JP2018039921A - Demolition method of retaining wall of coke oven - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コークス炉の擁壁解体方法に関する。 The present invention relates to a retaining wall dismantling method for a coke oven.
室炉式コークス炉とも呼ばれるコークス炉は、炭化室内で空気を遮断して石炭を加熱して、バッチ処理でコークスを製造する設備であり、耐火煉瓦で構成される自立式の炉である。このコークス炉は、下層部分に蓄熱室、上層部分に炭化室と燃焼室が配置される。通常、炭化室と燃焼室は、交互に多数配置されているが、この交互に多数配置されている方向を、炉団長方向という。一方、炭化室の長手方向を炉長方向という。コークス炉の炉団長方向の最外側両端には、コンクリート製の擁壁が設置される(特許文献1)。この擁壁は、鉄筋コンクリート製の構造体であり、炉体の炉団長方向への熱膨張を抑えて炉体を位置決めし、保持する機能を果たしている。この擁壁はおよそ、高さおよび幅が16m、厚さが900mmの大きさである。 A coke oven, also called a chamber-type coke oven, is a facility that blocks coke and heats coal in a carbonization chamber to produce coke by batch processing, and is a self-supporting furnace composed of refractory bricks. In this coke oven, a heat storage chamber is disposed in the lower layer portion, and a carbonization chamber and a combustion chamber are disposed in the upper layer portion. Usually, a large number of carbonization chambers and combustion chambers are alternately arranged, and the direction in which these many alternating chambers are arranged is called the furnace group length direction. On the other hand, the longitudinal direction of the carbonization chamber is referred to as the furnace length direction. Concrete retaining walls are installed at both outermost ends of the coke oven in the furnace length direction (Patent Document 1). This retaining wall is a structure made of reinforced concrete, and functions to position and hold the furnace body while suppressing thermal expansion of the furnace body in the length direction of the furnace group. This retaining wall is approximately 16m in height and width and 900mm in thickness.
ところで、コークス炉を20〜30年を越える期間で稼働して乾留、排出を繰り返すと、燃焼室や炭化室を形成している煉瓦壁が劣化し、崩壊しやすくなる。このため、燃焼室や炭化室、煉瓦壁を構成する構造部をいったん解体し、立て直す更新工事が行われる(特許文献2、3)。
By the way, when the coke oven is operated for a period exceeding 20 to 30 years and repeatedly subjected to dry distillation and discharge, the brick wall forming the combustion chamber and the carbonization chamber is deteriorated and easily collapses. For this reason, the renewal work which disassembles once and reconstructs the structure part which comprises a combustion chamber, a carbonization chamber, and a brick wall (
一方、擁壁は、燃焼室や炭化室に比べると強度や耐久性が高いため、上記煉瓦壁の解体の際も擁壁は残し、再利用することもある。
しかしながら、コークス炉の稼働年数が40年を超えると、擁壁を構成しているコンクリートも劣化するため崩壊しやすくなる。擁壁のコンクリートは建設時にはアルカリ性であるが、長期間の使用より表面から中性化する。中性化すると、微細なクラックが入り、強度が低下する。また、コンクリートの中性化が進行することにより、中の鉄筋が腐食環境となることにより鉄筋が酸化により膨張し、このことによってもコンクリートに微細なクラックを生じる。このため、40年以上長期間稼働したコークス炉の擁壁についても、いったん解体し、新たな擁壁を立て直す更新工事が行われる。
On the other hand, since the retaining wall has higher strength and durability than the combustion chamber and the carbonization chamber, the retaining wall may be left and reused when the brick wall is disassembled.
However, if the operating period of the coke oven exceeds 40 years, the concrete that constitutes the retaining wall also deteriorates, so that it tends to collapse. Retaining wall concrete is alkaline during construction, but becomes neutral from the surface after long-term use. When neutralized, fine cracks enter and the strength decreases. Further, as the neutralization of concrete progresses, the reinforcing steel in the inside becomes a corrosive environment and the reinforcing steel expands due to oxidation, and this also causes fine cracks in the concrete. For this reason, the retaining wall of the coke oven that has been in operation for more than 40 years is also demolished and renewal work is performed to rebuild a new retaining wall.
