摘要:本文簡述了中海石油華鶴煤化工項目主要特點(diǎn)及工程所在地條件,針對高寒條件下,項目組深入調(diào)研,優(yōu)化施工方案,在施工管理上采取了大量行之有效的措施,使得工程施工得以順利進(jìn)行,確保項目總體進(jìn)度可控。
關(guān)鍵詞:高寒;工程項目;施工管理;安全控制;措施
1項目區(qū)域氣候特點(diǎn)
中海石油華鶴煤化工項目(以下簡稱項目)位于黑龍江鶴崗市。項目地處中高緯度,屬寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候,一年四季氣候差異較大。冬季寒冷干燥、夏季炎熱多雨、春季多風(fēng)、秋季降溫速度較快。年平均氣溫3.2℃,最高氣溫37.7℃,最低氣溫-34.5℃,氣候環(huán)境惡劣。且2012年遭遇50年一遇暴雪,積雪深度達(dá)50厘米,2013年入汛后降雨強(qiáng)度較大,遭遇百年一遇洪水災(zāi)情。每年11月份到次年3月份為冬休期,年有效施工時間短。
2工程項目概況
項目建設(shè)規(guī)模年產(chǎn)30萬噸合成氨、52萬噸大顆粒尿素,項目總投資34.5億元,項目自2012年6月開工建設(shè),2014年10月機(jī)械竣工驗(yàn)收。主要工程量:混凝土15萬m3,設(shè)備1233臺套,管道143600米,電纜115萬米。項目不僅工期緊、工程量大,且期間遭遇極端惡劣天氣,施工難度大。
3項目施工質(zhì)量及控制措施
3.1混凝土施工質(zhì)量控制
根據(jù)《建筑工程冬期施工規(guī)范》JGJ104-2010規(guī)定:當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)5天穩(wěn)定低于5℃即進(jìn)入冬期施工,應(yīng)按冬季施工方法進(jìn)行施工。高寒地區(qū)在冬季施工由于溫度低,使得混凝土施工產(chǎn)生較為常見內(nèi)外部缺陷及裂縫問題,主要有麻面、蜂窩、漏筋、孔洞、空鼓和石窩、縫隙及夾層等,在溫度低措施不到位的情況下,混凝土強(qiáng)度難以達(dá)到并出現(xiàn)裂縫。為此在項目施工期間,采取如下措施保證施工質(zhì)量。保溫:為保證混凝土澆筑溫度,攪拌站搭設(shè)保溫大棚,攪拌用水采用鍋爐加熱,砂石料采用室內(nèi)保溫方法,混凝土運(yùn)輸車和泵送管道用防寒氈包裹保溫[1]。混凝土配合比設(shè)計:水泥采用北方公司P42.5水泥,并將水凝用量、粉煤灰用量、砂率、外加劑用量四個因素做了實(shí)驗(yàn),確定合理的混凝土配合比。防凍劑嚴(yán)格按廠家說明書進(jìn)行摻加,如本項目采用的15FD01防凍劑,經(jīng)過試驗(yàn),確定在-5°、-10°、-15°、-20°對應(yīng)防凍劑摻量分別為膠凝材料(水泥+粉煤灰)重量的3%、4%、5%、6%,保證混凝土施工質(zhì)量,成本合理;炷翝仓B(yǎng)護(hù):冬期施工要緊密關(guān)注天氣預(yù)報,防止遭受寒流、風(fēng)雪和霜凍襲擊,同時加快混凝土澆筑速度,澆筑過程中澆筑、振搗后及時覆蓋,減少散熱,覆蓋物使用塑料薄膜及毛毯,過冬采用50厘米厚稻草覆蓋。
3.2鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量控制
煤儲運(yùn)棧橋鋼結(jié)構(gòu)施工在11~12月份,氣溫達(dá)到了-25℃。對如此低的環(huán)境溫度,保證焊接、熱處理工藝,防止冷裂紋產(chǎn)生和焊接變形是關(guān)鍵[2]。鋼結(jié)構(gòu)棧橋主要材質(zhì)為Q345B。針對此種材料分析主要冷裂紋有三種形式:層狀撕裂、氫裂紋和熱應(yīng)變脆化。對于層狀撕裂采取預(yù)熱和降氫措施,氫裂紋采取超低輕型焊條J507RH,熱應(yīng)變脆化在焊接過程中使用合理線能量,控制加熱和冷卻速度并保持一定的層間溫度來控制[3]。在焊接前搭設(shè)防風(fēng)保溫棚,焊接過程中各層焊道采用錘擊消除焊接應(yīng)力。變形控制:主柱對接焊縫焊接時先焊接兩側(cè)腹板焊縫,兩側(cè)同時對稱施焊,采用分段跳焊法控制焊接變形。主梁連接焊縫采取全對稱焊接方式,同時并排兩根單梁的四端同時進(jìn)行焊接。
3.3管道焊接施工質(zhì)量控制
