鋁廠電解槽及配套加熱爐施工方案一、工程概況1.1項(xiàng)目構(gòu)成本工程包含電解車間13個(gè)電解槽基礎(chǔ)及母線支墩、爐修車間加熱爐系統(tǒng)、整流所電氣配套設(shè)施三大核心區(qū)域。其中電解槽單槽尺寸為10m×4m×1.2m，采用鋼筋混凝土整體澆筑結(jié)構(gòu)；加熱爐為對(duì)流-輻射型圓筒爐，爐體直徑5.6m，總高12m，金屬重量約65噸，非金屬襯里重量35噸，設(shè)計(jì)溫度1200℃，額定功率800kW。1.2氣候影響因素施工區(qū)域冬季持續(xù)120天（11月15日至次年3月15日），極端低溫-17℃，最大凍土深度44cm，最大積雪厚度19cm。針對(duì)冬期施工特點(diǎn)，需對(duì)土方、鋼筋、混凝土等分項(xiàng)工程采取特殊質(zhì)量保障措施。1.3主要施工內(nèi)容土建工程：電解槽混凝土基礎(chǔ)（C30抗?jié)B混凝土）、母線支墩（C25混凝土）、車間平臺(tái)結(jié)構(gòu)（▽9.60m以上磚砌體）鋼結(jié)構(gòu)工程：加熱爐爐體框架（Q345B型鋼）、60m高鋼煙囪（φ3170/φ2630/φ1416mm變徑結(jié)構(gòu)）襯里工程：輻射室耐火磚砌筑（高鋁磚AL2O3≥65%）、對(duì)流室輕質(zhì)耐熱澆注料（密度≤1800kg/m3）管道工程：爐管系統(tǒng)（TP321不銹鋼管φ219×10）、煙風(fēng)管道（δ=6mmQ235鋼板+保溫層）二、施工總體部署2.1施工分區(qū)將工程劃分為三個(gè)施工大區(qū)：A區(qū)（電解車間）：重點(diǎn)控制電解槽基礎(chǔ)施工精度（軸線偏差≤5mm，表面平整度≤3mm）B區(qū)（爐修車間）：采用"先鋼結(jié)構(gòu)后襯里"的施工順序，設(shè)置20m×20m預(yù)制鋼平臺(tái)C區(qū)（公用系統(tǒng)）：煙風(fēng)道與鋼煙囪采用工廠預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)組裝方式，減少高空作業(yè)2.2進(jìn)度計(jì)劃準(zhǔn)備階段（15天）：圖紙會(huì)審、材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)、冬期施工措施準(zhǔn)備主體施工（90天）：第1-20天：土方開(kāi)挖及地基處理第21-50天：混凝土結(jié)構(gòu)施工第51-80天：鋼結(jié)構(gòu)制作安裝第81-90天：襯里及保溫施工調(diào)試階段（15天）：?jiǎn)螜C(jī)試車、系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)調(diào)試2.3資源配置勞動(dòng)力：高峰期投入120人，其中持證焊工15人（持GTAW/FCAW證書）、起重工6人、混凝土工20人機(jī)械設(shè)備：起重設(shè)備：25t汽車吊（3臺(tái)）、50t履帶吊（1臺(tái)）焊接設(shè)備：逆變式直流焊機(jī)（ZX7-500）12臺(tái)、鎢極氬弧焊機(jī)（WS-400）8臺(tái)檢測(cè)設(shè)備：全站儀（1mm精度）、超聲波探傷儀（UT）、回彈儀三、主要施工方法3.1土方工程冬期施工開(kāi)挖工藝：機(jī)械開(kāi)挖深度至凍土層下50cm，預(yù)留30cm人工清底采用"分層開(kāi)挖、逐層保溫"方式，每日開(kāi)挖完成后立即覆蓋阻燃棉氈（厚度≥50mm）基底防凍措施：鋪設(shè)200mm厚級(jí)配砂石墊層+塑料薄膜+棉氈布三層保溫回填要求：凍土塊含量≤15%，粒徑≤150mm，每層虛鋪厚度200mm（常溫施工減薄20%）采用蛙式打夯機(jī)（2.8kW）分層夯實(shí)，邊角部位采用人工木夯（≥6遍）回填土含水率控制在18-22%，壓實(shí)系數(shù)≥0.943.2鋼筋工程負(fù)溫焊接工藝：閃光對(duì)焊采用"預(yù)熱-閃光"雙階段工藝，調(diào)伸長(zhǎng)度增加15%，變壓器級(jí)數(shù)降低1-2級(jí)電弧焊采用E5015焊條，使用前經(jīng)350℃×1h烘干，存入80-100℃保溫筒焊接環(huán)境溫度低于-20℃時(shí)，設(shè)置防風(fēng)棚（風(fēng)速≤8m/s），焊后采用石棉布保溫緩冷質(zhì)量控制：每批鋼筋焊接接頭取樣3組（拉伸、彎曲試驗(yàn)）焊后24h內(nèi)避免接頭受凍，嚴(yán)禁冰雪直接接觸高溫接頭綁扎接頭搭接長(zhǎng)度較常溫增長(zhǎng)20%，且≥300mm3.3混凝土工程材料加熱措施：采用熱水拌合（≤80℃），骨料預(yù)熱（≥5℃），摻加NC-Ⅱ型防凍劑（摻量6-8%水泥用量）混凝土出機(jī)溫度≥10℃，入模溫度≥5℃（采用電子測(cè)溫儀實(shí)時(shí)監(jiān)控）養(yǎng)護(hù)工藝：采用"綜合蓄熱法"：覆蓋阻燃棉被+電熱毯（功率2kW/m2）+塑料薄膜密封電解槽