コークス炉の擁壁を解体する場合には、安全に解体する通常の作業手順として考えられる工程1〜4(通常工程という。)を、以下に説明する。
When dismantling the retaining wall of the coke oven,
1.擁壁を解体する前には、基礎構造最上部である炉床盤より上部の、蓄熱室、炭化室、燃焼室を構成する炉本体煉瓦を解体撤去する。
炉本体煉瓦は、擁壁よりも劣化しているために、作業中の崩壊を防止するために、予め解体しておく必要がある。また、擁壁を解体するための作業スペース確保のため、解体された煉瓦は撤去する。
1. Before dismantling the retaining wall, the furnace body bricks that make up the heat storage chamber, carbonization chamber, and combustion chamber above the hearth plate that is the top of the foundation structure are dismantled and removed.
Since the furnace body brick is deteriorated more than the retaining wall, it is necessary to disassemble in advance in order to prevent collapse during work. In addition, the demolished bricks will be removed to secure a working space for dismantling the retaining walls.
2.擁壁解体用仮設足場を、炉内側の擁壁全面を覆うように炉床盤上に設置する。
擁壁の、蓄熱室、炭化室、燃焼室が構成されていた炉内側をRS、反対側である反炉側をOSと表記する。擁壁は、一度に解体することは難しく、直接解体機のハンマーなどで破壊すると破片が広範囲に飛び散るので、図1(A)に示した擁壁1において、一点鎖線で示したようなラインで、小分割して解体する。そのための作業用の仮設足場を炉内側に設置する。
2. A temporary scaffold for retaining wall dismantling will be installed on the hearth so as to cover the entire retaining wall inside the furnace.
The inside of the furnace in which the heat storage chamber, the carbonization chamber, and the combustion chamber of the retaining wall are configured is referred to as RS, and the counter-reactor side that is the opposite side is referred to as OS. The retaining wall is difficult to disassemble at a time, and if it is destroyed directly with a hammer of a dismantling machine, fragments will scatter widely, so in the
3.擁壁小割分割用のワイヤーソーを設置し、擁壁をワイヤーソーにより高さ方向7分割、横方向5分割程度に分割する(小割ブロック化)。
図1(A)の一点鎖線に示したように、擁壁1の小割サイズは、高さ方向7分割、横方向5分割程度とできる。この大きさであれば、1個当たり15tonとなり、後述するクレーンで下ろす際に許容重量内である。
分割の際には、図1(B)の実線に示したように、上部1段目の横方向にワイヤーソーで水平方向の切れ目3を入れつつ、切れ目に転倒防止金具を取りつけながら切断を進める。また、縦に縦方向の切れ目2を入れるためワイヤーソーで切断する。
3. A wire saw for splitting the retaining wall is installed, and the retaining wall is divided into 7 parts in the height direction and 5 parts in the lateral direction by the wire saw (dividing into small blocks).
As shown by the alternate long and short dash line in FIG. 1A, the small size of the
At the time of division, as shown by the solid line in FIG. 1 (B), while cutting the
4.炉床盤上にクレーンを配置し、クレーンで、ブロックを吊った状態で、転倒防止金具を取り外し、クレーンでブロックを下架する。
図1(C)の実線に示したように、ワイヤーソーにより縦横切断し、擁壁1から分離できる状態としたブロックを、クレーンで、炉床盤上に下ろす。これを繰り返して、擁壁1を解体する。なお、図1において、足場、ワイヤーソー、転倒防止金具の記載は省略してある。
4). Place the crane on the hearth, hang the block with the crane, remove the fall prevention fittings, and hang the block with the crane.
As shown by the solid line in FIG. 1 (C), the block that has been cut vertically and horizontally with a wire saw and separated from the
しかしながら、このような擁壁の解体作業手順には、次のような問題がある。
1.擁壁はコークス炉稼働中の熱影響で強度低下しており、ブロックをクレーンに吊り下げるためのワイヤーロープを掛ける玉掛け(たとえば、ブロックに貫通孔を開けてロープを通す。)中のブロック崩壊リスク、ブロック落下で炉床盤を損傷するリスクが残る。
2.リスク低減のため、小割分割にせざるを得ず、その結果工事効率は低くなる。日数にして、擁壁解体期間のみで23日、煉瓦解体から擁壁解体完了までは35日を要した。
3.炉内側(RS)に足場を必要とするため、煉瓦解体が終了するまで足場が組めず、擁壁解体に着手できない。
However, such a retaining wall dismantling procedure has the following problems.
