首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限公司鋼鐵廠焦化工程占地面積為559260㎡，其中ab焦?fàn)t系統(tǒng)工程建筑面積為2.5萬㎡，工程投資2.5億元。此焦?fàn)t具有結(jié)構(gòu)先進(jìn)，嚴(yán)密功能性強(qiáng)，加熱均勻，熱功率高，環(huán)保、自動化程度高等特大型焦?fàn)t，中冶京唐建設(shè)有限公司（以下稱中冶京唐公司）承建了此項(xiàng)工程并在工程中總結(jié)出了大量焦?fàn)t工程施工的經(jīng)驗(yàn)。
本工程ab焦?fàn)t煉焦系統(tǒng)由ab焦?fàn)t本體、間臺、端臺、煤塔、180米煙囪、熄焦系統(tǒng)、爐前外線、四大車、煤焦綜合電氣主控樓組成。ab焦?fàn)t本體由地下室和爐上部結(jié)構(gòu)組成，地下室主要是給焦?fàn)t供給能源的工藝管網(wǎng)系統(tǒng)，焦?fàn)t核心的交換傳動系統(tǒng)和廢氣系統(tǒng)組成；爐上部結(jié)構(gòu)由焦?fàn)t頂板，抵抗墻，耐材砌筑的蓄熱室、斜道、燃燒室和炭化室、爐頂，護(hù)爐鐵件、集氣系統(tǒng)的集氣管組成。
煤塔地下-3.45m和-1.12m層是電纜間，地上2.05m層是低壓配電室，地上7.14m和10.55m是plc室，18m至74.6m是煤粉下料、控制系統(tǒng)。熄焦系統(tǒng)由熄焦塔、粉焦沉淀池、焦臺組成。四大車由推焦車、攔焦車、熄焦車、裝煤車組成。煤焦綜合電氣主控樓地下室電纜間，地上一層是高壓、低壓配電室和辦公室，地上二、三層是自動化控制、電視監(jiān)控室，其中主要實(shí)物量混凝土73160m3，鋼筋9244t，設(shè)備安裝11172t，工藝管道2362t，電纜297866m，耐火材料68190t，生產(chǎn)線關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備從德國伍德公司引進(jìn)。
復(fù)雜地質(zhì)條件 增加施工難度
本工程設(shè)計(jì)采用當(dāng)今世界上最先進(jìn)的焦?fàn)t生產(chǎn)技術(shù)，全部采用自動化控制，環(huán)保設(shè)計(jì)也達(dá)到世界一流，能正真達(dá)到“0”污染的排放目標(biāo)。由于此工程屬填海吹砂造地工程，地質(zhì)條件比較復(fù)雜，給施工增加了很大的難度。
深基礎(chǔ)地基施工焦?fàn)t基礎(chǔ)底面標(biāo)高從-2.100米至-8.100米，曹妃甸地區(qū)地下水位高，在-1.100米左右，基礎(chǔ)施工前第一步是地基處理，地基處理全部采用樁基，焦?fàn)t、煤塔、煙囪基礎(chǔ)全部采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土灌注樁，樁長達(dá)到50米，采用后壓漿技術(shù)；四大車基礎(chǔ)、端臺、煤焦綜合電氣主控樓全部采用phc型預(yù)制管樁，樁長達(dá)到25米左右；基礎(chǔ)施工的第二步是進(jìn)行降水處理，該工程場地位置臨海，地下水為海水，有一定的腐蝕性；地下水受“潮汐”的影響也比較大，降水采用管井和集水明排相結(jié)合的方式。
大體積和高性能砼施工7.63米焦?fàn)t基礎(chǔ)長130.59米，寬 30.57米。砼強(qiáng)度等級從c30-c35，為全現(xiàn)澆鋼筋混凝土閥式基礎(chǔ)，而且地下海水具有腐蝕性，基礎(chǔ)的防腐、防滲漏、混凝土的澆注、養(yǎng)護(hù)以及防裂性要求比較高?；炷列枨罅看?，工期緊，結(jié)構(gòu)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高，對商品混凝土攪拌站的選擇采用招標(biāo)的形式來以保證混凝土的供應(yīng)質(zhì)量。根據(jù)工程的施工需要，分階段分時(shí)段與攪拌站進(jìn)行溝通以保證通過外加劑、摻合料的調(diào)節(jié)改變混凝土的性能，滿足現(xiàn)場連續(xù)施工需要，避免在施工過程中出現(xiàn)不必要的施工縫和把施工縫留設(shè)在±0.000以上，采用汽車泵完成砼的澆注，加強(qiáng)砼的養(yǎng)護(hù)、測溫工作，保證砼施工的質(zhì)量。
