7.63 m 焦炉基础施工的重点与难点

刘聚

(山西太钢不锈钢股份有限公司计财部，山西太原 030003)

1 工程概况

太钢焦化厂新建的7.63 m焦炉，位于原厂区内。本工程为1×70孔复热式焦炉，从德国伍德公司引进，焦炉本体由间台、端台抵抗墙、机焦侧操作台、烟道等几部分组成，焦炉本体底板厚1 400 mm，顶板厚450 mm，上部为130 mm耐热混凝土，20 mm砂浆找平层。焦炉顶板长122.79 m，宽18.58 m，顶部结构标高3.3 m，找平层标高3.48 m，顶板埋设2 556根波纹管及下喷管。焦炉基础大体积混凝土浇筑及波纹管、下喷管的埋设为焦炉基础施工中的重点与难点。

2 焦炉基础施工管理中的重点与难点

2.1 基础大体积混凝土施工

1)分层分段浇筑。本工程混凝土浇筑采用分层分段的浇筑方法进行，每层厚度为500 mm，在上一层混凝土初凝期前进行下一层混凝土的浇筑，严禁混凝土出现隔层。现场技术负责人要准确掌握混凝土连续浇筑的时机。

2)混凝土浇筑与振捣。混凝土的浇筑速度应均匀，同时要加强振捣，提高混凝土的强度。

3)泌水处理。底板四周外模上间隔5 m设一个泄水孔，浇筑时清理畅通，以使层间混凝土表面泌水排集到模板边，缩小为水潭，然后用水泵抽出。

4)大体积混凝土测温。a.大体积混凝土浇筑后，为有效防止混凝土出现裂缝，对混凝土进行内外测温，有效控制内外温差是十分必要的。太钢焦化厂焦炉基础温度监测从浇筑完毕开始，至混凝土强度达到90%为止，采用自动测温与人工手动测温相结合的方法进行，前7天每隔4 h测温一次，后期每隔8 h测温一次。用回弹仪检测混凝土强度，达到设计强度90%时，停止测温。b.太钢焦化厂焦炉基础内部测温选用太钢自动化公司开发的专用大体积混凝土温度自动检测系统，通过埋入混凝土中的热电阻，在线监测混凝土内部温度，并通过外置显示器进行显示。外部测温采用手持红外测温仪进行人工测温，测温间隔为4 h，通过比较混凝土内外温差，确定养护措施。

5)控制大体积混凝土裂缝措施。为了有效控制大体积混凝土裂缝的出现和发展，采取以下措施进行混凝土施工:a.降低水化热:选用低水化热矿渣硅酸盐水泥配制混凝土。掺加粉煤灰等掺合料，改善和易性，降低水灰比，以达到减少水泥用量、降低水化热的目的。混凝土浇筑完成二次碾压后，用提浆机刮平表面，用扫帚扫出毛印。采用低温水搅拌混凝土，并掺和相应的缓凝型减水剂。b.加强混凝土的早期养护:实践证明，蓄热法养护是大体积混凝土养护行之有效的方法，减少混凝土内外温差是养护的必要手段，太钢焦化厂7.63 m焦炉基础在冬季施工，采用搭设保温大棚，通蒸汽养护的方法进行养护，通过人员每隔4 h的测温，调整通入大棚内的蒸汽量，对保温大棚内温度进行控制，保证混凝土内外温差始终小于25℃。

2.2 炉床板施工

2.2.1 顶板波纹管固定方法

1)波纹管中心线龙门架布设。a.在已加固好的顶板模板上用经纬仪依据工程定位坐标放出焦炉中心线作为波纹管整体定位控制线，根据焦炉中心线弹出埋管的十字中心线，用红铅笔标识出中心线。b.纵向利用机焦侧顶板侧边上的预埋铁件，作为中心线架子，下部用直径25钢筋剪刀撑焊接牢固。c.横向以焦炉中心线为中心，自1号碳化室中心线每隔13.2 m设一个固定架，在该位置柱两根主筋焊接接长500 mm，固定架加固采用直径25 mm钢筋与柱竖向主筋焊接形成三角架及斜剪刀撑，并在柱主筋上水平焊50×5角钢，作为投射中心线架子。2)波纹管安装。a.为确保每段波纹管支撑的整体稳定性，在两个伸缩缝中间段设置10个5 mm厚100 mm×100 mm预埋件固定于顶板模板上，采用12 mm钢筋做剪刀撑，下部与预埋件点焊，上部与结构水平钢筋点焊，间距2 m一道。b.波纹管固定:首先根据顶板模板上弹出的波纹管位置，纵向采用顶板上、下水平纵向钢筋布于波纹管两侧(水平钢筋位置间距作微量调整)，横向采用φ12，L=200 mm钢筋布于波纹管两侧并与纵向水平钢筋点焊固定，横向上下水平钢筋每2 m与纵向上下水平钢筋点焊，使之形成整体。

