攀枝花钢钒有限公司炼铁厂
摘要：本文通过对1#高炉出铁场平台改造施工组织加以优化，以达到平台改造与高炉主体设备改造在施工进度上形成有机整体，为后续一期其他高炉出铁场平台改造提供成功典范。
关键词：出铁场 平台 施工组织
1一期高炉出铁场概述
攀钢钒炼铁厂一期高炉主要有1#高炉、2#高炉以及3#高炉。攀钢一期工程始建于1965年，于1970年出铁。其中，1#高炉建成于1965年并于1970年7月1日投产、2#高炉建成于1970年9月、3#高炉建成于1973年8月，按照工业建筑设计使用寿命50年计算，现役一期高炉均已陆续达到设计使用寿命，且随着炼铁厂高炉提钒生产工艺的不断提升优化，七十年代的设计理念与出铁场结构形式，已不能适应安全、环保、快速、经济生产的需求。生产安全隐患日益凸显。1#高炉工业建筑使用有46年，加之高炉建筑一直处在重载荷、动载、高温、多尘、腐蚀气体环境下，部分建筑蚀损情况严重。其中1#高炉出铁场曾发生2003年主铁沟楼板烧穿事故。同时，一期三座高炉在历次检修中，多次出现了出铁场楼板损坏情况，出铁场结构已严重影响了安全生产。一期高炉出铁场亟需进行改造，以适应目前生产工艺需要。
炼铁厂1#高炉出铁场经过层层论证，定于2017年07月对出铁场平台加以改造，现以1#高炉出铁场改造为契机，探讨炼铁厂一期高炉出铁场平台改造施工组织设计优化。
2工程施工概况
攀钢钒公司炼铁厂1#高炉于1970年7月1日建成投产，有效容积1000m3，其主要特点是：炉底为碳砖-粘土砖综合炉底，风冷；炉底、炉缸部位为三段光面冷却壁，炉腹为两段镶砖冷却壁，炉身下部为光面冷却壁套支梁式水箱的复合结构，炉身中部为四层支梁式水箱；双钟马基式炉顶；双料车斜桥上料，料车容积6.5m3；电动泥炮；三座内燃考贝式热风炉，眼镜形燃烧室，金属套筒式燃烧器。
1978年进行了第一次大修，主要改造内容为：炉底改为全粘土砖结构，取消了炉底风冷；炉身下部改为三段镶砖冷却壁；控制系统为无触点控制。
1989年进行了第二次大修，1990年6月6日大修竣工投产，炉容扩至1200m3。炉顶采用并罐式无料钟炉顶装料设备，料罐容积21m3；料车容积扩至7m3；采用S-6计算机控制系统；配置了炉身自动煤气取样机、炉身静压力计等检测装置；炉身下部改为三段带大头的镶砖冷却壁，炉身中部采用铸钢冷却水箱；炉体砖衬为粘土砖及高铝砖；三座内燃式热风炉、圆形燃烧室、陶瓷燃烧器、集中助燃鼓风；出铁场采用了液压泥炮；设置风口18个、铁口1个、渣口2个、喷吹口4个。
2002年进行了第三次大修，2002年9月25日大修竣工投产，炉容1200m3。并罐式无料钟炉顶采用SS新型布料器，料罐容积21m3；料车容积扩至8m3；采用DCS控制系统；炉底、炉缸采用三段光面冷却壁，炉腹、炉腰部位采用两段纯铜冷却壁，炉身中下部采用乌克兰大模块冷却结构，炉身上部采用两段光面冷却壁；炉底改为改进型全粘土砖炉底（3层致密粘土砖加6层超致密粘土砖）；四座改进型内燃式热风炉、圆形燃烧室、陶瓷燃烧器、集中助燃鼓风；高炉取消4个喷吹口。
综上所述，1#高炉历次大修及检修均未对出铁场结构进行改造或加固处理。根据历次检修缺陷，仅对出铁场下部钢筋砼柱进行了外包防护结构（红砖保护层）进行更换施工，而上部结构如钢筋砼梁、钢筋砼板等均未进行相应的处理，柱零米以下基础也未进行相应的处理。根据工业建筑设计、施工及使用年限要求，结合出铁场结构的使用环境，需进行改造施工。
本次仍为原地大修，在场地内所建的新项目所涉及的气象、地质、地震烈度等主要设计参数按现有国家设计规范执行。新建项目的地基处理、建（构）筑物结构形式与原高炉相协调。本工程所在地区基本烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，组别为第三组。建、构筑物地面粗糙度类别为B类，基本风荷载为0.40kN/m²。建、构筑物所在场地类别均为：Ⅱ类，均属抗震有利地段。
本次施工根据攀钢集团设计研究院有限公司2017年3月出具的《炼铁厂1#高炉节能环保改造工程--出铁场改造施工图》（图号8土1311）进行1#高炉出铁场的改造施工。
在目前钢铁行业不景气情况下，本着节约建设精神，炼铁厂2017年1#高炉出铁场平台的改造只对平台混凝土疏松、钢筋锈蚀严重的主沟区域平台范围进行改造，其改造范围如图一。
结合历次高炉大修改造施工工期及本次高炉改造主体结构施工工期，本次1#高炉大修施工改造计划工期为60天。
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图一 1#高炉出铁场平台改造范围示意图3施工组织优化
3.1施工进度网络计划优化