施工測量和埋件施工施工測量是本工程的一個(gè)難點(diǎn)，7.63米焦?fàn)t精度要求很高。長度18580mm的拉條套管中心偏差3mm；爐柱錨栓管偏差為2mm下噴管偏差為1mm，在施工中采用分塊、頂面和底面位置尺寸雙控的施工方法。133米長，寬18米的焦?fàn)t頂板平整度0—-5mm，施工中采用跳倉法施工；抵抗墻垂直度0—-5mm；焦?fàn)t中心線以及炭化室中心線誤差為1mm；固定焦?fàn)t心臟的交換傳動埋件窄口槽從德國進(jìn)口，埋件精度控制為1mm；焦?fàn)t標(biāo)高、爐頭正面線、磚層線、拉條套管等控制線遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國內(nèi)6.00米焦?fàn)t，在施工中采用三維立體的焦?fàn)t砌筑控制網(wǎng)，100%保證焦?fàn)t的三維尺寸和測量精度要求。
焦?fàn)t砌筑和冬季施工焦?fàn)t砌筑是焦?fàn)t施工的核心部位，7.63米焦?fàn)t工藝復(fù)雜，砌筑量達(dá)到34095噸，比6.0米焦?fàn)t工程砌筑量（15000噸）2倍還多；磚型1092種是6.0米焦?fàn)t磚型的2倍，施工工期比較緊，為了滿足施工要求，設(shè)置一座30米跨距的焦?fàn)t大棚，在焦?fàn)t大棚里設(shè)置了3臺天車，滿足耐材砌筑的垂直和水平運(yùn)輸。為了滿足焦?fàn)t冬季砌筑的施工需要，采用了保溫大棚并設(shè)置了兩臺4噸鍋爐為大棚采暖保溫。
設(shè)備安裝本工程是超大型焦?fàn)t工程，工藝設(shè)計(jì)和工藝流程都比較先進(jìn)，設(shè)備安裝要求的精度和施工的技術(shù)要求都比較高，7.63米焦?fàn)t設(shè)備安裝總重達(dá)到5586噸，1350多臺套是相同規(guī)模6.0米焦?fàn)t的兩倍還多，工期要求比較緊，而且焦?fàn)t設(shè)備全部在大棚里安裝，受施工場地和空間的限制，操作難度大。在施工中采用天車與外部吊車相結(jié)合的方式，進(jìn)行安裝。
180米煙囪及煤塔施工煤塔采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，高度達(dá)到74.6米，采用高標(biāo)號c45砼，對砼的裂縫控制是本工程的一個(gè)難點(diǎn)，在施工中采用木模板并晚拆模的方式來控制砼裂縫的產(chǎn)生。煙囪高度達(dá)到180米，煙囪的垂直度和圓臺體的控制是最大的難度，在施工中采用先進(jìn)的液壓滑模設(shè)備，把以往的鋼筋式千斤頂換成了φ48鋼管式千斤頂，保證了煙囪的垂直度和橢圓度。
由于此工程技術(shù)非常先進(jìn)，給施工提出了很高的要求，工程從2007年5月開工，為了確保該工程的質(zhì)量、高精度要求和施工進(jìn)度，施工中積極應(yīng)用建設(shè)部推廣的“十項(xiàng)新技術(shù)”，并結(jié)合工程特點(diǎn)和施工難點(diǎn)，組織開展技術(shù)攻關(guān)活動和qc小組活動，其中采用了建設(shè)部推廣新技術(shù)應(yīng)用9大項(xiàng)技術(shù)中的33項(xiàng)。自主開發(fā)應(yīng)用了多項(xiàng)新工藝、新技術(shù)、新材料。
自主開發(fā)應(yīng)用的新工藝、新技術(shù)、新材料
優(yōu)化煤塔爬架施工新工藝爬架施工在民用建筑中運(yùn)用較多，但在工業(yè)建筑中很少使用，焦化煤塔工程高74.6米，如果采用腳手架施工非常麻煩，工程量巨大，腳手管材用量也非常大。為了節(jié)約資金，降低工程成本，使用了爬架進(jìn)行施工。在施工中對爬架控制系統(tǒng)進(jìn)行了改造，把控制建筑物爬架每面的控制點(diǎn)用專用電纜連接成一點(diǎn)，通過一點(diǎn)控制使爬架每邊都能均勻上升，避免了因每邊升降不均勻造成爬架傾斜，保證了施工安全和工程質(zhì)量，加快了施工進(jìn)度。使煤塔的垂直度偏差為20mm，優(yōu)于規(guī)范30mm的要求。
