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1.1土建基础施工
(1)自然地质条件和施工过程因素。地质条件好,地基承载力好的自然地基对土建基础施工质量影响小,控制质量相对容易。地质条件复杂,例如地下水位高、地下存在液化土层、持力层起伏等情况,在施工过程中就必须采取相应的地基处理工作,并持续观测地基变化情况给予应变,才能有效保证基础施工过程质量的可靠性。(2)土建工程材料、设备机械因素。例如钢筋、混凝土等工程材料的化学性能、主要成分及物理性能都在一定程度上都会影响煤气柜土建工程质量。因此,在工程材料的选购上要严把采购渠道关,规范材料应用,避免因材料质量而造成工程质量事故发生。机械设备的好坏直接影响建筑工程使用功能的质量。机械设备的操作要求是否规范到位,性能方面是否可靠先进,都会影响土建工程的质量。
1.2钢结构制作安装施工
煤气柜是一种特种带压容器设备,它不同于一般的金属结构件,如按一般钢结构施工,不仅达不到高质量,还可能造成变形过大,设备开裂,密封效果差等缺陷。(1)原材料即钢材的成品质量,合格钢材是保证煤气柜结构质量的先决条件。(2)钢结构加工,从钢材的除锈防腐、下料切割、焊接组对等一系列加工过程,还包括加工设备、施工方法的过程。(3)钢结构安装,从构件的吊装、焊接、定位、组对、最终防腐等一系列安装过程,还包括安装设备、安装工艺、测量仪器、检测程序等。
1.3其它影响因素
(1)施工工艺及方案是影响煤气柜土建工程的关键因素。(2)质量监控是工程项目建设监控的三大目标之一(质量、投资、进度),更是决定工程项目建设成败的关键因素。(3)而人员既是控制质量的动力,又是控制质量的对象,对工程质量起着决定性作用。
2提高煤气柜安装工程质量
2.1土建基础施工质量控制
由于煤气柜整体结构均为桶形结构,其地基形式亦为通常的环形基础,主要上部结构承载均坐落于环形基础上,所以气柜环形基础结构稳定性将是最为重要的一步。(1)地基处理及开挖。必须严格依据地勘资料分析建设用地的地质条件,是否进行地基处理;开挖过程中,应根据地质特点、开挖深度、土质情况及周边因素确定采用何种形式,以防塌陷。包钢新体系30万m3高炉煤气柜建设地区的地质大部分为泥岩夹薄层细沙,粉细砂地层,此地区地质条件优良,不需进行地基处理,开挖后仅需简单的支护和夯实,即可进行底部垫层的施工。但青钢环保搬迁30万m3高炉煤气柜建设地区地质条件就非常差,为海滩回填地质,表层2~3m回填土层,中间为大量强腐蚀液化土层,最后到地下12~15m才能到达持力层。所以必须进行相应的桩基施工和地基换填强夯才能达到承载力。开挖后采用钢板桩护坡,并配备强力降水设备,才可进行基础垫层施工。在这一过程中控制好支护过程才能保证后续工序的顺利施工。(2)钢筋绑扎、模板支护。在基础垫层施工完毕后,需进行钢筋绑扎、模板支护工作的质量控制,确保钢筋选型、配筋数量、绑扎模式等符合设计要求,不得出现缺筋、漏绑情况。模板支护要求支护持力均匀、平整;模板接缝严密,不得出现缝隙过大,漏浆情况。严格控制以上过程才能保证基础的稳定。(3)砼浇筑及养护。由于煤气柜基础为环形基础,为保证混凝土收缩与膨胀应力释放,设置膨胀带。在浇筑砼过程中安排好浇筑顺序,根据混凝土塌落度做好过程震捣工作,并适当改变与膨胀带连接处砼膨胀剂配比确保基础稳定。还应根据地质腐蚀条件控制混凝土中抗渗剂、阻锈剂等添加剂的添加比例才能保证基础的长效稳定。砼浇筑完毕洒水、覆盖等养护工作要及时并根据天气及气温状况增加或减少养护频度确保混凝土凝结过程的效果。由于煤气柜环形基础为大体积砼浇筑,砼在凝结过程中将释放大量化学潜热,适时、适当的盘管循环水降温也是保证混凝土施工质量的有效保证。(4)沥青砂浆面层。煤气柜环形基础及中间顶板浇筑施工完毕后,剩下最后一道起到对上部钢结构隔湿、防腐作用的沥青砂浆面层,它还具备调节基础顶面平整度的作用。控制好骨料、沥青的配比将是保证沥青砂浆面层强度及防水性的重要环节,并配合有序的铺设方式,将是保证基础最终质量最后保证。
