新工艺、新方法在秦皇岛港煤四期翻车机系统改造工程中的应用

徐鹏

(秦皇岛港股份有限公司设备工程部,河北秦皇岛 066002)

新工艺、新方法在秦皇岛港煤四期翻车机系统改造工程中的应用

徐鹏

(秦皇岛港股份有限公司设备工程部,河北秦皇岛 066002)

本文阐述了秦皇岛港煤四期3台翻车机改造前的使用状况和改造工期,通过使用新工艺、新方法,缩短了翻车机改造停机施工工期,保证了国家北煤南运大动脉——大秦铁路的能源运输安全,得到较大的经济效益和社会效益,具有推广、借鉴意义。

翻车机 改造 工艺 运输

秦皇岛港煤四期码头共有3台翻车机,分别为3#、4#和5#翻车机,台时效率为5400t/h,额定设计年卸车能力为5500万吨,实际翻卸车型为C80。3#、4#翻车机于1996年投产,因当时可借鉴的同类型设备的设计、使用经验很少,在以后的运行中逐步暴露出一些先天的设计不足和缺陷,最突出的问题就是自2000年相继发现的翻车机主梁开裂,出现重大安全隐患,当时及时采取了临时加固方案,随后发生的4#翻车机撞毁事故,使得翻车机大修工作不得不提前实施。鉴于当时事发突然、仓促施工、工期太短,再加上冬季施工天气条件差、厂家施工经验不足等因素,翻车机大修工作遗留了很多问题和隐患,并在投入使用后不久就陆续暴露出来。5号翻车机建于2003年,是煤四期预留工程的一部分,由大连重工集团承担翻车机、定位车钢结构主体的设计及制造安装,这是国内首台尝试自主设计和制造的三翻式翻车机和两万吨大列牵引定位车,同样由于设计经验不足,遗留了很多缺陷和问题。

到目前为止,大修后的3#、4#翻车机已维持使用了12年,5#翻车机也已投产超过10年。近几年,煤四期码头生产作业持续高位运行,卸车量逐年增加,3台翻车机的年平均使用率高达55%以上,始终处于超负荷运转状态。仅最近三年,三台翻车机累计卸车超过2亿吨,大大超出额定设计能力,设备超负荷的运行加剧了翻车机主体钢结构的疲劳和状态的恶化,翻车机、定位车系统主要部件和机构老化状况加剧,设备故障较多,且有些问题无法从根本上解决,翻车机的改造任务已迫在眉睫。

秦皇岛港煤四期翻车机系统改造工程为整体更新改造项目,改造内容为3#、4#、5#翻车机,包括主体结构、定位车、夹轮器;机房、电气室;供电、通信、控制系统;配套设备设施及相应土建基础。计划投资4.25亿元。

煤四期翻车机系统改造工程原定停产改造施工工期为354天,远远不能满足我港煤炭运输和大秦铁路能源运输的要求,工期必须缩短。为了缩短工期我们根据目前现有的新材料、新工艺提出了五种改进措施:(1)翻车机房内设备基础混凝土用无收缩灌浆料代替;(2)翻车机房外定位车轨道梁、火车轨道梁基础砼采用提高强度等级以缩短砼养护时间;(3)翻车机房出口火车轨道梁取消灌注桩,直接采用整体道床基础;(4)设备安装从零部件安装改为整体吊装安装工艺;(5)部分设备基础拆除,采用混凝土系金刚石绳锯切割工艺。

通过以上新材料、新工艺的应用,和施工过程的科学组织、合理安排。本工程仅用258天就完成了停产改造,煤四期翻车机提前96天投入使用,累计多创造利润1.44亿元。通过取消翻车机房出口火车轨道梁灌注桩直接节约工程费用约123万元。

由于煤四期码头是我港最重要的煤炭装卸码头之一,对我港煤炭运输和北煤南运都起着非常重要的作用。每台翻车机一天对我港贡献的利润约150万元,“时间就是财富”在这个项目上得到了充分的体现,该项目被秦皇岛港股份有限公司列为2013年重点工程,并要求3#、4#、5#三台翻车机分步实施停产改造,以减少对生产的影响。但根据施工图纸的施工内容和施工现场的具体情况,编制的工期计划为3#、5#两台翻车机的改造工期各需要113天,4#翻车机需要128天共计354天完成三台翻车机的改造任务,远远不能满足我港煤炭运输和大秦铁路能源运输的要求,工期必须缩短。

于是我们开始查阅相关资料并根据以往的施工经验,提出翻车机房内设备基础混凝土用无收缩灌浆料代替,这样就使混凝土的养护时间从28天一下就缩短为3天。由于定位车、火车梁混凝土属大体积混凝土,当时的施工温度也不适合采用无收缩灌浆料,因此我们提出用提高原设计混凝土等级的办法,使定位车、火车梁混凝土达到设计强度等级从28天缩短为7天。

根据地质勘查报告地层构成和标贯击数等技术指标的分析和火车通过翻车机房出入口荷载的变化,提出取消原设计中翻车机房出口火车轨道梁灌注桩的建议,经设计再次核算认为原地基可以满足承载力的要求,同意取消灌注桩,直接采用整体道床基础,此项设计的改变不但加快了施工进度而且直接节约工程费用约123万元。

原设备安装方案是单件组装在设备基础上,为了缩短工期我们提出把整个设备分为几大部分,提前在场地组装完毕后利用400吨履带吊进行整体吊装,这样就大大的缩短了设备安装等待土建基础养护和单件逐项组装工序的施工时间,这一项安装工艺的改变,缩短工期10天。

应用金刚石绳锯切割工艺进行部分土建基础的拆除,尤其针对大单元混凝土结构,金刚石绳锯不受基础结构大小和施工场地限制,可任意调整切割方向,如横向、竖向、对角线方向等,效率较高。同时摆脱了传统基础拆除施工震动大、噪音高、灰尘多等环境影响问题,并且能最大限度减小拆除施工对翻车机房保留土建结构的损伤,减少基础结构修复施工工作量,既节省了人力物力,又缩短了拆除工期。

由于以上新材料、新工艺的应用,和施工过程中各工序之间合理搭接,有效防止各工序之间的互相影响,合理安排机械,科学组织人力,使极其狭小的施工场地得到了合理利用。通过综合措施的采用,使原定的施工工期分别缩短至CD373天、CD4102天、CD583天共计258天,圆满完成了煤四期翻车机系统改造工程,比原定工期缩短96天,设备提前投入使用,三台翻车机多创造利润1.44亿元,通过取消翻车机房出口火车梁基础灌注桩直接节约了工程费用约123万元,为我港取得了良好的经济效益和社会效益,具有较大的推广意义和借鉴意义。