開發(fā)大棚互用技術(shù)和優(yōu)化配置輕型組合式焦?fàn)t大棚是中冶京唐公司多年來開發(fā)應(yīng)用于焦?fàn)t砌筑和安裝的專用設(shè)施。它舍棄了人力搬運(yùn)材料的落后方法，可以滿足國內(nèi)不同型號焦?fàn)t的施工需求。在滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度的前提下進(jìn)行輕型化和組合拼裝設(shè)計(jì)，注重了大棚構(gòu)件和行車標(biāo)準(zhǔn)節(jié)反復(fù)周轉(zhuǎn)和靈活拼裝的功能。在首鋼京唐焦化工程中，針對ab焦?fàn)t的幾何尺寸和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，我們選用了跨度為30米、高度為29米的焦?fàn)t大棚，配置了3臺軌距28.5米的行車。同時(shí)，對原來的焦?fàn)t大棚進(jìn)行了功能性改造：對行車的附件進(jìn)行改造，優(yōu)化行車性能（運(yùn)行速度提高、平穩(wěn)性、同步性提高）；配備遙控器，操作人員在地面進(jìn)行操作；采用安全滑線—軟電纜電流引入裝置，提高了裝置的使用壽命。
該新型焦?fàn)t大棚的選用，極大地提高了施工效率，確保了工藝要求較高的設(shè)備和結(jié)構(gòu)安裝的需要并獲得了德國專家和業(yè)主的高度評價(jià)。
使用先進(jìn)的耐材管理系統(tǒng)、優(yōu)化耐材管理程序與6米焦?fàn)t比較，7.63米焦?fàn)t的耐火材料數(shù)量巨大、品種繁多，焦?fàn)t耐材數(shù)量34000多噸，磚號1097個(gè)，無論是材料總量還是磚號數(shù)量，均超過6米焦?fàn)t的兩倍有余。如何高效的、準(zhǔn)確的、低損耗的把大量耐材及時(shí)運(yùn)達(dá)現(xiàn)場顯得非常重要。中冶京唐公司引用了自行研發(fā)的計(jì)算機(jī)材料庫管理系統(tǒng)軟件，科學(xué)高效地解決了這一難題。在整個(gè)砌筑施工過程中未出現(xiàn)耐材供應(yīng)的任何問題，材料倒運(yùn)損耗率高水平地控制在了1％以下，通過對耐材有效保護(hù)確保了施工時(shí)高質(zhì)量砌體的實(shí)現(xiàn)。
升級監(jiān)視測量方法7.63米焦?fàn)t在國外的施工方法為先立爐柱及保護(hù)板再砌筑爐體耐火材料，這樣每道墻的中心線以及標(biāo)高控制線均可以放在爐柱或保護(hù)板上。而國內(nèi)焦?fàn)t后立爐柱施工時(shí)采用立豎標(biāo)尺桿及橫標(biāo)尺桿的控制法。針對7.63米焦?fàn)t高等級的砌筑施工標(biāo)準(zhǔn)，中冶京唐公司放棄了傳統(tǒng)的施工方法，引進(jìn)了高精度等級的全站儀、水平儀，采用不立豎標(biāo)桿并且僅在基礎(chǔ)頂板上立橫標(biāo)桿的爐體尺寸，充分利用儀器精度全程不間斷精密跟蹤的控制方法。該方法高效精確，不僅節(jié)省了大量的豎標(biāo)桿及橫標(biāo)桿搭設(shè)等施工準(zhǔn)備工序，有利于爐內(nèi)行車的行走，還大大提高了施工精度控制等級，完全克服了傳統(tǒng)施工中過程控制斷檔的弊端?？⒐ず髮?shí)體驗(yàn)收數(shù)據(jù)證明，該焦?fàn)t的定位幾何尺寸和本體相關(guān)控制尺寸精度平均比國家標(biāo)準(zhǔn)提高了1.5mm.采用攝像頭進(jìn)行砌筑檢查新工藝7.63米焦?fàn)t斜道與6.0米焦?fàn)t斜道相比較長，而且有兩個(gè)拐彎，用傳統(tǒng)的方法無法檢查內(nèi)部的清潔程度和砌筑情況，在施工中采用了比較先進(jìn)的檢測設(shè)備光學(xué)攝像頭，它可以監(jiān)測到肉眼檢測不到的部位，而且可以更深入、更具體地進(jìn)行詳細(xì)的檢查，保證了工程的質(zhì)量，這受到德國伍德公司專家以及甲方一致認(rèn)可和高度好評。
