技改项目高炉区热风炉工程

施工方案

编  制：  刘  伟

审  核：  吴彦增

批  准：  万  明

施工单位：中冶集团华冶资源开发有限责任公司

编制日期;2010年4月18日

1.编制依据

2.工程概况

3.施工部署及施工准备

4.施工工艺

5.施工技术措施

6.质量要求

7.安全文明施工及成品保护措施

8.施工进度计划

9.附图及附表

1编制依据

1.1热风炉基础施工图。

1. 2现行规范、标准。 

1. 3本公司的资源情况及现场的实际情况

1. 4本公司原有热风炉工程的施工经验

2工程概况及特点

2. 1 建设单位：江苏省徐州市东南钢铁有限公司

2. 2 设计单位：山东冶金设计研究院

2. 3 施工单位：中冶集团华冶资源开发有限责任公司

2.4工程概况:徐州东南钢铁技改项目高炉区热风炉工程，由热风炉基础及J-1

至J-9计12个基础组成；其中热风炉基础长36.7米，宽16.4米，高3.02

米，基底标高-3.1米，基础顶面标高0.02米，基础下设100mm混凝土垫层，混凝土强度等级C20。

工程设计热风炉基础混凝土强度等级为C30，混凝土总量1533.9m3，其中

上部1.0m范围采用C30耐热混凝土，耐热温度350℃，；耐热混凝土量455 m3， 

基础配筋：面筋均为HRB335Φ20@200双层双向；底板配筋HRB335Φ25@200双

层双向。

    J-1至J-9基础按常规方法施工，本方案主要介绍热风炉基础施工方案。

2.5工程特点：

2.5.1 热风炉基础混凝土工程量大，整体性要求高，中间不得留设施工缝。

2.5.2 热风炉基础上部1米范围为C30耐热混凝土，耐热温度350℃，耐热混凝

土工程量455m3。

3施工布署及施工准备

3. 1本工程施工由中国华冶天津工业安装公司徐州东南钢铁工程项目部负责组织施工,下设施工安全部、技术质量部、物资供应部、计划经营部、办公室等职能部门。在华冶公司的统一领导下，严格按照公司质量程序文件指导施工，严格按项目法进行组织管理，确保工程符合合同要求，并按期交付使用。

项目部组织机构图详见附表1示。

3.1技术准备

3.1.1各岗位管理人员认真学习相关规范和图纸；

3.1.2技术部编制大体积混凝土方案；

3.1.3召开技术交底会议，就大体积混凝土施工技术要求对工长交底，使其施工前作好充分准备。

3.1.4工长对各专业队伍进行施工前技术、质量交底。

3.1.5混凝土浇筑前，做好配合比。

3.2材料准备

为保证大体积混凝土的施工质量，对各种材料必须通过严格选择，符合要求方可使用。

3.2.1水泥

采用散装P.S42.5中低热矿渣水泥。水泥进场时必须严格验收，须有出厂合格证或试验证明书，水泥500t为一验收批，按规定要求进行检试验。

3.2.2碎石

粗骨料碎石粒径按5-31.5连续级配，其质量应符合《普通混凝土所用碎石或卵石质量标准及检验方法》的要求，且含量泥在1％以内，按400m3或600T为一验收批检验；耐热混凝土骨料采用玄武岩。

3.2.3砂

砂选用天然中粗砂，有利于泵送、减少水泥用量，控制混凝土的温升和收缩量。含泥量2％以内，质量符合现行标准《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》，按400m3或600T为一验收批。