華鶴煤化工項目管道共計143600米,針對環(huán)境溫度低的惡劣情況,為每個焊機(jī)配備保溫防風(fēng)棚兩個,焊接人員在施工時處于一個相對封閉的小環(huán)境中施工,不受外界風(fēng)雪天氣影響。另外每個保溫棚內(nèi)配置碘鎢燈,即解決了冬季早晚光線照度弱,保溫棚內(nèi)焊接及焊道清根處理能見度低的缺點(diǎn),同時也解決了因低溫焊接環(huán)境對工人造成手法變形,有效提高管道焊接質(zhì)量和施工效率。合理安排管道焊接施工工序。管道焊接前,對焊口和焊條進(jìn)行焊前預(yù)熱,預(yù)熱溫度根據(jù)管道材質(zhì)中碳含量和合金元素含量、管道厚度、焊接接頭型式、焊材氫含量及焊接環(huán)境溫度確定,對于15CrMo和12CrMoV預(yù)熱溫度150~200℃,取上限200℃。焊接過程中,由于環(huán)境溫度低,熱量散失速度快,過程進(jìn)行監(jiān)測,局部焊口溫度低于焊接要求,進(jìn)行局部重新加熱。焊接工作完成后,為了降低焊接殘余應(yīng)力,并以一定的冷卻速度降溫,以獲得良好的焊縫性能。
3.4管道試壓措施
高寒地區(qū)管道試壓是施工關(guān)鍵之一,水壓試驗(yàn)適宜在環(huán)境溫度高于5℃,否則必須采取嚴(yán)格的防凍措施,并及時排水確保管道安全。項目在施工過程中,在保證工程質(zhì)量的前提下,適當(dāng)追趕進(jìn)度,在冬季進(jìn)行管道試壓,由于環(huán)境溫度低于0℃,主要采取如下措施,一是在公用工程鍋爐已經(jīng)運(yùn)行,部分封閉廠房已供暖的情況下,將試壓泵置于廠房內(nèi)部,確保試壓泵穩(wěn)定運(yùn)行;二是使用鍋爐換熱的熱水,避免試壓過程中結(jié)冰;三是使用大功率高壓泵對管道進(jìn)行試壓,縮短升壓時間;四是選擇天氣較好且中午時段進(jìn)行;五是試壓后及時排水,并用壓縮空氣清除殘水,確保管道內(nèi)無明水。通過上述措施,既保證了管道施工質(zhì)量,也提高了工程進(jìn)度,取得了良好效果。
4項目安全控制措施
化工項目施工交叉多,施工安全控制尤為重要,尤其是氣溫低對施工安全影響巨大,與一般安全事故相比,冬季施工中的安全施工具有嚴(yán)重性、復(fù)雜性、多發(fā)性的特點(diǎn),因此對于冬季施工的安全管理通過特殊的技術(shù)、措施手段,確保施工安全控制。冬季安全措施:①加強(qiáng)安全教育,嚴(yán)格執(zhí)行中海油“五想五不干”安全理念;②入冬前對各類機(jī)械設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行一次全面檢查及保養(yǎng),加注防凍液,固定防滑鏈;③嚴(yán)格登高作業(yè),兩個人為一組,并穿戴好勞動保護(hù)用具,每次作業(yè)不超過兩小時;④冬期坑槽施工,在方案中應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況和工程特點(diǎn)制定邊坡防護(hù)措施:施工中和化凍后要檢查邊坡穩(wěn)定,出現(xiàn)裂縫、土質(zhì)疏松或護(hù)坡樁變形等情況要及時采取措施;⑤加強(qiáng)季節(jié)性勞動保護(hù)工作。冬期要做好防滑、防凍、防煤氣中毒工作。腳手架、上人馬道,要增加防滑措施。霜雪天后要及時清掃。大風(fēng)雪后及時檢查腳手架,防止高空墜落事故發(fā)生;⑥特殊高空作業(yè)-火炬附塔管線保溫施工,采購電加熱服、電加熱勞保鞋和勞保手套,并專人監(jiān)護(hù)。
5項目實(shí)施結(jié)果
混凝土經(jīng)過回彈檢查,按標(biāo)準(zhǔn)選擇10個區(qū)域,每個區(qū)域16個點(diǎn),回彈平均強(qiáng)度C30結(jié)構(gòu)平均35.8MPa,符合質(zhì)量要求。管道焊縫經(jīng)過無損檢測,焊接一次合格率達(dá)到98%以上,達(dá)到項目制定的質(zhì)量目標(biāo)要求。項目共計111個單位工程,項目機(jī)械竣工驗(yàn)收全部合格,并獲得2016年度全國化學(xué)工業(yè)建設(shè)優(yōu)質(zhì)工程獎。項目累計380萬工時,OSHA統(tǒng)計0.01,項目無重大及以上安全事故。通過項目各參與方的共同努力,中海油第一套煤化工項目于2015年4月順利投料試車,前后歷時33天產(chǎn)出合格產(chǎn)品,為煤化工項目中用時最短,創(chuàng)造了行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平,并于7月份進(jìn)行了性能考核,裝置各項指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于設(shè)計值。
參考文獻(xiàn):
[1]譚暢,芻議高原高寒條件下的工程項目施工[J].黑龍江水利科技,2012,07:261-262.
[2]仝賀,高寒山區(qū)橋梁施工組織管理中的質(zhì)量與安全控制[J].河南科技,2014,03:151.
[3]汪平,高原高寒地區(qū)蘭州西站大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)[J].施工技術(shù),2015,04:85-87.