炭化室高6.25 m的焦爐施工技術研究

張 斌 斌

(山西建筑工程集團有限公司，山西 太原 030006)

1 概述

不論在什么季節，焦爐砌筑必須在大棚內進行，焦爐及大棚示意圖如圖1所示。大棚的作用在于避免砌體被雨水沖刷灰縫，防止夏季施工時因灰漿快干而造成灰縫裂紋。隨著焦爐規模的擴大，焦爐砌筑每天耐火材料的用量在不斷加大，而場地有限給現場組織材料準備工作提出了挑戰。焦爐砌筑施工有其特殊性及復雜性，根據多年來施工經驗，大型焦爐砌筑在大棚選擇、砌筑工藝改進、場內料具運輸等方面必須選擇切實可行的施工技術、制定合理的保證措施才能確保大型焦爐砌筑安全、質量、工期。

2 研究的關鍵技術

2.1 焦爐砌筑用裝配式新型鋼結構大棚技術研究

1)從3個方面進行技術創新：

a.自主研制跨度28.5 m、高度25 m、滿足3 t桁車行走的可周轉使用裝配式新型鋼結構大棚。

b.安裝兩道桁車進行吊裝，解決了大棚內材料的水平和垂直運輸，減輕了勞動強度，提高生產效率。

c.將大棚全封閉，實現了對施工作業面的全封閉，實現了清潔、節能、環保的需求。

2)關鍵技術工藝流程。

復測預埋底板標高→確定柱底板螺母標高→機焦兩側鋼立柱安裝→水平系桿、剪刀撐安裝→屋架梁、系桿安裝→檁條及圍護結構安裝→防風壓條安裝→纜風繩、地錨安裝→巖棉板安裝→桁車安裝。

3)關鍵技術控制。

a.復測預埋底板標高。精確復測預埋鋼板軸線位置，在預埋板上彈出十字軸線，并引出到柱四周。

b.確定柱底板螺母標高。測放螺栓標高，在預埋螺栓上標出安裝螺栓水平標高線。

c.機焦兩側鋼立柱安裝。鋼立柱吊裝前在施工現場將每根鋼柱按照加工編號進行現場組對，預先彈出中線。機焦側鋼柱采用25 t吊車，利用斜吊法及旋轉法相結合在機焦側鋼柱位置吊裝。按方案要求確定的吊點起吊鋼柱，并按線對中，校正垂直度與標高，臨時固定。

鋼絲繩綁扎點與鋼構件接觸點之間，用軟材料保護好鋼構件，以防鋼構件及鋼絲繩受損，第一支鋼柱吊裝前為防止立柱因風力導致鋼柱變型，采用φ10鋼絲繩2根一頭牢固于鋼柱牛腿位置。并與鋼柱成45°角，另一頭固定于地面牢靠位置。起重機邊回轉邊起鉤，使鋼柱繞柱腳旋轉而直立，立鋼柱時，先將鋼柱腳螺栓孔插入預留螺栓，回轉吊臂，使鋼柱頭大致垂直后初步對中，即對螺栓進行初擰。

構件表面標出安裝用的控制線作為校正的依據，同時鋼柱每校正好一根要與前根鋼柱用次梁、柱間支撐等鏈接并固定，螺栓終擰后做最后固定。

d.水平系桿、剪刀撐安裝。柱子安裝完成3根后,應及時安裝柱間支撐和水平支撐,以確保構件的整體穩定、提高側向剛度，確保安全。

e.屋架梁、系桿、桁車安裝。待鋼柱吊裝就位并檢測合格后，就立即展開屋架主梁吊裝，每道主梁由若干實腹梁拼組裝而成，采用帶鐵扁擔，兩點吊裝法，吊裝時用鐵扁擔兩頭吊索梁吊點綁扎，然后鐵扁擔上吊索與起重機吊鉤套住，起吊時先試一次梁重心偏移(梁保持平衡)，確認無誤后正常起吊，吊到裝配位置，由柱上工人找準中心位置，分別用高強螺栓連接副連接梁和柱的螺孔，然后分別套上螺母進行初擰，確認安裝準確后，用測力板手終擰固定。

f.檁條及圍護結構安裝。檁條是面板的支座，保證了面板的荷載有效地傳至屋面梁、鋼柱，起支撐作用，確保面板安全牢固。機焦側及屋架梁上的檁條對稱進行安裝到位，同時安裝桁車，大棚安裝如圖2所示。

檁條及圍護結構先安裝屋面后安裝機焦兩側彩鋼瓦的封閉安裝，屋面板安裝需注意：

自攻螺絲安裝必須帶止水圈；彩鋼瓦安裝時根據當地風向順風方向鋪設。

g.防風壓條安裝。對已安裝完的屋面板和兩側瓦按當地風向大小進行防風條的安裝，注意防水要求，不得有滲漏。

h.纜風繩、地錨安裝。最后對焦爐大棚的四角和中間兩位置共八點進行纜風繩、地錨安裝固定。

i.巖棉板安裝。待大棚骨架安裝完成后，逐一安裝大棚四周巖棉板。復合巖棉板實現了對大棚的全封閉，保證了噪聲、粉塵、光等對環境零污染，同時由于巖棉板的保溫效果，延長了冬季有效施工時間。