開發(fā)使用負(fù)壓清潔技術(shù)傳統(tǒng)的施工方法突出的特點(diǎn)是使用壓縮空氣進(jìn)行正壓吹掃，壓力不易穩(wěn)定控制、易對砌體磚縫嚴(yán)密性造成破壞、工作環(huán)境惡劣、容易造成清理的雜物二次堆積和污染；從清潔整體上施工程序來看，傳統(tǒng)的清潔施工程序注重局部的清潔效果，忽略了對爐體整體清潔效果的控制，缺少階段性的清潔環(huán)節(jié)，最后階段的整體清潔存在死角、達(dá)不到預(yù)期的效果。該焦?fàn)t與中小型容積焦?fàn)t的結(jié)構(gòu)相比較，具有如下特點(diǎn)：整體滑動層數(shù)量顯著增加（蓄熱室和斜道均設(shè)置了數(shù)量不等的整體滑動層），避免了砌體縱向、橫向膨脹時(shí)的相互約束和干擾，但滑動縫的清潔處理比較繁瑣；膨脹縫設(shè)置時(shí)注重整體膨脹和局部膨脹之間關(guān)系，膨脹縫尺寸和填充物種類設(shè)置更加精細(xì)，充分考慮了不同材質(zhì)的不同膨脹要求，施工和清潔難度增加；大幅度減少了在同一直線位置上連續(xù)設(shè)置脹縫，分段交錯設(shè)置，使脹縫膨脹閉合更加合理，但脹縫結(jié)構(gòu)留設(shè)和處理更加復(fù)雜；蓄熱室設(shè)置為分隔結(jié)構(gòu)，作業(yè)空間狹小，增大了清潔操作難度；立火道設(shè)置多層加熱燒嘴，使立火道在整個(gè)高度上加熱更加均勻、高效，但因砌筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜使得清潔、保護(hù)難度加大。針對以上特點(diǎn)，中冶京唐公司開發(fā)采用了新型負(fù)壓清潔技術(shù)和階段性控制方法，也體現(xiàn)了焦?fàn)t清潔控制的發(fā)展方向，強(qiáng)調(diào)了“科學(xué)的過程控制、努力降低勞動強(qiáng)度、充分提高設(shè)備的使用率、大幅提高作業(yè)效率和完全杜絕因清潔造成的二次污染”等方面的改進(jìn)和提高。實(shí)踐證明，清潔效果超過了德國專家對該項(xiàng)工作的質(zhì)量預(yù)期，清潔等級超過了德國標(biāo)準(zhǔn)的控制等級。
選用科學(xué)高效的安裝工藝保護(hù)板、爐柱預(yù)組裝，整體安裝工藝。7.63米焦?fàn)t爐柱固定和6.00米焦?fàn)t不一樣，不能單獨(dú)固定，必須和保護(hù)板一塊組裝才能安裝固定。由于現(xiàn)場場地狹小，只有將保護(hù)板和爐柱分體通過運(yùn)輸小車運(yùn)至焦?fàn)t中間部位燃燒室處用設(shè)計(jì)制作的夾具才能進(jìn)行組裝，并在爐肩處墊δ=25.4mm的陶瓷纖維毯來調(diào)整標(biāo)高及垂直度，通過行車進(jìn)行安裝。
采用先進(jìn)的加壓方法。該焦?fàn)t的設(shè)計(jì)很先進(jìn)，加壓方法與6米焦?fàn)t不同，不需要臨時(shí)拉條來進(jìn)行加壓，而是利用帶壓力表液壓千斤頂將保護(hù)板按設(shè)計(jì)要求到位，控制保護(hù)板與爐墻之間的間隙誤差在2mm以內(nèi)；通過壓力表的數(shù)值可以嚴(yán)格控制所需加壓數(shù)值大小，讓爐體受力更加均勻。
爐門安裝采用專門吊裝工具和加壓設(shè)備。7.63米焦?fàn)t的爐門重量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過6.00米焦?fàn)t，如何保證垂直吊裝并安裝到位成為首要解決的問題，在施工中通過計(jì)算設(shè)計(jì)了專門的爐門吊裝工具并設(shè)置恩派克超薄液壓千斤頂，有效的保證了爐門起吊后的垂直度，加快了施工進(jìn)度，保證了安裝的質(zhì)量。
集氣管采用聚零為整的吊裝方法。集氣管及其上部的proven系統(tǒng)（碳化室自動調(diào)壓裝置）是焦?fàn)t最復(fù)雜，工藝要求最高的自動化心臟，為保證集氣管及其上部構(gòu)件工藝上的安裝質(zhì)量精度及安全等因素的考慮，集氣管必須在地面組裝，測量配合用枕木在機(jī)側(cè)推焦機(jī)軌道間搭設(shè)組裝平臺組裝完畢后，整體進(jìn)行吊裝，這樣確保了工程質(zhì)量，也避免了二次倒運(yùn)，不但節(jié)約了施工工期而且還節(jié)省了吊裝費(fèi)用。