3.2.2.4外加剂

掺加高效减水缓凝剂，以保证足够的施工时间，使初凝时间达到6—8h。

掺加掺粉煤灰，改善混凝土的和易性，代替部分水泥，降低水化热，有利

于混凝土强度的增加。

3.3 根据工程实际情况，施工机具准备具体计划详附表2示；保温材料准备计划详附表3示。

3.4根据工程实际情况并结合工程特点，劳动力准备具体详附表4示。

4 施工工艺

4.1 施工顺序

  定位放线→土方开挖→钎探、验槽→垫层混凝土施工→基础施工。

4.2 土方开挖

土方开挖采用大开挖形式，开挖机械采用1m3反铲挖掘机，土方外运采用翻斗汽车运到业主指定地点，运距暂按 3 km计。开挖时一次性开挖至基底标高以上200mm，而后用人清土至基地设计标高；施工时基底比设计平面尺寸每侧增加0.6米（其中支模工作面0.3米，排水沟0.3米），开挖放坡坡度1：0.67。

土方开挖完毕后，应及时清槽并进行钎探、验槽，并进行下道工序施工。4.2 垫层设计厚度100mm，C20混凝土。施工时要求振捣密实、表面平整。

4.3 钢筋工程

4.3.1．钢筋制作

    钢筋进场必须有出厂合格证，进场后按规定进行抽样检验，经检验合格后才能使用。各种规格各种级别的钢筋分类堆放，并进行类别和检验状态的标识。

钢筋翻样人员要熟识图纸、会审记录和施工规范，按图纸要求的钢筋规格、形状、尺寸、数量准确的填写钢筋料表，计算出钢筋的用量。

钢筋表面应洁净，粘着的油污、泥土、浮锈使用前须清理干净。

钢筋采用机械加工，钢筋接长采用闪光对焊及搭接接长。

钢筋切断应根据钢筋型号、直径、长度和数量、长短搭配，先断长料后断短料，尽量减少和缩短钢筋短头，以节约钢筋。

钢筋对焊接头和焊接制品的机械性能必须符合钢筋焊接及验收的专门规定。

4.3.2钢筋绑扎与安装

熟识图纸，核对半成品钢筋的级别、直径、尺寸和数量是否与料牌相符，如有错漏应及时纠正增补。

划出钢筋安装位置线，如钢筋品种较多时，应在混凝土垫层或已安装好的模板上标明各种型号、构件的钢筋规格、形状和数量。

钢筋网的绑扎，四周两行钢筋交叉点应每点扎牢，中间部分每隔一根相互成梅花式扎牢，双向主筋的钢筋，必须将全部钢筋相互交点扎牢，注意相邻绑扎点的铁丝扣要成八字形绑扎。

基础为双层双向钢筋网时，在上下层钢筋之间设φ22钢筋马镫间距双向1000mm，以保证上层钢筋位置的正确和上下两层钢筋之间距离。

热风炉基础设计底板、顶板及中间两层钢筋，共四层钢筋网片，施工时用φ22钢筋焊成钢筋支架，以承担钢筋网片自重及保证钢筋位置；钢筋支架立筋间距2000mm，并与水平方向纵横筋焊牢，形成钢筋骨架；焊接时水平方向纵横筋位置标高，据钢筋网片标高而定，其作用为支撑钢筋网片；详见附图1。

底板钢筋保护层设计50mm，考虑到钢筋自重大，将底板钢筋垫块采用C30细石混凝土制作，施工时垫块间距双向800mm，梅花形布置。

当钢筋绑扎时应同时将散热管安装，安装时设定位架将散热管固定牢固，要求位置准确。

4.4模板工程

热风炉基础采用定型组合钢模板，基础一次性支模整体浇筑，用φ48*3.5脚手管加固，对拉螺栓间距双向600mm。施工前进行计算并绘制钢模板配板图，施工时按施工作业设计进行钢模板组装，要做到模板几何尺寸正确不变形、不漏浆，钢筋砼里实外光。

对于较重的、较大的预埋件(管)也要采用50*5角钢支架进行支撑固定，以保其位置的准确及平整度。

模板工程验收重点为控制高度、垂直度、平整度，把预埋管件、预留孔等作为验收的重点。基础砼顶面、予埋件顶面标高只能出现负误差，不得出现正误差。

4.5 混凝土热工计算

4.5.1混凝土的最大绝热温升

     Tt=W•Q/C•ρ•(1-e-mt)

