预埋地脚螺栓【浅谈焦炉炉床板高精度预埋管技术】
摘要：生产焦炭的焦炉具有土建施工难度大、要求精度高、安装工程条件苛刻等特点。如何加快炉床板施工进度，保障预埋管精度，为后续安装工程提供便利条件进而早日投产，成为焦炉工程的重点。文章以首钢迁安钢铁公司焦化厂二期的3#、4#焦炉为例，从模板材料及钻孔工具选用、测量控制的方法、预埋管固定的方式、混凝土浇筑的要点等方面探讨了焦炉炉床板高精度预埋管技术的应用。
关键词：焦炉；炉床板；高精度；预埋管；混凝土浇筑
中图分类号：TU476 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）20-0072-02
1 项目背景
1.1 项目概况
首钢迁钢二期3#、4#焦炉是焦化系统的核心工程，焦炉设备的基座为钢筋混凝土炉床板，长76.35m、宽16.2m，板内埋设有煤气下喷支管和清扫管共3616根。
由于后期安装工程要求条件苛刻，单根预埋管中心位置误差在±3mm以内，总公差不超过±3mm，垂直度误差不超过1mm。
1.2 主要难点
对于焦炉炉床板预埋管施工精度的控制，主要需要解决以下技术难题：
（1）大量预埋管穿过炉床板，底模应易于钻孔且钻孔后不易发生变形，同时模板的刚度满足350mm厚炉床板的自重荷载和施工荷载要求。
（2）测量控制，在1237m2的炉床板平台上设置稳固的测量控制，确保3616根预埋管安装时中心距误差和顶部标高误差的控制符合设计要求。
（3）预埋管需固定牢固，保证在钢筋绑扎、其他埋件安装和混凝土浇筑等施工工序中不发生偏移。
2 施工方法
2.1 模板及支撑系统
2.1.1 支撑系统
模板支撑系统采用扣件式满堂红脚手架，由于预埋套管上、下都露出顶板，在布置模板支撑脚手架立杆时要考虑躲开预埋套管的位置，以免脚手架立杆和主、次龙骨处于预埋管下方，影响预埋。
2.1.2 模板选材
模板材质的选择：选用了易于钻孔、不易受潮变形的白松板作底模，木板厚度选用25mm。木板选用隔年材料并提前进厂经充分干燥收缩后双面上压刨，保证两面平整、厚度一致、无明显弯曲才可使用。
2.1.3 模板钻孔
模板钻孔使用特制钻孔工具，齿距、齿长及掰料大小需经测试确定。按照预埋管位置线在木模板上钻孔。孔径应大于预埋管外径1～2mm。每钻一组孔就应进行位置复测，如有偏位，可用2mm厚三合板封住并重新打孔。
2.2 测量定位方法
2.2.1 线架支座的设置
为了保证测量工作的准确和可靠，在炉床板上架设独立的牢固线架挂钢丝绳控制预埋管位置和垂直度。在纵向两侧的第1根、第11根、第20根、第30根短柱及纵向两排的中间梁底已浇筑部位，用L50角钢做两道抱箍固定在柱上。
2.2.2 线架的布置
在支座之间焊L50角钢做纵向四条线架，横向三条线架，线架下方每隔10m用Ф20钢筋作支撑，保证支架系统的稳定后，用经纬仪在角钢上打出每根预埋管的东侧和南侧外边线，校测后，采用内分法定出各排管外壁边线偏出5mm线。然后将所有控制点引测到支设好的角钢线架上，在线架上用钢锯锯出豁口，挂好钢丝并用紧线器拉紧。钢丝标高应在预埋管管顶部以下5～10mm位置。钢丝控制线固定后，要进行整体复测。
2.3 预埋管的安装固定
2.3.1 安装方法选择
对于焦炉预埋管，普遍的安装方式有微调螺栓加底座固定法和埋管单元组合安装法。
