维普资讯 http://www.cqvip.com 第２１卷第２期 ２００７年４月 资源环境与工程 Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏｌ＿２１．Ｎｏ．２ Ａｐｒ．，２００７ 炼铁高炉基础可靠性鉴定浅析 王 辉，潘永祥，程祖益 （中冶集团武汉勘察研究院有限公司，湖北武汉４３００８０） 摘要：钢铁工业的老钢厂特别是老的炼铁高炉存在着技术落后、能耗过大或环境污染等严重问题，技术改造 对于老高炉基础是否必须拆除的问题值得研究，通过武钢某高炉大修技术改造工程，对该高炉基础采用钻芯取 样、回弹、保护层厚度测定及钢筋强度等技术手段进行安全性及可靠性鉴定，检测结果表明该高炉基础可靠性 满足新建高炉的要求。 关键词：混凝土强度检测；碳化深度；保护层厚度；可靠性等级；剩余寿命 中图分类号：ＴＦ５７３．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１—１２１１（２００７）０２—０１８１—０３ ０ 引言 武钢炼铁厂某高炉建于１９７０年７月。设计高炉 基础。底部为边长２４ ｍ的正六角形，顶面为１９ ｍ ｘ １９ ｍ的正方形（见图１），埋深一４．００ ｍ。高炉子体炉 体直径１５．２０ ｍ，设计荷重３０ ０００ ｔ。基础砼体为矿渣 骨料的１５０ 砼。基础底部设有三层钢筋，顶部有一层 钢筋，侧面有多层环形钢筋；钢筋为２５ ＭｎＳｉ，保护层厚 度为５０ ｍｍ。该高炉已使用３５年，高炉炉顶各种仪 器、设备均能正常使用，但炉体外壳由于长期高温作业 已形成裂缝，生产时需要大量使用冷却水，造成水资源 浪费；同时由于技术落后，排放的大量烟尘、粉尘造成 环境污染，必须进行技术改造，拆除炉体重建高炉。由 于新设计高炉荷载、形状与老高炉相差不大，仅顶部基 础尺寸有所加大。为加快工期、节省投资和保护环境， 决定对高炉基础先进行可靠性鉴定，以确定是否利用 老高炉基础。 图１高炉基础尺寸图 Ｆｉｇ．１ Ｓｉｚｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｂｌａｓｔ ｆｕｒｎａｃｅ １ 鉴定内容、目的和技术要求 （１）现场实测高炉基础几何尺寸，对高炉基础的 混凝土破损、碳化、裂缝、变形等情况进行检测鉴定，着 重检测混凝土、钢筋强度； （２）对原有高炉基础进行安全性及可靠性评级。 （１）基础尺寸通过实测高炉基础几何尺寸，对 比原有设计图纸无误。 （２）钢筋力学性能、化学成分在基础混凝土中 抽取了３组顶层钢筋试样进行检测，其化学成份及钢 筋抗拉强度结果均满足现行规范要求，而钢筋屈服点 不能满足《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（ＧＢ１４９９～ ９８） 的要求（检测结果见表１）。 ２鉴定方法及鉴定成果 现场检ｉ贝０工作于２００５年６月１５日～７月５日完 成。现场对高炉基础的混凝土、钢筋进行了检测。 （３）钢筋锈蚀检测筋无明显锈蚀痕迹。 从基础中取出的钢筋看，钢 收稿日期：２００６—０９—０８；改回日期：２００６—１１—０１ 作者简介：王辉（１９７１～），男，高级工程师，岩土工程专业，中国地质学会会员。Ｅ—ｍａｉｌ：Ｗａｎｇｈ２００８＠２６３．ｎｅｔ ｏ武钢炼铁某高炉基础施工图，武汉黑色冶金设计院，１９７０年。 维普资讯 http://www.cqvip.com １８２ 资源环境与工程 表１钢筋化学成分、力学性能检测结果表 Ｔａｂｌｅ １ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ｉｎｄｉｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅ ｂａｒ ２００７年 （４）混凝土强度回弹检测 、取芯检测 在高 面及东北面钻取了１８组芯样，进行芯样抗压强度检 炉基础周围较干燥的部位进行回弹检测，共检测６０个 测，其混凝土强度范围值为３３．７０～５３．１２ ＭＰａ，推定 值为３３．７ ＭＰａ（抗压强度结果见表３）。该基础混凝土 强度达到Ｃ３０，满足新高炉设计要求。 测区，强度范围值为３２．４～４１．８ ＭＰａ，平均值为３７．５ ＭＰａ，强度推定值为３３．３ ＭＰａ（见表２）。