式中： Tt——混凝土的最大绝热温升（℃）；

Q——水泥水化热，查表得水化热Q=334kj/kg；

W——每立方米混凝土水泥用量（kg/m3），W =350kg；

C——混凝土比热，取0.97kj/(kg•K)； 

ρ——混凝土密度，取2400（kg/m3）；

t——混凝土的龄期(d)取3、6、9、12、15、18、21；

e——为常数，取2.718；

m——系数，随浇筑温度改变，取：0.362（浇筑温度约20℃）。则：

T3 =350×334/{0.97×2400×（1-2.718-0.362×3) }=75.8℃

T6 =350×334/{0.97×2400×（1-2.718-0.362×6) }=56.7℃

T9 =350×334/{0.97×2400×（1-2.718-0.362×9) }=52.2℃

T12 =350×334/{0.97×2400×（1-2.718-0.362×12) }=50.9℃

T15 =350×334/{0.97×2400×（1-2.718-0.362×15) }=50.4℃

T18 =350×334/{0.97×2400×（1-2.718-0.362×18) }=50.3℃

T21 =350×334/{0.97×2400×（1-2.718-0.362×21) }=50.2℃

4.5.2混凝土中心计算温度

     Tmax（t）= Tj+Tt•ξ(t)

式中：Tmax（t）——t龄期混凝土中心计算温度（℃）；

 Tj——混凝土浇筑温度(℃)，取20度;

ξ(t)——t龄期降温系数，查表计算得：

对3m混凝土板：ξ(3)= 0.68；ξ(6)=0.67；ξ(9)=0.63；

ξ(12)=0.57；ξ(15)=0.45；ξ(18)=0.36 ；ξ(21)=0.30；

Tmax（3）= 20+ 75.8×0.68=71.5℃

Tmax（6）= 20+ 56.7×0.67=58.0℃

Tmax（9）= 20+ 52.2×0.63=52.9℃

Tmax（12）= 20+ 50.9×0.57=49.0℃

Tmax（15）= 20+ 50.4×0.45=42.7℃

Tmax（18）= 20+ 50.3×0.36=38.1℃

Tmax（21）= 20+ 50.2×0.30=35.1℃

由上可知：混凝土内部温度在养护18天后温度约可降至30～40℃间，考虑现在日平均气温在20～30℃间，因此混凝土养护时间约需12～18天。

4.5.3循环水降温法混凝土内部温度计算

已知条件：混凝土水泥用量350kg/m3；冷却水管直径32mm，沿长边方向上下两层交错布置，间距1500mm。循环水管平面布置示意图见附图2；循环管剖面图见附图3