微调螺栓加底座固定法：底座下口套内丝， 并与炉床板底相平，底座中心与模板面刻线对准后用M6螺栓固定。套管上部焊双角钢固定架后，焊4颗M10微调螺栓顶紧，上口盖上带中心顶针的盖板，进行中心检测定位。在混凝土浇筑过程中全面拉钢尺检查并调整。该安装工艺复杂，混凝土浇筑过程中容易松动微调螺栓使埋管移位，且需加工大量的固定底座及螺栓，成本较高。
埋管单元组合安装法：将一个单元的8根预埋管利用角钢焊接成一组，整体安装定位，该方法可以做前期准备，一次安装速度较快。但由于炉床板钢筋密集，焊接成组后难以埋入，大部分需要切割或者调整钢筋，且在检查过程中如有单根埋管偏差过大，调整时将影响整组埋管，易产生返工现象，影响工期。
由于炉床板钢筋多为直径28以上的螺纹钢，间距100mm。经过现场测试，将上下层钢筋5排交叉点焊牢、上下排钢筋做斜拉后，混凝土振捣棒贴在钢筋上作业或混凝土从2m高度下落的情况基本上不会使钢筋产生位移。因此考虑利用炉床板粗钢筋的整体性，将钢筋焊成固定网后，预埋管固定于钢筋上。该种方法操作简单，可以灵活调整单一钢管的偏差，成本较低。
2.3.2 预埋管固定
将预埋管周围5排钢筋的交叉点焊牢（应注意不要咬肉）、上下层钢筋做斜拉焊牢后，便可以进行预埋管的固定工作。预埋管下端穿过模板钻孔，测量预埋管与横纵向钢丝水平和竖直距离，位置及标高找好后，将预埋管下部用短钢筋棍横向、纵向与板底钢筋焊牢，上部与板上层钢筋焊牢。安装预埋管时要合理安排施工人员操作区域，尽量在同一时间内，每根钢丝只有一人使用，以免施工时刮碰钢丝，给其他使用该钢丝找正的预埋管产生影响。每组预埋管安装好后应复测管与钢丝的水平和竖直距离，如有偏差则需重新调整，直至误差满足设计要求为止。
预埋过程中安排质量检查人员随安装完成随测量管的中心位置及两个方向的垂直度，并做好记录。有误差超过要求的预埋管，应做好标记，通知作业人员重新安装。
2.4 炉床板砼浇筑
采取先浇筑柱头和梁并且随后振捣，梁浇筑至板底高度时，回头开始浇板砼，如此反复推进的浇筑顺序。由于面积较大，混凝土浇筑慢并需随时检查预埋管的位置，因此应对砼提出技术要求，初凝时间适当加长至4～5小时。浇筑砼时只可以触动梁纵向的钢筋，不能碰板钢筋及梁上的负弯矩筋，更不能触动预埋管。整个浇筑过程中应密切关注预埋管是否有偏位，并及时调整。
3 主要优点及经济效益
3.1 主要优点
采用上述方法加快了施工进度，降低了成本，确保了预埋管件的精度和后期设备安装过程的顺利进行。
3.2 经济效益
炉床板预埋管高精度定位技术的经济效益主要表现在保证了炉床板的施工质量，缩短了煤气下喷管、清扫管的安装工期，配合3#、4#焦炉早日投入生产，创造经济效益。所以该施工技术的经济效益应以提前工期、多生产焦炭的经济效益为依据，考虑到综合因素，故以其20%计算。
采用该施工技术，使3#、4#焦炉工程投入生产运行提前6天。按照设计能力110万吨／年计算，6天出焦碳18082吨，按每吨焦碳售价1600元／吨，按20%计算，共产生经济效益为578万元。
参考文献
[1] 董虹，李忠，夏承红．焦炉炉床板内高精度预埋管安装新工艺[J]．江西冶金，2002，（3）．
[2] 钟功培．焦炉炉床板的直角板点焊固定套管[S]．
作者简介：李万海（1982-），黑龙江人，金融街（北京）置业有限公司主任工程师，研究方向：工业与民用建筑。
（责任编辑：秦逊玉）
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