网络计划的优化是指在满足既定的条件下，按某一目标，通过不断调整初始网络计划，寻找最优网络计划的过程。网络计划工期优化的基本方法是在不改变网络计划中各项工作之间逻辑关系的前提下，通过压缩关键工作的持续时间来达到优化目标。在工期优化过程中，按照经济合理的原则，不能将关键工作压缩成非关键工作。此外，当工期优化过程中出现多条关键线路时，必须将各条关键线路的持续时间压缩相同数值；否则，不能有效地缩短工期。工期优化的步骤如下：
第一步：找出关键工作和关键线路，并计算初始计划的工期。
第二步：用计算工期减去计划工期得出应该压缩的持续时间。
第三步：确定各个关键工序可以缩短的持续时间。
第四步：选择要压缩的关键工序，压缩其持续时间，并重新计算网络计划的计算工期。
第五步：当网络计划的计算工期仍大于计划工期时，重复以上步骤，直到计算工期满足要求的计划工期。
第六步：当所有关键工序的历时时间均缩短到了其对应的极限历时时间，但项目的计算完成时间仍然大于合同拟定的计划工期时，就要对原技术方案、组织方案进行调整或对合同中的要求工期重新审定。
根据1#高炉大修施工总体施工网络进度计划，结合本次出铁场改造施工图纸，对改造施工内容、节点及与出铁场施工相关协作单位工作穿插，逐步优化本次出铁场改造施工细部节点网络，1#高炉出铁场平台改造初步施工网络如图二所示。
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图二 1#高炉出铁场平台改造初步施工网络
3.2现场施工组织优化
3.2.1拆除废物优化分流
按照正常平台拆除施工，须将平台及其附属载物一并拆除至地面，然后从地面集中出渣。但高炉出铁场平台柱间距只有6m，且本次只对混凝土梁板更换改造、保留原平台柱并对柱采用加大截面尺寸形式加固，致使施工运输车辆及装载机械无法正常转身，出渣效率极为低下。且南侧铁2、铁3道为保2#、3#高炉生产，阻断南侧出渣通道，同时北侧西侧受炉体框架吊装通道限制，整个出铁场落地废物只能通过装载机从1#高炉原出铁场北侧东进东出铲运及装车，势必制约拆除施工进度与后期平台恢复施工进度。
为缓解后期拆除废物清运压力，出铁场平台改造项目开工之后，组织两台225型挖掘机，从轴①向轴③大面积对原平台钢筋混凝土地坪面层拆除、同时对原平台砂填层整体挖除至平台楼板面约+300mm左右，将原出铁场平台大部分渣料通过出铁场高架桥平台通道外运出场，进而最大可能地减少落地废物量，为后期拆除废物的清运与平台改造恢复施工创造有力保障。
3.2.2流水节拍优化
受高炉本体拆除进度影响，在前期炉体拆除至挖炉缸液压锤进炉内作业前，必须于出铁场预留出①～②轴区平台以供炉体拆除设备及挖炉缸液压锤站位，故整个出铁场平台改造拆除必须划分为②～③轴区域及①～②轴区域两个施工区段分别进行。根据炉体拆除进度，挖炉缸液压锤在第十二天时方才进入炉内作业，致使①～②轴区域出铁场平台拆除较②～③轴区域延迟5天。为充分利用流水步距，在②～③轴区域平台整体结构拆除落地后，立即于地面组织一台挖掘机配合装载机出渣，将拆除废物全部清运出场，然后在1/2轴线间预留出缓冲隔离带，搭设平台处理脚手架，对②～③轴区域柱体及加固梁同步组织24小时作业，在进入第二阶段拆除时，第一阶段已完成整体满堂脚手架搭设、柱脚加固处理及加固梁的处理，既为②～③轴区域进入平台梁板恢复阶段创造有力保障，也为第二阶段在拆除后的加固施工积蓄了充足的劳动力，更为①～②跨在劳动力组织、施工工序、施工节奏等多方面，提供了进一步优化改进的蓝本。
通过上述精心优化与组织，出铁场平台①～③轴改造主体跨于2017年8月18日开始浇筑混凝土，较原计划网络提前5天，如图三。
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图三 1#高炉出铁场平台改造实际施工网络
4 结束语
炼铁厂2017年7月的1#高炉节能环保改造——出铁场平台改造受高炉主体在施工时间与空间上制约均较为明显，施工时间紧、工作量大。通过对本次出铁场平台改造的施工组织优化，提前5天时间完成平台混凝土的浇筑工作，为高炉本体的设备安装恢复创造了极为有利的施工条件，同时也为后续一期高炉类似改造摸索出了一条经验。
参考文献：
[1] 攀钢集团设计研究院有限公司2017年3月出具的《炼铁厂1#高炉节能环保改造工程--出铁场改造施工图》（图号8土1311）.
[2]《炼铁厂1#高炉节能环保改造施工组织设计》及《炼铁厂1#高炉出铁场改造施工方案》.
[3]《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）.
作者简介：张勇（1981、01-），男，攀枝花钢钒有限公司炼铁厂，主要从事工程管理工作。