2轴的挠度限制为：L/150;
3轴的挠度限值为：L/200;
2轴的刚度限值为：200;
3轴的刚度限值为：200;
强度计算净截面系数：0.98
绕2轴的计算长度为：4000mm;
绕3轴的计算长度为：4000mm；
验算结果：

验算项
验算工况
结果
限值
是否通过
受弯强度
1.35D+0.98L
257.981
1301
通过
2轴受剪强度
1.35D+0.98L
9.65952
125
通过
2轴挠度
D+L
13.0893
26.6667
通过

受弯强度计算
最不利工况为：1.35D+0.98L
最不利截面位于第1个分段离开首端600mm处
绕3轴弯矩：M3=10.539KN.m
计算γ：
截面塑性发展系数
γ2=1.2 γ3=1.05
验算强度：
考虑净截面折减：
Wenx=38.906cm∧3
Weny1=16.562cm∧3
Weny2=7.644cm∧3
Aen=12.485cm∧2
δ1=δ2=10.539/38.906/1.05×10∧3=257.981N/mm∧2
δ3=δ4=-(10.539)/38.906/1.05×10∧3=-257.981N/mm∧2
257.981≤1301,合格。
2轴受剪强度验算
最不利工况为：1.35D+0.98L
最不利截面位于第1个分段尾端
剪力：V=4.32KN
δ=4.32×23.5/0.53/198.3×10=9.66N/mm∧2
9.66≤125,合格。
2轴挠度验算
最不利工况为：D+L
最不利截面位于第1个分段离开首段600mm处
挠度为：13.089mm
13.089≤26.667,合格。
综合以上条件可知，整个外挂架满足要求。