2.2.2 下喷管安装固定

焦炉顶板下喷管共计2 556根，长1 150 mm，安装时顶标高为3.498 m。

1)顶板混凝土浇筑完毕后，利用波纹管安装时所设中心线龙门架将下喷管中心线分别弹在顶板上及顶板四周混凝土侧边，并在梁侧弹出下喷管标高控制线，要求精度准确。

2)下喷管上部固定:a.浇筑顶板混凝土前，波纹管固定好后，在波纹管两侧各125 mm处预埋两道 L=400 mm钢筋，间距2 000 mm一根，外露混凝土面200 mm。b.用两根6 m长50×5角钢，间距208 mm，40×4角钢，间距188 mm(均考虑下喷管两侧各20 mm可调量)，焊出角钢固定架。c.根据下喷管顶面标高及角钢固定架尺寸，用φ16水平钢筋焊于波纹管两侧预埋钢筋上，水平钢管顶标高3 430 mm，并在水平钢筋上弹出下喷管中心线。d.用φ16全丝螺栓将φ16螺母点焊于角钢支架上，并将角钢支架根据水平钢筋中心线点焊于水平钢筋上。e.利用φ16全丝螺栓调整并固定下喷管准确位置。

3)下喷管下部固定:下喷管伸出焦炉顶板混凝土523 mm。a.梁φ12对拉螺杆距焦炉顶板下皮500 mm。b.利用梁侧边对拉螺杆，采用500 mm长［10槽钢及2 650 mm长50×5角钢制成n形，将［10槽钢根据梁侧边弹出的水平标高控制线焊于梁两侧对拉螺杆根部。c.在50×5角钢上分别弹出下喷管中心线。d.将制作好的50×5角钢及40×4角钢支架根据下喷管中心线点焊于50×5角钢上。e.用角钢支架上的可调螺丝进行下喷管下部位置调整及固定。

2.2.3 下喷管二次灌浆

下喷管二次灌浆模板采用200×200多层板吊模，中间开出φ48圆孔，用10号铅丝吊多层板并加以固定，浇筑波纹管耐热混凝土时采用和易性良好的耐热混凝土，并用人工振捣，注意不许碰撞下喷管及其加固件。

2.2.4 焦炉基础顶板混凝土工程

鉴于焦炉基础顶板的特殊性，混凝土浇筑时以伸缩缝为界，先施工⑦轴～[15]轴段顶板，然后由[15]轴开始以平面伸缩缝为界向[63]轴方向依次分段浇筑，最后①轴～⑦轴，[63]轴～[70]轴混凝土浇筑，混凝土运输采用汽车泵运至现浇板作业面。

浇筑混凝土前，在焦炉顶板上搭设架空坡道，人员操作，振动设备均不许接触顶板钢筋，顶板混凝土均采用泵送施工，混凝土坍落度控制在140 mm～150 mm之间，坍落度损失不大于25 mm/h，随时测定坍落度并做好记录。

顶板混凝土应严格控制浇筑速度，不应过快，混凝土布料时不得直接冲击埋管，振捣器不得碰撞或直接接触埋管，不得撬动钢筋和模板，防止管位偏移。

混凝土振捣采用插入式振动器，操作时要轻插慢拔，上下略为抽动，插点均匀排列，逐点移动，顺利进行，不得遗漏，使混凝土达到均匀振实。振点间距控制在400 mm～500 mm。振捣时间控制在20 s～30 s。

振捣完毕后，短距离设标高控制点，顶板控制标高可略低于设计标高5 mm，防止顶板混凝土出现正偏差，拉线用刮杠和木抹子将混凝土表面找平拍实，初凝前二次抹压搓毛，使其平整度控制在每米不大于3 mm范围内。混凝土的浇筑过程中，必须安排专人对模板、支撑和埋管位置进行看护，如发现模板变形或埋管移位，要及时处理校正，混凝土二次抹压前拉线再次调整埋管位置，直至符合设计要求。

混凝土采用浇水覆塑养护，以防风防失水，当混凝土的强度达到规范要求时，方可拆除模板。