2.2钢结构制作安装施工质量控制
煤气柜设施均是由活塞、活塞密封机构、底板、侧板及柜顶等相应大型钢结构组成,仅是在密封形式上有所不同。其制作安装整体施工过程的质量控制主要围绕钢结构施工和密封设备的安装方面。
2.2.1除锈防腐
必须控制好选择合适的除锈方式,一方面保证除锈等级的设计要求,保证涂装时较好的附着力,另一方面还要保证不会对例如薄板等钢材造成外力变形,影响结构性能。所以应根据原材的性能合理选择抛丸除锈还是喷砂除锈,并对施工过程进行监督,保证除锈效果。对于煤气柜而言存在与煤气接触部位的防腐涂装和一般部位的防腐涂装两种情况。由于国内钢铁行业大量采用海运进口矿石和干法除尘工艺的普及造成煤气组分中Cl-富集,对钢材腐蚀十分严重,所以对与煤气接触钢材(尤其是气柜底板、侧板)表面防腐涂装涂层品种及要求要区别于一般部位的防腐涂装。不得随意混淆。而一般部位的防腐涂装也要根据建设地区大气对钢材腐蚀情况而定,不得一概而论。既要确定合理的涂装方式,还要对涂装的环境、气候、技术间隙、涂层厚度、涂刷遍数进行严格控制。首遍涂装保证基层表面整洁、干燥,二遍涂装保证已完涂装干透,避免假凝起皱,对电焊破坏涂层处及时铲除、补刷。
2.2.2气柜底板敷设与焊接
气柜钢结构安装的首道工序便是底板敷设。经过双面防腐处理的底板需经过合理的排板和精确的铺设次序进行敷设,尽量减少3块板叠加区域,保证在中心板焊接完成后再进行边环板的敷设,并经活塞加载后再进行边环板的焊接。由于底板全部为搭接焊接方式,焊缝条数多,焊量大,焊接收缩变形不易控制。在施焊过程中,确定合理的焊接顺序、焊接参数,对于减少焊接变形至关重要。焊接时,首先对一板短方向焊缝进行施焊,长焊缝施行从中间向两边对称焊接,三块板叠加区最后焊接,然焊接变形充分发展,由小板拼大板,大板再进行拼接形成整体。其次,焊接过程中控制焊接电流和焊条直径,减小热影响区和焊接收缩量,对于整板焊接后的残余变形可采用木棰拍打法消除焊接应力。对焊缝的外观及时跟踪检查,特别注意起弧和收弧处的弧坑,咬肉及加渣、气孔、虚焊等质量通病,一经发现,及时修补,并在最终真空试验过程中对整体焊接缺陷进行发现及修补。
2.2.3活塞系统的制作安装
煤气柜活塞、密封系统是气柜的核心关键,其制安的质量控制尤为重要。就新型(POC)煤气柜而言,首先,要求精确定位煤气柜中心及各立柱定位,确定好活塞箱型梁支架定位,并调整支架标高,保证箱型梁就位后的平整度,这对后续砼配重浇筑减少活塞倾斜做好基础工作;其次,通过有效的控制手段,良好的钢结构加工设备,确保活塞箱型梁的圆度等加工精度,保证活塞箱型梁先内侧焊接再外侧焊接的施焊次序,最终形成稳定圆形箱形梁环体;再者,经高精度加工的活塞穹顶桁架,选择四等分圆周对称安装的方式,确保安装时活塞穹顶桁架对中心工装及活塞箱型梁受力均匀,不出现错位和扭曲变形的情况发生;还有,活塞密封系统设备的安装,要求精确依照图纸划分密封铁件安装定位,对夹持机构、加力机构按先后顺序合理安装,根据浮升工艺合理配装,密封橡胶和密封帆布整体压实顺序保证气柜密封机构正常运行。
2.2.4立柱及侧板安装
(1)立柱及侧板安装将配合活塞系统,其安装精度质量的控制将限制活塞系统有效运行。立柱的安装控制:①基柱安装,严格检查立柱平直度,销钉孔位及数量,合格后标出中心线和安装控制基准线;水平仪测定柱脚基础,根据实测标高设置调整垫铁,利用专用工具调整柱脚水平及垂直度;将基柱吊装至安装位置,用经纬仪调整垂直度及经纬位置,点焊精调后焊接并做二次灌浆。②第二节立柱安装,建立作业面,利用专用靠模安装到基柱顶面,吊装第二节至安装位置,利用全站仪保证立柱垂直度,并根据气柜中心控制点反推各柱控制点,保证半径和柱距控制距离,并考虑侧板焊接收缩造成的精度偏差,确定好焊接保证距离。③第三节及以上立柱安装,建立作业面,利用专用靠模安装到基柱顶面,吊装至安装位置,利用经纬仪、垂直仪,遵循基本固定、点焊、找正、复测、找正、对称焊接、气刨、焊接、打磨、探伤、测量、拆除靠模程序对立柱进行对接。