淺談某軋鋼廠鋼筋混凝土煙囪可靠性鑒定及加固

肖慧

安陽鋼鐵股份有限公司 河南 安陽 455004

引言

對于軋鋼廠加熱爐，煙囪是其工藝中重要的組成部分。但在長期使用的過程中，致使煙囪不同程度地出現材料老化、裂縫等現象，不僅影響企業的生產，還影響周圍建筑物的安全。考慮到企業的使用需求，對煙囪進行可靠性鑒定，并對存在的問題進行加固處理方案，以確保煙囪的安全可靠運行。

1 工程概況

某軋鋼廠煙囪建于1980年，結構為鋼筋混凝土，用于該軋鋼廠加熱爐排煙使用，煙囪高度為40m，底部±0.000m 標高處外徑為5.000m，頂部加強環外徑為3.600m，煙囪混凝土壁厚為160mm～190mm（環梁以上），煙道內底面標高為-3.000m，在4.180m 及13.600m 標高設有簡易鋼平臺。

隨著使用年限的增長，并且長期受到高溫、腐蝕、風化等因素作用，煙囪筒身出現多處裂縫，該廠于1997年對煙囪筒身采用鋼帶進行了包箍加固。由于近幾年該軋鋼廠生產不穩定，經常性的停車待料，加熱爐也隨之停用、使用，使煙囪處于干濕交替、冷熱變化的運行工況。經過業主對煙囪原有裂縫的觀察，現發現筒身表面縱向裂縫寬度成擴展狀態，裂縫局部出現斑剝、脫落現象。因此，需要對此煙囪進行可靠性鑒定，并進行相應的加固處理，為保證煙囪及加熱爐系統的安全可靠運行[1]。

2 現場檢查及檢測情況

根據我國現行相關規范標準，專業檢測單位對該煙囪地基基礎、筒壁、隔熱層、附屬設施及內襯進行現場檢測，主要檢測結果如下：

（1）煙囪主要外觀缺陷有：①內壁疑似磚模表面龜裂、砌體開裂、灰縫不飽滿；②內部耐火磚筒體明顯歪斜，局部磚塊脫落、鼓包、垮塌、開裂；③混凝土筒壁外表面多處麻面、骨料外露；④附屬鋼爬梯表面銹蝕；⑤煙囪外壁涂層明顯脫落；⑥煙囪頂部加強環混凝土酥松、開裂明顯、骨料外露；⑦混凝土筒壁內側局部破損、露筋、鋼筋變形；⑧混凝土筒壁有42條豎向裂縫、4條環向裂縫，1條斜向裂縫，裂縫總長為189.6m，最大縫寬為12.00mm，其中9條裂縫為貫穿性裂縫；⑨筒壁局部表面龜裂、網狀開裂。

（2）抽檢煙囪筒壁的混凝土碳化深度測試值為52.00～54.00mm，平均深度為53.00mm，大于煙囪筒壁鋼筋的混凝土保護層厚度平均值38.00mm，混凝土失去對鋼筋的保護作用，現場開鑿發現，煙囪外層豎向鋼筋表面存在輕微銹蝕[2]。

（3）抽檢筒壁外表面的環向鋼筋配置在豎向鋼筋內側，不滿足相關規范要求；抽檢筒壁外表面豎向鋼筋銹蝕后剩余直徑為16mm、環向鋼筋銹蝕后剩余直徑為6mm，環向鋼筋直徑不滿足相關規范要求；煙囪36m、23m、15m、3m 標高附近，抽檢筒壁外表面豎向鋼筋的環向間距平均值依次為226mm、234mm、231mm、217mm，環向鋼筋的豎向間距平均值依次為220mm、219mm、233mm、210mm，環向鋼筋間距不滿足相關規范的要求；抽檢筒壁外表面鋼筋的混凝土保護厚度值為16mm～56mm，平均值為38mm。

（4）煙囪筒壁抽檢外表面豎向鋼筋，鋼筋發生銹蝕的概率大于90%，現場開鑿發現，煙囪筒壁外表面豎向鋼筋表面存在輕微銹蝕。

（5）煙囪5m～38m 標高范圍整體傾斜率為2.4‰，傾斜方向為東北方向，傾斜率小于相關規范中基礎傾斜允許值6‰的要求。

3 可靠性鑒定評級

根據相關規定和規范要求，檢測單位對此煙囪進行了承載能力極限狀態下水平截面驗算和正常使用極限狀態計算，最終，按照地基基礎、筒壁及支承結構、內襯與隔熱層、附屬設施等進行可靠性鑒定評級。

煙囪的地基基礎可靠性等級評為B級，筒壁及支承結構的可靠性等級評為D級，內襯與隔熱層的可靠性等級評為C級，附屬設施的可靠性等級評為B級，腐蝕性等級評為B級。

煙囪鑒定單元的可靠性等級，應按地基基礎、筒壁及支承結構、內襯與隔熱層三個結構系統中可靠性等級的最低等級確定。根據評定結果，煙囪鑒定單元的可靠性等級評為四級，嚴重不符合國家現行標準規范的要求，已嚴重影響整體安全，必須立即采取措施[3]。

4 加固修復施工

業主按照煙囪加固方案及圖紙，對煙囪進行了加固修復施工。

（1）增設包箍鋼帶加固，滿足筒壁承載力要求。先拆除煙囪筒壁原有剛度較低包箍，根據加固設計圖紙，在煙囪筒壁新增包箍鋼帶：環向鋼帶66道，縱向鋼帶26道；化學錨栓固定環向包箍鋼帶，環向包箍鋼帶與煙囪筒壁接觸孔隙處用高強灌漿料填縫，提高筒壁結構剛度。鋼帶表面除銹防腐。

（2）煙囪筒壁裂縫處理。貫通裂縫，清理完成后，在側壁一側采用環氧樹脂進行封堵，然后鑿v型槽、清理、埋設灌漿嘴、配置漿液、灌漿。待縫內漿液達到初凝而不外流時，拆下灌漿嘴，涂抹環氧樹脂膠泥封縫。普通裂縫，清理干凈后，用環氧樹脂膠泥進行涂抹封縫。封縫后，進行壓氣試漏，檢查封閉效果，確保密封不漏。

（3）煙囪頂部加強環處理。將煙囪頂部加強環開裂、疏松的混凝土全部鑿除，鑿除至混凝土堅硬部分并清潔干凈，經灑水浸潤后采用聚合物砂漿進行修復。

（4）煙囪筒壁外部修復。煙囪外壁麻面、骨料外露、龜裂、網狀開裂等部位進行耐久性修復。對于露筋、鋼筋銹蝕等現場，先清除鋼筋周邊破損混凝土，對鋼筋進行除銹和清潔處理，再采用聚合物砂漿進行修復。①煙囪筒身外壁修復完成后，最后涂刷混凝土界面保護劑。②煙囪爬梯增設護籠，同原有鋼平臺及鋼爬梯先進行表面除銹，然后進行涂裝防腐處理。③煙囪內壁麻面、骨料外露、龜裂、網狀開裂等部位，按照鑿除、清潔、灑水浸潤、涂抹聚合物砂漿進行耐久性修復。④煙囪內襯及隔熱層修復。拆除煙囪內原有耐火磚內襯；按照加固設計圖紙，重新砌筑普通黏土磚內襯，并設置礦渣棉隔熱層。

5 結束語

該軋鋼廠根據鑒定報告與加固方案，結合實際生產情況，先后分兩次對該煙囪進行了加固修復施工，消除了煙囪的安全隱患，為安全生產提供了有力保障。