Tq——浇筑后平均气温Tq =24℃；

Ts——冷却水管初期通水水温Ts=10℃；

Tb——混凝土表面温度（℃）；

X——冷却水管散热残留比；

Ca1——底部不绝缘，上层新混凝土接受下层混凝土（或基底）传热并向表面散热的残留比；

Ca2——底部不绝缘，上层新混凝土接受下层混凝土（或基底）及表面散热的残留比；

Tr——通过表面及冷却水管散热之后的水化热温升；

λ——混凝土导热系数λ=3.15W/m.K；

a——混凝土导温系数a=0.115 m2/d；

d——冷却水管直径d =32mm；

D——冷却水管纵向排列间距D=1.5m；

Cs——水的比热Cs=4.2kj/(kg•K)；

ρs——水的容重ρs =1000 kg /m3；

qs——冷却水的流量qs =1.35 m3/h；

L——冷却水管总长653.7m；

根据水管冷却范围D=1.5m

Log（D/d）=Log（150/3.2）=1.67

a'=a×(Log100/Log59.1)=0.115×2/1.67=0.138

（a'为化引的混凝土导温系数m2/d）

a't/D2=0.138t/1.52=0.061t

3.6×(λl/Csρsqs)=3.6× [（3.15×653.7）/（4.2×1000×1.35）]=1.09

查图得X值，见表1

                                             表1

                                           表2

    Tt(t)=Th(1-e-mt),其中m=0.362

    F0=at/h2=0.115t/32=0.013t

查图得Ca2，见表3                                    表3

                                                表4

Ca1=0.126       Ca2=0.62         X=0.78

Ca1X=0.126×0.78=0.098

（1-Ca1X）=1-0.098=0.902

Ca2X=0.62×0.78=0.48

（1-X）Ca2=（1-0.78）×0.62=0.136

注:第4d时F0=0.013t=0.052,查图得Ca1=0.126、 Ca2=0.62 

初期由于有水泥水化热的影响，混凝土表面的温度常较气温为高，此时

                   Tb=Tq+⊿T              

式中⊿T——混凝土表面温度高于气温的差值，可按以下采用；

       表面不差草袋时，⊿T=3～5℃；

       表面盖一层草袋时  ⊿T≈10℃;

在本工程中，Tb=Tq+⊿T=24+20=44℃(表面盖两层草袋)代入式中得

Tmas=[（Tj-Tb）Ca2X/(1-Ca1X)}]+[(Ts-Tb)(1-X)Ca2/(1-Ca1X)]+[Tr    /(1-Ca1X)]+Tb

=[(20-44)×0.48/0.902]+[（10-44）×0.136/0.902]+19.97/0.902+44

=-12.77 -5.13+22.14+44=48.24℃

上述计算结果，48.24-44=4.24℃＜25℃已经能满足工程需要。

4.6混凝土浇注

4.6.1浇注前准备

项目部：技术员2人，安全员2人，物资2人，昼夜值班。

施工队：基础混凝土量大，浇注时长约需51小时。施工时按两班作业，每班木工2人，钢筋工2人，振捣工9人，振动棒6台。

搅拌站：施工前要求对施工机械进行彻底检修。由于混凝土量较大，搅拌站要连续作业，防止出现事故，相关人员需提前与附近商品混凝土搅拌站联系，作好供货准备。

材料部门：按材料计划做好材料储备和后序及时补充工作，确保浇注工作顺利进行。

4.6.2混凝土浇注

热风炉基础混凝土要求一次性浇注，中间不留施工缝，施工时采用1台HBT60混凝土地泵和1台混凝土汽车泵同时进行浇注，其中地泵浇注北侧12米范围，汽车泵浇注其余24.7米范围。

混凝土浇注前，需对模板、钢筋、埋件进行检查，符合要求后方可进行浇注混凝土。

混凝土浇注速度按30-40m3/h控制，施工过程中将备用混凝土作为供应储备，保证施工过程中混凝土连续供应。

混凝土施工时分层浇注，每层浇注厚度250mm，每层浇注面积601.88 m2，混凝土150.5 m3，每层浇注时间需4小时左右。混凝土浇注分层施工时，上层混凝土施工应在下层混凝土初凝前完成，上层混凝土震捣时，震动棒应插入下层混凝土5-10cm，以保证混凝土的接茬质量。混凝土分层接茬处是质量控制的关键重点部位，混凝土布料、振捣严格按交底执行，施工过程技术人员跟班旁站，发现问题及时解决

混凝土的振捣采用插入式震动棒，做到“快插慢拔”，以使其内气泡全部释放。振捣时间以表面混凝土不再显著下沉和出现气泡、表面泛浆为宜。振动棒插点要均匀排列，采用“行列式”次序，每次移动位置的距离控制在300mm左右。对参加混凝土振捣的人员要事先做好严密分工、分区域的责任制方式，对其进行技术、安全交底。捣固手必须是专业人员，责任心强，技术扎实时解决。