j.桁車安裝。待大棚安裝完成后，安裝室內桁車,見圖3。

桁車安裝工序：設備開箱檢查→建筑構件檢查→滑觸線安裝→吊裝→輔助設備安裝→電氣設備安裝→起重機試運轉。

2.2 焦爐施工狹小場地材料短距離運輸技術研究

1)針對問題，從2個方面進行技術創新:

a.自主研制的可調軸距運輸裝置，解決了狹小場地高低差短距離運輸難題，提高了勞動效率。

b.從根本上解決場地狹小，裝配式大棚棚內、棚外的材料運輸銜接問題,如圖4所示。

2)關鍵技術工藝流程。

可調軸距有軌小車加工制作→叉車將材料水平+垂直運輸至小車處→小車水平運輸→桁車垂直+水平運輸至作業點。

3)關鍵技術控制。

a.可調軸距小車加工。小車在運行過程中會受到多種作用力，其中以其上部所承受的外荷載和運行過程中所受到的沖擊力為主，因此小車材料必須有足夠的強度。該小車軌道由施工現場的角鋼、槽鋼等加工而成，鋼輪采用單邊鑄鋼軌道輪，車軸由強度高、韌性好、耐沖擊的鉻鉬圓鋼加工。

b.叉車將材料水平+垂直運輸至小車處。在狹窄空間，采用叉車將所需材料水平運輸至小車附近，并通過叉車垂直運輸置于小車上。

c.小車水平運輸。叉車將材料裝運至小車上后，小車通過軌道將材料轉運至大棚配套桁車調運范圍。

d.桁車垂直+水平運輸至作業點。小車將材料運至桁車起吊范圍內后，桁車通過垂直+水平運輸將材料吊運至作業點。

2.3 焦爐半裝格子磚和下吸上吹技術研發

1)針對問題，從2個方面進行技術創新：

對蓄熱室砌筑和格子磚擺放進行工序優化，格子磚擺放分兩步進行：擺放至距蓄熱室頂部1.7 m高，清理干凈后將剩余格子磚擺放完成。創新性地采用上吹下吸清掃工藝，實現了快速清理，改善了勞動環境。

2)關鍵技術工藝流程。

鋪底→蓄熱室下半部分砌筑→小煙道砌筑→格子磚擺放下半部分→蓄熱室砌筑上半部分→斜道砌筑→燃燒室砌筑→爐頂砌筑→吹風清掃→剩余格子磚擺放→蓄熱室封墻砌筑。

3)關鍵技術控制。

a.鋪底。在進行焦爐底板的中間交接驗收后，按圖示要求進行滑動層鋪設并進行鋪底磚砌筑。

b.蓄熱室砌筑下半部。對鋪底進行驗收合格后，依圖測量放出機焦兩側正面線、十字中心線，依圖安裝施工進度三循環砌筑蓄熱室墻到蓄熱室高度一半。

c.小煙道砌筑。在蓄熱室墻砌到小煙道位置時開始砌筑，砌筑完后清掃干凈。

d.格子磚擺放下半部。在小煙道砌筑完成驗收合格后進行格子磚擺放，嚴格按照圖示磚號進行逐層擺放，嚴格控制垂直偏差。

e.蓄熱室砌筑上半部。在格子磚擺放下半部完成驗收后，在其上部安放保護板并支設穩固，并對縫隙進行處理，嚴防雜物掉入格子磚中，開始按圖進行蓄熱室上半部的砌筑。

f.斜道砌筑。對已砌筑的蓄熱室上半部墻體進行驗收合格后，再次進行焦爐控制線測放，滿足要求后，進行斜道第一層砌筑，在砌筑過程中注意嚴禁踩踏懸空磚，直至到斜道第八層砌筑完成，第八層炭化室鋪底嚴禁倒槎。

g.燃燒室砌筑。在已砌筑斜道進行驗收合格后，進行燃燒室及焦爐控制線測放并對相關孔洞進行遮蓋，按圖逐層施工到燃燒室頂。

h.爐頂砌筑。對燃燒室砌筑質量驗收合格后進行爐頂砌筑，特別對預留孔洞砌筑先后順序注意，鐵件安放牢固，面層缸磚鋪設要平整順直。

i.吹風清掃。爐頂砌筑完成后對焦爐冷態施工進行驗收合格后，開始對燃燒室等進行吹風清掃。

j.格子磚擺放上半部。在吹風清掃完成后拆除下部格子磚保護板，拆除后對下半部格子磚進行檢查無問題后進行上部格子磚擺放，要求同下半部。

k.蓄熱室封墻砌筑。對格子磚擺放進行驗收，合格后按要求進行蓄熱室封墻砌筑。

3 結語

通過炭化室高6.25 m的焦爐砌筑成套技術研究，實現了管理規范化、技術標準化、操作專業化、過程程序化，大型焦爐砌筑項目建設規模大，生產組織難，施工場地有限，施工技術難度大，質量要求高，質量安全保障措施經驗缺乏，經過認真研究、對比分析，既保證了高精度、高質量、高標準的要求，又加快了施工速度，降低了施工成本，為焦爐砌筑投產創造了條件，取得了顯著的社會效益和經濟效益，廣泛應用于焦爐砌筑。