7.63 m 焦爐基礎施工的重點與難點

劉聚

(山西太鋼不銹鋼股份有限公司計財部，山西太原 030003)

1 工程概況

太鋼焦化廠新建的7.63 m焦爐，位于原廠區內。本工程為1×70孔復熱式焦爐，從德國伍德公司引進，焦爐本體由間臺、端臺抵抗墻、機焦側操作臺、煙道等幾部分組成，焦爐本體底板厚1 400 mm，頂板厚450 mm，上部為130 mm耐熱混凝土，20 mm砂漿找平層。焦爐頂板長122.79 m，寬18.58 m，頂部結構標高3.3 m，找平層標高3.48 m，頂板埋設2 556根波紋管及下噴管。焦爐基礎大體積混凝土澆筑及波紋管、下噴管的埋設為焦爐基礎施工中的重點與難點。

2 焦爐基礎施工管理中的重點與難點

2.1 基礎大體積混凝土施工

1)分層分段澆筑。本工程混凝土澆筑采用分層分段的澆筑方法進行，每層厚度為500 mm，在上一層混凝土初凝期前進行下一層混凝土的澆筑，嚴禁混凝土出現隔層。現場技術負責人要準確掌握混凝土連續澆筑的時機。

2)混凝土澆筑與振搗。混凝土的澆筑速度應均勻，同時要加強振搗，提高混凝土的強度。

3)泌水處理。底板四周外模上間隔5 m設一個泄水孔，澆筑時清理暢通，以使層間混凝土表面泌水排集到模板邊，縮小為水潭，然后用水泵抽出。

4)大體積混凝土測溫。a.大體積混凝土澆筑后，為有效防止混凝土出現裂縫，對混凝土進行內外測溫，有效控制內外溫差是十分必要的。太鋼焦化廠焦爐基礎溫度監測從澆筑完畢開始，至混凝土強度達到90%為止，采用自動測溫與人工手動測溫相結合的方法進行，前7天每隔4 h測溫一次，后期每隔8 h測溫一次。用回彈儀檢測混凝土強度，達到設計強度90%時，停止測溫。b.太鋼焦化廠焦爐基礎內部測溫選用太鋼自動化公司開發的專用大體積混凝土溫度自動檢測系統，通過埋入混凝土中的熱電阻，在線監測混凝土內部溫度，并通過外置顯示器進行顯示。外部測溫采用手持紅外測溫儀進行人工測溫，測溫間隔為4 h，通過比較混凝土內外溫差，確定養護措施。

5)控制大體積混凝土裂縫措施。為了有效控制大體積混凝土裂縫的出現和發展，采取以下措施進行混凝土施工:a.降低水化熱:選用低水化熱礦渣硅酸鹽水泥配制混凝土。摻加粉煤灰等摻合料，改善和易性，降低水灰比，以達到減少水泥用量、降低水化熱的目的。混凝土澆筑完成二次碾壓后，用提漿機刮平表面，用掃帚掃出毛印。采用低溫水攪拌混凝土，并摻和相應的緩凝型減水劑。b.加強混凝土的早期養護:實踐證明，蓄熱法養護是大體積混凝土養護行之有效的方法，減少混凝土內外溫差是養護的必要手段，太鋼焦化廠7.63 m焦爐基礎在冬季施工，采用搭設保溫大棚，通蒸汽養護的方法進行養護，通過人員每隔4 h的測溫，調整通入大棚內的蒸汽量，對保溫大棚內溫度進行控制，保證混凝土內外溫差始終小于25℃。

2.2 爐床板施工

2.2.1 頂板波紋管固定方法

1)波紋管中心線龍門架布設。a.在已加固好的頂板模板上用經緯儀依據工程定位坐標放出焦爐中心線作為波紋管整體定位控制線，根據焦爐中心線彈出埋管的十字中心線，用紅鉛筆標識出中心線。b.縱向利用機焦側頂板側邊上的預埋鐵件，作為中心線架子，下部用直徑25鋼筋剪刀撐焊接牢固。c.橫向以焦爐中心線為中心，自1號碳化室中心線每隔13.2 m設一個固定架，在該位置柱兩根主筋焊接接長500 mm，固定架加固采用直徑25 mm鋼筋與柱豎向主筋焊接形成三角架及斜剪刀撐，并在柱主筋上水平焊50×5角鋼，作為投射中心線架子。2)波紋管安裝。a.為確保每段波紋管支撐的整體穩定性，在兩個伸縮縫中間段設置10個5 mm厚100 mm×100 mm預埋件固定于頂板模板上，采用12 mm鋼筋做剪刀撐，下部與預埋件點焊，上部與結構水平鋼筋點焊，間距2 m一道。b.波紋管固定:首先根據頂板模板上彈出的波紋管位置，縱向采用頂板上、下水平縱向鋼筋布于波紋管兩側(水平鋼筋位置間距作微量調整)，橫向采用φ12，L=200 mm鋼筋布于波紋管兩側并與縱向水平鋼筋點焊固定，橫向上下水平鋼筋每2 m與縱向上下水平鋼筋點焊，使之形成整體。