4.6.3表面处理：由于泵送混凝土坍落度大，在浇注过程中会出现泌水情况，在浇注时应将斜面上的泌水用软管排出。混凝土表面应做二次抹压，由于泵送混凝土的水灰比较大，混凝土表面水泥浆较厚，其表面极易开裂，所以在浇注后至混凝土初凝前应按标高初步进行拍打振实后用铝合金靠尺抹平，赶走表面泌水，初凝后至终凝前用木搓打压实，紧跟着用铁抹刀磨光收水裂缝，即二次抹压。

4.6.4 混凝土养护

混凝土浇注完毕后，应及时对混凝土表面进行覆盖养护，混凝土表面覆盖塑料布一层，而后覆盖草袋两层保温养护。

混凝土浇注完毕48小时后拆除基础侧面支撑，外挂双层草袋与模板绑扎牢固，进行保温覆盖。

混凝土养护期间，冷却水管需不断供水，具体冷却时间按技术通知为准。

4.7基坑土方回填

4.7.1尽可能采用开挖原状土进行回填，禁止用含有腐植土的填料回填。

4.7.2 回填前将基底杂物积水等清理干净，并对基础混凝土进行结构验收合格后方可进行。

4.7.3 回填应分层进行，每层虚铺厚度不大于250mm，用蛙式打夯机夯打4遍，而后试验，合格后方可进行下层施工。

4.7.4 夯实时应注意对基础进行保护，严禁损伤混凝土表面，影响外观质量。

5 主要施工技术措施

5.1混凝土防裂和水化热控制措施

由于混凝土水化热集中，极易造成混凝土构件内外出现较大温差，引起构件裂缝，影响工程质量。为保证工程施工质量，在施工中采取如下施工工艺对水化热进行控制：

5.1.1 混凝土原材料控制

选用矿渣水泥并掺加入适量粉煤灰，以降低水泥用量，从而减少水泥水化过程中释放出的热量。

5.1.2 砂、石料控制

砂选用中砂，石选用级配良好的石子，从而减少水泥用量，降低水化热。

5.1.3 加入外加剂

混凝土中加入缓凝减水剂，延长混凝土初凝时间，以达到延缓水化热集中的目的。

5.1.4 循环水散热

在底板上0.8m及2.3m处，沿结构长向设两道直径32mm散热管，散热管沿长向布置，水平间距1.5m，散热管相互连通，顶端设进水管，下端设出水管，构成循还水系统，将混凝土内部热量带出，降低混凝土内部温度。出口水不能随意排放到基坑，以防浸泡基础。

5.1.5 混凝土二次振捣

加强振捣，提高混凝土密实度，并将混凝土表面浮浆清除，二次收面压光，提高混凝土抗拉强度，从而防止裂缝产生。

5.1.6 混凝土表面蓄热

混凝土浇注完毕后8—12小时之内开始，表面覆盖一层塑料布，而后覆盖草袋两层，覆盖时草袋搭接10cm，同时立面模板外挂两层草袋与钢模板绑牢，做到不漏风进行保温养护，从而降低混凝土内外温差，防止混凝土表面出现裂缝。

在养护过程中，如出现降温速度太慢或太快，就采用调整保温层的方法，或者调解冷却水流速的方法来解决。

5.2 冷却过程控制和监测

本工程利用在混凝土中设置测温孔的方法来了解大体积混凝土内部的温度分布和变化情况，测温孔应按可完全反映混凝土结构内部温度变化的要求布置，平面的内、中、外，垂直面的上、下均在有代表性部位设置。

在每个测温孔处均设置长、中、短两个测温管，测温管采用φ48钢管制作。安装时，应保证测温管外露200mm，长管底部距混凝土底部200mm，中管底部距混凝土中心100mm，短管底部距混凝土表面300mm。