基礎(chǔ)設(shè)置測(cè)溫孔（深100mm），每2h測(cè)一次，保證臨界強(qiáng)度≥7MPa前不凍結(jié)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值85%前不得拆除模板，拆模后立即涂刷養(yǎng)護(hù)劑（養(yǎng)護(hù)期≥14d）3.4鋼結(jié)構(gòu)工程工廠預(yù)制：輻射段筒體分4節(jié)預(yù)制，每節(jié)長(zhǎng)度≤6m（運(yùn)輸限制），采用H型鋼胎具保證圓度（橢圓度≤D/1000）爐管預(yù)制在防風(fēng)雨棚內(nèi)進(jìn)行，采用專用胎具組對(duì)（管排間距偏差≤3mm）焊接工藝評(píng)定：-15℃環(huán)境下進(jìn)行TP321不銹鋼焊接工藝試驗(yàn)，確定層間溫度控制在100-150℃現(xiàn)場(chǎng)安裝：采用"正裝法"安裝爐體鋼結(jié)構(gòu)，立柱垂直度偏差≤H/1000（H為柱高），且≤15mm鋼煙囪分4段吊裝，每段設(shè)置臨時(shí)固定纜風(fēng)繩（4根φ12mm鋼絲繩）高強(qiáng)螺栓連接：摩擦面經(jīng)噴砂處理（抗滑移系數(shù)≥0.45），終擰扭矩值偏差±10%3.5爐襯砌筑工程耐火磚砌筑：輻射室采用"上掛下砌"施工法，頂部吊掛磚（材質(zhì)LZ-75）安裝誤差≤2mm灰縫控制：水平縫≤2mm，豎縫≤3mm，采用磷酸鋁耐火泥（配比1:1.2）膨脹縫設(shè)置：每5m留設(shè)20mm寬縫，填充陶瓷纖維繩（δ=25mm）澆注料施工：對(duì)流室采用"分層澆注、分段振搗"工藝，每層厚度≤300mm，插入式振搗棒（φ50mm）振搗至表面泛漿施工溫度低于5℃時(shí)，采用熱水拌合（60℃）+水泥促凝劑（CaCl2摻量2%）養(yǎng)護(hù)采用塑料薄膜覆蓋+電加熱（保持表面溫度15-25℃，養(yǎng)護(hù)時(shí)間≥7d）四、冬期施工專項(xiàng)措施4.1施工環(huán)境保障臨時(shí)供暖：攪拌站設(shè)置燃油熱風(fēng)機(jī)（20萬(wàn)kcal/h），砂石料倉(cāng)搭設(shè)保溫棚（溫度≥5℃）道路防滑：施工現(xiàn)場(chǎng)主干道鋪設(shè)防滑砂（粒徑2-5mm），坡度≥10°路段設(shè)置安全警示帶消防設(shè)施：每50m設(shè)置防凍消防栓（伴熱電纜保溫），滅火器配置數(shù)量增加30%4.2質(zhì)量監(jiān)控體系溫度監(jiān)測(cè)：建立"三檢制"測(cè)溫制度（攪拌站、運(yùn)輸途中、入模前），每車混凝土測(cè)溫記錄存檔強(qiáng)度追蹤：設(shè)置負(fù)溫養(yǎng)護(hù)試塊（-15℃標(biāo)養(yǎng)），采用成熟度法推算早期強(qiáng)度焊接質(zhì)量：低溫焊接采用"雙人雙崗"制，一名焊工操作，一名專職質(zhì)檢員監(jiān)控層間溫度4.3安全防護(hù)措施高空作業(yè)：雪后清理腳手板積雪，設(shè)置防滑條（間距300mm），風(fēng)速≥10.8m/s時(shí)停止吊裝作業(yè)臨時(shí)用電：配電箱加裝電伴熱裝置，電纜埋深≥0.7m（凍土線以下）防凍勞保：為作業(yè)人員配備-30℃專用防寒服、防砸絕緣靴，每2h輪換作業(yè)五、質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)5.1分項(xiàng)工程驗(yàn)收指標(biāo)項(xiàng)目允許偏差檢驗(yàn)方法電解槽基礎(chǔ)軸線±5mm全站儀測(cè)量爐體垂直度H/1000且≤15mm經(jīng)緯儀爐管焊接Ⅰ級(jí)焊縫100%UT檢測(cè)超聲波探傷襯里表面平整度≤5mm/2m靠尺檢查煙囪垂直度≤H/10000全站儀+測(cè)斜儀5.2功能性測(cè)試水壓試驗(yàn)：爐管系統(tǒng)1.5倍設(shè)計(jì)壓力（設(shè)計(jì)壓力1.2MPa），保壓30min壓降≤0.05MPa氣密性試驗(yàn)：煙風(fēng)道正壓500Pa，泄漏率≤2%/h熱態(tài)調(diào)試：升溫速率≤50℃/h，最高工作溫度下熱態(tài)運(yùn)行72h無(wú)異常六、應(yīng)急預(yù)案6.1冬季施工應(yīng)急措施防凍物資儲(chǔ)備：現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)備500m2阻燃棉氈、20臺(tái)燃油暖風(fēng)機(jī)、500L防凍劑極端天氣響應(yīng)：氣溫降至-15℃時(shí)啟動(dòng)Ⅲ級(jí)響應(yīng)，停止室外作業(yè)，對(duì)已澆筑混凝土采用電伴熱（功率15W/m）設(shè)備防凍：施工機(jī)械每日停機(jī)后排放冷卻水，采用-35號(hào)柴油，液壓系統(tǒng)添加抗凝劑6.2安全事故應(yīng)急火災(zāi)應(yīng)急：配置4套移動(dòng)消防水炮（射程≥30m）