2.2.2 下噴管安裝固定

焦爐頂板下噴管共計2 556根，長1 150 mm，安裝時頂標高為3.498 m。

1)頂板混凝土澆筑完畢后，利用波紋管安裝時所設中心線龍門架將下噴管中心線分別彈在頂板上及頂板四周混凝土側邊，并在梁側彈出下噴管標高控制線，要求精度準確。

2)下噴管上部固定:a.澆筑頂板混凝土前，波紋管固定好后，在波紋管兩側各125 mm處預埋兩道 L=400 mm鋼筋，間距2 000 mm一根，外露混凝土面200 mm。b.用兩根6 m長50×5角鋼，間距208 mm，40×4角鋼，間距188 mm(均考慮下噴管兩側各20 mm可調量)，焊出角鋼固定架。c.根據下噴管頂面標高及角鋼固定架尺寸，用φ16水平鋼筋焊于波紋管兩側預埋鋼筋上，水平鋼管頂標高3 430 mm，并在水平鋼筋上彈出下噴管中心線。d.用φ16全絲螺栓將φ16螺母點焊于角鋼支架上，并將角鋼支架根據水平鋼筋中心線點焊于水平鋼筋上。e.利用φ16全絲螺栓調整并固定下噴管準確位置。

3)下噴管下部固定:下噴管伸出焦爐頂板混凝土523 mm。a.梁φ12對拉螺桿距焦爐頂板下皮500 mm。b.利用梁側邊對拉螺桿，采用500 mm長［10槽鋼及2 650 mm長50×5角鋼制成n形，將［10槽鋼根據梁側邊彈出的水平標高控制線焊于梁兩側對拉螺桿根部。c.在50×5角鋼上分別彈出下噴管中心線。d.將制作好的50×5角鋼及40×4角鋼支架根據下噴管中心線點焊于50×5角鋼上。e.用角鋼支架上的可調螺絲進行下噴管下部位置調整及固定。

2.2.3 下噴管二次灌漿

下噴管二次灌漿模板采用200×200多層板吊模，中間開出φ48圓孔，用10號鉛絲吊多層板并加以固定，澆筑波紋管耐熱混凝土時采用和易性良好的耐熱混凝土，并用人工振搗，注意不許碰撞下噴管及其加固件。

2.2.4 焦爐基礎頂板混凝土工程

鑒于焦爐基礎頂板的特殊性，混凝土澆筑時以伸縮縫為界，先施工⑦軸～[15]軸段頂板，然后由[15]軸開始以平面伸縮縫為界向[63]軸方向依次分段澆筑，最后①軸～⑦軸，[63]軸～[70]軸混凝土澆筑，混凝土運輸采用汽車泵運至現澆板作業面。

澆筑混凝土前，在焦爐頂板上搭設架空坡道，人員操作，振動設備均不許接觸頂板鋼筋，頂板混凝土均采用泵送施工，混凝土坍落度控制在140 mm～150 mm之間，坍落度損失不大于25 mm/h，隨時測定坍落度并做好記錄。

頂板混凝土應嚴格控制澆筑速度，不應過快，混凝土布料時不得直接沖擊埋管，振搗器不得碰撞或直接接觸埋管，不得撬動鋼筋和模板，防止管位偏移。

混凝土振搗采用插入式振動器，操作時要輕插慢拔，上下略為抽動，插點均勻排列，逐點移動，順利進行，不得遺漏，使混凝土達到均勻振實。振點間距控制在400 mm～500 mm。振搗時間控制在20 s～30 s。

振搗完畢后，短距離設標高控制點，頂板控制標高可略低于設計標高5 mm，防止頂板混凝土出現正偏差，拉線用刮杠和木抹子將混凝土表面找平拍實，初凝前二次抹壓搓毛，使其平整度控制在每米不大于3 mm范圍內。混凝土的澆筑過程中，必須安排專人對模板、支撐和埋管位置進行看護，如發現模板變形或埋管移位，要及時處理校正，混凝土二次抹壓前拉線再次調整埋管位置，直至符合設計要求。

混凝土采用澆水覆塑養護，以防風防失水，當混凝土的強度達到規范要求時，方可拆除模板。