测温点的平面布置见附图4

5.2.1 监测制度

①在温升阶段、温峰阶段及其后当温度场数据达到报警线时，测温时间间隔为2小时，必要时适当加密；

    ②温峰过后，混凝土块体中心最高温度明显下降，且温度场各项指标均低于温控指标时，测温时间为8小时；

    ③当混凝土块体中心最高温度与大气平均温度之差小于15℃，且降温速度小于0.8℃/d时，测温停止。

    ④做好现场监测记录，记录内容应包括入模温度、气温、各测点温度、监测时间以及所观察到的相关情况，并绘制时间温度曲线。

    ⑤每天通报一次24小时的现场监测数据。

    ⑥当温度场数据达到报警线时，检测人员立即向工程负责人汇报，工程负责人及时安排作业人员采取调节温度的措施。

5.2.2报警温度线：

5.2.2.1本工程温控指标为：

a.混凝土的里外温差不大于25℃；

b. 在入模温度基础上，混凝土的最大温升值不大于35℃：

c.混凝土的降温速度不大于1.5℃／d：

5.2.2.2根据上述温控指标，本工程报警线确定为：

a.在升温阶段，混凝土在入模温度基础上的温升值达到30℃；

b.混凝土的里外温差连续增大，达到23℃；

c.混凝土的降温速度达到1.3℃／d。

5.2.3测温分析

根据所提供的测温数据，在混凝土升、降温过程中，如混凝土内外温差值超过25℃，而混凝土表面温度与周围环境温差较小，应加盖保温层，或者加快冷却水的流速，以防止结构裂缝；在混凝土降温过程中，当混凝土内外温差趋于稳定并逐步减少时，可将混凝土表面逐层取走草袋，有意识地加快混凝土降温速率，使其逐渐趋于常温，顺利完成大体积混凝土的养护工作。

6质量要求

6.1质量标准

⑴落实施工技术保证措施、施工技术交底、安全交底，严格执行有关规定。

⑵严格控制每次下料的高度和厚度，保证分层厚度≯250mm。振捣方法要求正确，不得漏振和过振。可采用二次振捣法，以减少表面气泡，即第一次在混凝土浇筑时振捣，第二次待混凝土静置一段时间再振捣，而顶层一般在0.5h后进行第二次振捣。

⑶严格控制振捣时间和振捣棒插入下一层混凝土的深度，保证深度在50～100mm，振捣时间以混凝土翻浆不再下沉和表面无气泡泛起为止。

⑷浇筑混凝土过程中，为了防止钢筋位置的偏移，在人员主要通道处的底板钢筋上铺设脚手板，操作工人站立在脚手板上，避免踩踏板的钢筋，不碰动插筋。

⑸在混凝土浇筑完毕后，要派工人及时清理现场，做到工完场清。

⑹为保证大体积混凝土浇筑的顺利进行，混凝土浇筑期间，各管理人员手机需要24小时开通。

7安全文明施工及成品保护措施

7.1成品保护措施

⑴混凝土浇筑震动棒不准触埋件及冷却水管。

⑵施工过程中严禁踩踏钢筋。

⑶泵管下用木枋铺垫，木枋下用废旧轮胎来保护钢筋。

7.2安全措施

⑴在浇筑混凝土之前一个星期内，动力部认真检查，识别危险源，并及时整改。

⑵所有机械设备均需设漏电保护，所有机电设备均需按规定进行试运行，正常后投入使用。

⑶检查基坑周围设置维护栏杆。

⑷现场设置足够的照明；振动器操作人员应穿戴绝缘靴和绝缘手套。

⑸进入基坑内的马道应牢固，稳定具有足够的承载力。

8 施工进度计划

 根据工程实际情况，施工进度计划如附图5示

9附图、附表

     附图1：热风炉基础钢筋支架平面及立面图

附图2：循环水管平面布置示意图       

附图3：循环管剖面图                 

附图4：测温点布置图                 

附图5：施工进度计划

附表1：项目部组织机构

附表2：施工机具设备表

附表3：保温材料计划表

附表4：劳动力准备计划表

主要施工机械设备表          附表：2

签字：

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