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第三章 国家队彰显真功夫

2016-07-20 14:57:09 5e

“一半海水,一半火焰”

湛江东海岛几亿年前由火山喷发造地而成,至今仍可看到大自然遗留的火山口遗址,而它的四周又被湛蓝的海水所包围,其地理环境被人们形象地称为“一半海水,一半火焰”。

火山岩的层层夹杂,海水的揉搓浸泡,造就了这里南高北低、起伏不平的地势,地下依次分布着剥蚀台地、玄武岩台地、冲洪积洼地、砂堤砂地、海积平原等七种极其特殊复杂的地质地貌。在湛江钢铁12.98平方公里厂区范围内,这七种典型的地质地貌几乎都有,甚至一个单元工程里就会遇到不同的几种岩土地貌,最典型的要数2250毫米热轧工程了。这个工程设计年产热轧钢卷550万吨,是国内目前产能最大、技术最先进的钢铁投资项目。厂房长1029.5米、宽180米,地下基础正处于砂堤砂地、海漫滩-海积平原及玄武岩台地交汇处。其中板加区位于玄武岩台地,主轧线和钢卷库大部分位于海漫滩-海积平原,钢卷库东北角位于砂堤砂地。海漫滩软土淤泥分布范围大、厚度深、强度差,不能做地基;武岩厚薄不均勻,沉降不一样,风化很严重。同时热轧工程地下还有潜水和承压水两种地下水,有两处氯离子和硫酸含量较高的腐蚀区。深基础施工及深基坑降水难度都非常大。

承担2250毫米热轧工程施工的中国二十冶,至今已在国内外建成热轧、冷轧等轧钢生产线170多条,在业界享有“轧机之秀”的美誉,在深基础施工中也具有领先的技术优势,承建的宝山钢铁、北仑钢铁、珠海横琴市政基础、斯里兰卡“国门第一路”等沿江沿海大型软土深基施工项目科技成果丰硕,但像东海岛这种特殊复杂的地质地貌还从未遇到过。

在桩基施工中,板加区域玄武岩层厚,还夹杂着孤石、漂石等,进桩极为困难;主轧线区域桩位密集,大部分处于粘性土中粗砂层,海相淤泥灵敏度较高,打桩扰动后其强度就会大幅下降,增加淤泥流动性,造成桩身倾斜、桩位偏移或者浮桩、断桩等。为了啃下这块硬骨头,施工技术人员结合试桩结果对问题分类梳理,针对不同类型的地质情况,选择不同的打桩设备和成孔设施,采取不同的沉桩方法及停锤标准。二十冶项目部总工程师杨勇和中冶赛迪热轧项目总设计师胡高举感慨地说,当时现场潜孔锤、旋挖机、搅拌桩机等十八般兵器样样齐全。对玄武岩台地清障处理后爆破挖除,碎石用于围海、护堤、铺路,变废为宝;还专门设计研发了潜孔锤组合引孔技术;对含粘性土中粗砂层设计研发了专门的PHC管桩沉桩方法,同时对原有桩帽进行了技术改进,上下笼口均设置了缓冲装置,有效降低了桩头破损率;针对浮桩现象,从施工工艺角度优化打桩顺序,控制单日沉桩数量,采取螺旋钻机取土降压,减少挤土效应,抑制了群桩上浮。这些技术措施破解了施工难题,保证了工程进度,降低了建设成本。其技术成果《复杂地质条件下PHC管桩施工关键技术》通过省部级技术鉴定,达到国内领先水平。在攻坚克难过程中,确立了2项技术开发项目,申请专利16件,其中发明专利9件、授权实用新型专利7件;发表技术论文2篇,主编的湛江钢铁企业标准《PHC管桩施工技术措施指南》,对东海岛地下桩基施工起到了指导作用。

土建基础施工同样难度很大,风险系数甚至更高。2250毫米热轧设备基础体积大,主轧线箱型基础长496米、宽77米,加热炉基坑长133米,宽112米,设备基础底板厚为1.2米和1.6米两种,侧墙厚为1米和1.2米不等,均为超长、大型混凝土结构;还有旋流池、铁皮沟、层流铁皮坑、平整机、电缆隧道等也都属超深基坑,最深处32米,地下连续墙深53米。复杂的地质地貌,使得深基础开挖、加固、支护过程险情重重。