在基础的南 表２回弹检测结果评定表 Ｔａｂｌｅ ２ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｂｏｕｎｄ ｄａｔａ 表３钻芯强度检测结果 Ｔａｂｌｅ ３ Ｔｅｓｔｉｎｇ ｄａｔａ ｏｆ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｃｏｒｅｓ （５）基础混凝土碳化检测对钻取的混凝土芯样 保护层厚度为１００个点，厚度在４８～５６ ｃｍ间。 （７）基础裂缝观测在基础较干燥的部位观测基 础裂缝情况，未发现基础有开裂情况。 进行碳化深度检测，共计６０个点，该基础未见碳化。 （６）基础混凝土保护层检测在开挖至基础混凝 土顶部后，对其顶部钢筋进行混凝土保护层检测，检测 维普资讯 http://www.cqvip.com 第２期 王辉等：炼铁高炉基础可靠性鉴定浅析 １８３ ３剩余寿命评估及分析 高炉基础已使用达３５年，其混凝土保护层厚度为 ５０ ｍｍ，由于该基础常年受水浸泡，混凝土基本未被碳 ４．３变形 该高炉目前使用情况良好，未出现炉体倾斜、基础 四周无附着物变形、折损、爆裂等情况，基础是稳定的， 可靠性鉴定可评定为ａ级。 化，在进行结构剩余寿命推算时，取钢筋平均碳化深度 为０．５ ｍｍ，经估算，其剩余寿命可达５０年。 综合以上子项可靠性鉴定评定结果，高炉基础可 靠性鉴定评定为ｂ级，适当加固后可以正常使用。 ４鉴定评级 该基础为钢筋混凝土结构，划为混凝土结构进行 项目评级，包括承载能力、裂缝、变形３个子项。 ４．１承载能力 ５结语 （１）钢铁老厂炼铁高炉在进行技术改造时，拆除 高炉本体后，可以对基础进行可靠性鉴定，确定基础的 承载能力和剩余寿命，以便决策是否拆除。 （２）利用老高炉基础可以达到节省投资，减少建 筑垃圾的产生，保护了资源和环境。 参考文献： ［１］ ＧＢ１４９９－－－９８钢筋混凝土用热轧带肋钢筋［ｓ］．北京：中国建筑出 版社，１９９８， 承载能力验算： 尺／（ ｏ Ｘ Ｓ）＝３０ ０００／（Ｉ．Ｉ×Ｉ ６５３）＝１６．５ 式中：尺——结构或构件的抗力，取３０ ０００ ｋＰａ； ．ｓ——结构或构件的作用效应，取１ ６５３ ｋＰａ，为 炉重３００ ０００ ｋＮ与炉体底面积１８１．５ ｍ 的比值； 。——结构重要性系数，一级结构取１．１。 ＪＧＪ／Ｔ２３－－２００１回弹法检测混凝土抗压强度技术规程［ｓ］，北京： 中国建筑出版社，２００１， ＣＥＣＳ０３－－８８钻芯法检测混凝土强度技术规程［ｓ］，北京：中国建 筑科学研究院，１９８９， ＧＢＪ１４４－－－９０工业厂房可靠性鉴定标准［ｓ］，ｊＥ京：中国建筑出版 社，１９９１， Ｒ／Ｔ。Ｓ＝１６．５，＞１．０，该混凝土构件可评定为ａ 级。结合基础钢筋屈服强度，其可靠性鉴定最终评定 为ｂ级。 ４．２裂缝 本次检测未发现有裂缝，其可靠性鉴定可评定为 ａ级。 Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｂｌａｓｔ Ｆｕｒｎａｃｅ ＷＡＮＧ Ｈｕｉ，ＰＡＮ Ｙｏｎｇ—ｘｉａｎｇ，ＣＨＥＮＧ Ｚｕ—ｙｉ （Ｗｕｈａｎ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｉｎａ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ｇｒｏｕｐ，Ｗｕｈａｎ，Ｈｕｂｅｉ ４３００８０） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｓｔｅｅｌ ｆａｃｔｏｒｙ，ｔｈｅ ｏｌｄ ｆｕｒｎａｃｅｓ ｉｎ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒ ｅｘｉｓｔ ｓｅｒｉｏｕｓ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｂａｃｋｗａｒｄ ｔｅｃｈ— ｎｉｑｕｅｓ，ｈｉｇｈ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ．Ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅｓ，ｉｔ ｇ ｎｅｅ— ｅｓｓａｒｙ ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ ｔｈｅｉｒ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｏ ｄｅｃｉｄｅ ｗｈｅｔｈｅｒ ｔｈｅｙ ａｒｅ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｏｒ ｎｏｔ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｃｏｒｉｎｇ ｓａｍｐｌｅｓ ａｎｄ ｔｅｓｔｉｎｇ ｒｅ— ｂｏｕｎｄ，ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｌａｙｅｒｓ，ａｎｄ ｒｅｉｕｆｂｒｃｉｎｇ ｂａｒｓ．Ｔｈｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ｄａｔａ ｏｎ ａ ｂｌａｓｔ ｆｕｒｎａｃｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｗｕｈａｎ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｐｌａｎｔ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｉｓ ｓｏｌｉｄ ｅｎｏｕｇｈ ｆｏｒ ａ ｎｅｗ ｆｕｒｎａｃｅ ｏｎ ｉｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｅｓｔｉｎｇ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ；ｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎ ｄｅｐｔｈ；ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｌａｙｅｒ；ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｄｅｇｒｅｅ；ｒｅｓｉｄｕａｌ ｌｉｆｅ （上接１７７页） Ｔｈｅ Ｃｌｏｓｅ－Ｇｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｔｈｅ Ｈｕａｎｇｌｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌ ｏｆ Ｐｕｇｕａｎｇ Ｇａｓｆｉｅｌｄ ＭＡ Ｘｕｅ—ｄｏｎｇ ，ＫＯＵ Ｊｉｎｇ （１ Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ Ａｇｅｎｃｙｆｏｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ，Ｓｈｅｎｇｌｉ ０ 蜘 ，Ｄｏｎｇｙｉｎｇ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ ２５７０２６；２．Ｇｕｄａｏ Ｏｉｌ Ｍｉｎｉｎｇ，Ｓｈｅｎｇｌｉ Ｏａｉｆｅｔｄ，Ｄｏｎｇｙｉｎｇ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ ２５７３２１） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅａｌｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｌｏｓｅ—ｇｒｉｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｖｉａ ａ ４－ｐｏｌｅｓ ａｐｐａｒａｔｕｓ （Ｗｅｎｎｅｒ）ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎ ａｎｄ ｃｏｕｎｔｙ ｒｒｏｃｋｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｈｕａｎｇｌｉｎｇ ｔｕｎｎｅｌ ｉｎ ｔｈｅ Ｐｕｇｕａｎｇ Ｇａｓ Ｆｉｅｌｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｌｏｓｅ—ｇｒｉｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄ；ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ；ｔｕｎｎｅｌ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