(2)侧板的安装控制:①侧板到达现场后,确定安装位置,并检查每块侧板弦长、弦高、开孔位置、孔数等安装前检查,不符合不得使用。②利用全站仪确定基准线及水平度,保证首带侧板安装的整体水平度。③安装时使用吊车吊住侧板,使用冲子临时定位,调整焊缝间隙及水平度,完成后专用螺栓固定在立柱上,待全周安装完毕后,再进行调整最终紧固螺栓后,在安装下一带侧板。④侧板焊接遵循第3、4带侧板完成紧固定位后方可进行第1、2带侧板的焊接的规律并在浮升过程中持续执行,并对内部焊缝打磨形成严格检查机制,保证不得因焊缝毛刺损伤活塞密封机构。⑤根据柜体直径,计算侧板实际弦高,每带侧板安装完成后根据实际弦高进行调整,偏差控制在±10mm以内,并按照测量、调整、记录、再测量、再调整、再记录程序严格进行,直到合格为止。⑥侧板吊装到位后,先用螺栓临时固定,调整合格后再打入销钉,再拆除螺栓,不同孔径采用不同规格销钉,严禁以小带大,并与焊接过程严格配合。
2.3施工材料及机械设备质量控制
在这一系列的施工程序中,煤气柜安装工程材料主要包括所需要的各种原材料、成品及半成品、机械设备、零配件等。对材料进行质量监控,是加强煤气柜安装工程质量的一个重要举措。工程材料的化学性能、主要成分及物理性能都在一定程度上都会影响煤气柜安装工程材料。因此,在工程材料的选购上要严把采购渠道关,规范材料应用,选择正规厂家生产的材料,避免因材料质量而造成工程质量事故发生。同时随时检查进入施工现场的建筑原材料、零配件、机械设备,提高建筑材料的质量管理。机械设备的好坏直接影响煤气柜设施使用功能的质量。机械设备的操作要求是否规范到位,性能方面是否可靠先进,都会影响煤气柜安装工程的质量。如钢筋加工设备会影响钢筋接头的质量及其制作工艺,混凝土是否均匀,振捣是否到位在一定程度上会影响混凝土和砂浆的强度。因此,煤气柜施工企业需采用先进的机械化设备,确保煤气柜施工达到指定的技术要求和指标。同时,建筑单位和施工企业必须综合考虑施工现场条件、煤气柜的施工工艺、技术水平、结构形式等因素,合理选用机械设备,完善工程机械设备配置,操作人员熟知机械设备操作流程,提高对机械设备的维修保养管理,确保使用操作的方便性、安全检查性,机械设备正常运行。
2.4其它质量控制
(1)施工时只有操作人员只有先熟知施工图,把握煤气柜安装工程质量标准,了解工程规模,才能将施工中的失误降低到最低。所以,在选择施工方案时,必须结合实际,综合考虑,全面分析,以工程质量预控为主,在施工之前将施工中常见的问题消灭殆尽。(2)建立完善的质量监控体系:①建立明确的质量管理责任制。企业的各级行政“一把手”是质量管理的第一责任人,总工程师是技术责任人,各个部门都应有自己的质量职能。施工组织设计和施工方案必须由总工程师审核批准后方能实施。同时必须加强建筑工程质量的检查。②坚持推行质量方针目标管理,将煤气柜项目确定为创优目标。通过将创优目标逐级分解、落实到人,建立质量奖惩制度,运用行政、经济和法制的手段,保证质量目标的实现。③处理好外部质量监督与内部质量保证的关系。必须无条件地自觉接受政府主管部门与质量监督机构、建设单位、监理单位、新闻媒介及社会舆论的监督,坚持高标准、严要求,将外部监督的压力转化为强化内部质量保证的动力。(3)煤气柜安装工程与人员素质有直接的联系。因此,在工程质量控制中,应坚持以人为本,充分调动人和积极性和创造性,建立专业人员持证上上岗制度;发挥“人的因素第一”的主导作用,增强人员的责任感和质量观,防止失误出现。同时,强化工程管理,重视职工培训,提高从业人员身体素质、技术业务,文化素养等各方面的综合素质,进而提高煤气柜安装工程项目的质量和管理水平,有效避免工程质量问题的产生。
3结束语
煤气柜设施作为钢铁企业中重要的二次能源回收利用装置,其建设过程对质量控制和要求将是保证投产正常运行先决条件。在煤气柜安装施工过程中应加强质量控制手段,提高施工、监控人员的质量意识,完善质量控制体系,保证煤气柜设施的安全有效投产运行。
作者:李康 单位:中冶东方工程技术有限公司动力设计研究所