在二十冶建筑分公司项目部,大家说起当时的深基础施工场景仍然激情难抑。湛江位于我国大陆最南端的雷州半岛,顾名思义这里雷电、台风、暴雨频发,一年只分雨季和旱季两个季节。为了赶在5月雨季和台风到来之前完成底板封底,施工人员与时间展开了赛跑,主轧线和加热炉施工区域集结了120多台大型施工机具,打桩、土建、结构安装全面进入立体交叉作业。被惊动的土地爷此时也开始发威。2013年12月10日,加热炉区基础开挖到负9米时,晚上21点突然出现管涌。项目经理陶荣江闻讯急忙赶到现场,制定方案,组织施工人员连夜抢险。项目部两位入厂不久的大学生,找出当时的图片介绍说,那晚他们也被专门叫到现场,进行实战培训,体验了化险为夷的过程,亲眼目睹了二十冶的技术实力和组织应变能力。冲渣沟开挖过程更为惊险,特别是八字口12线,左边是一号轧机,右边是二号轧机,如果出现塌方,整个热轧生产线施工都将全面瘫痪。施工人员谨小慎微,稳扎稳打,步步为营,到了负14.5米处,还是出现了流沙层。形势危急,二十冶总经理助理、湛江工程指挥部常务副指挥刘占恒紧急动员各方力量,总结以往施工经验,采取多项综合措施,以最小的成本、最快的速度遏制了险情。“5•28”底板封底的节点目标提前实现。

量身定制新型焦炉

2008年9月18日,湛江钢铁项目焦炭需求和炉型专题论证会在上海宝莲城一号楼召开。经过四种炉型方案的参数对比和精密论证,业主、总设计和焦炉单元设计方一致认为,湛江钢铁必须按照340万吨/年焦炭量进行考虑,而现成的几种焦炉都不适合,会议确定由中冶焦耐量身定做,专门为湛江钢铁项目开发一版全新焦炉。

为一个企业专门开发一种新炉型,不光人力、物力、财力投人大,需要攻克的技术难题也很多,但中冶焦耐有这个底气和实力。这家成立于1953年的国家焦化项目设计龙头企业,60多年来共计参与了500多个大中型焦化厂200多个耐火材料厂的建设,完成了60多个城市的燃气、环保等大量新建和改造项目,拥有专利及专利技术200余项,特别是完全自主知识产权的焦炉设计技术在世界居于领先地位。他们将湛江钢铁特殊炉型研制作为政治任务,列为企业技术创新的重大课题,迅速组建专家研发团队,在大量检索国外超大容积焦炉技术资料的基础上,随同业主分赴沙钢、梅钢、武钢等生产一线,对这些企业在用的大型焦炉进行实地考察,了解不同型号焦炉的利弊,分析生产运行中的技术参数,结合湛江钢铁实际需求,扬长避短,汇集精华,拿出了新炉型的设计理念和初步方案。精明的业主又多次召开会议,对方案进行可研预审和评审,期间不放过任何细节,精益求精,严格苛求。譬如他们提出要参照宝钢一期焦炉大修改造工程,高向加热由三段改为两段,可防止炉顶空间温度过高。为此,中冶焦耐重新进行炉体水力计算及模拟仿真分析,调整各段开口截面的大小,进一步修改完善设计方案,最终经过近5年的不懈努力,与设备厂、焦炉机械制造商密切合作,研发制造出了4座两段加热的JNX2-70-2型新焦炉,煤气处理能力达到17万立方米每小时。

新型焦炉融合了市场超大容积焦炉的先进技术,在许多方面具有重大创新和突破,其总体技术水平、环保标准达到国内一流,国际领先水平。譬如炭化室尺寸在梅钢7米焦炉的基础上加宽、加长,单孔炭化室产能增大,焦炉加热水平优化提高,焦炉炉头采用性能更优的硅线石砖代替高铝砖,增高了炉柱用H型钢的高度,增加了立火道和自动测温孔,在国内首次采用自驱型运载车和“可调式”二次除尘器等等。新炉型自动化程度高,炉体寿命长,操作安全方便,生产顺行性好,环保达到世界领先水平。由于项目全部自主设计研发,免去了国外技术设备引进的谈判、签约等环节,不仅节约了大量投资,还缩短工期6个月以上。




责任编辑: 吴昊

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