1. The retaining wall is reduced in strength due to the heat effect during operation of the coke oven, and the risk of block collapse during slinging (for example, opening a through hole in the block and passing the rope through) a wire rope to hang the block on the crane. There is still a risk of damaging the hearth by dropping the block.
2. In order to reduce the risk, it must be divided into subdivisions, resulting in lower construction efficiency. In terms of days, it took 23 days only during the retaining wall dismantling period, and 35 days from brick dismantling to completion of retaining wall dismantling.
3. Since a scaffold is required inside the furnace (RS), the scaffold cannot be assembled until the brick dismantling is completed, and the retaining wall dismantling cannot be started.
コークス炉を休止して解体し、炉床盤上の煉瓦と擁壁を解体して更新する工事において、作業者の安全性を高め且つ効率的に擁壁を解体する。特に、小割した擁壁の玉掛け作業を回避し、小割した擁壁の落下リスクと作業者の災害リスクを低減する擁壁解体工法を提示する。 In the construction where the coke oven is stopped and dismantled, and bricks and retaining walls on the hearth are dismantled and renewed, the safety of workers is increased and the retaining walls are dismantled efficiently. In particular, we present a retaining wall dismantling method that avoids the slinging work of the divided retaining wall and reduces the risk of falling the broken retaining wall and the operator's disaster risk.
上記の課題を解決するための本発明の要旨とするところは、以下のとおりである。
(1)コークス炉の擁壁解体方法であって、炉内側の炉床盤上に解体煉瓦を敷き、擁壁に擁壁を貫通した縦方向の切れ目を入れ、反炉側の擁壁面に、切れ目の深さを反炉側の鉄筋を切断するまで、かつ、炉内側の鉄筋を切断しない深さとした水平方向の切れ目を入れ、解体機にて擁壁を炉内側に敷いた解体煉瓦へと水平方向の切れ目から引き倒すことを特徴とするコークス炉の擁壁解体方法。
(2)(1)に記載の方法において、解体機にて擁壁を引き倒す前に、水平方向の切れ目の炉内側を解体機のブレーカで削り、擁壁を引き倒すことを特徴とするコークス炉の擁壁解体方法。
(3)(1)又は(2)に記載の方法において、縦方向の切れ目を入れる作業開始時には擁壁の炉内側に近接した煉瓦構造物を残しておくことを特徴とするコークス炉の擁壁解体方法。
The gist of the present invention for solving the above problems is as follows.
(1) Retaining wall dismantling method for coke oven, dismantling brick on the hearth plate inside the furnace, making vertical cuts through the retaining wall in the retaining wall, Make a horizontal cut with the depth of the cut until the rebar on the counter-furnace side is cut, and the depth inside the furnace without cutting the reinforcing bar inside the furnace, and with a demolition machine into a demolished brick with a retaining wall on the inside of the furnace Coke oven retaining wall dismantling method characterized by pulling down from horizontal cut.
(2) In the method described in (1), before the retaining wall is pulled down by the demolition machine, the inside of the horizontal cut furnace is shaved with a breaker of the demolition machine, and the coke is pulled down Retaining method for retaining wall of furnace.
(3) In the method according to (1) or (2), the retaining wall of the coke oven is characterized by leaving a brick structure close to the inside of the retaining wall at the start of the operation for making a longitudinal cut. Dismantling method.
1)擁壁の分割作業は、水平方向の切れ目(たとえばウォールソーを使用する)を入れる際に、炉内側の鉄筋を切断せずに残すため、転倒防止金具を設置しなくとも強度が確保され、強度低下した脆弱な擁壁に転倒防止金具を設置するために作業者が近接して作業する必要がなく、作業者の安全が確保される。
2)分割した擁壁を引き倒して解体するため、玉掛け作業が回避され、落下事故(人災)や落下による擁壁や炉床盤の損傷を防止できる。
3)炉床盤上に解体した煉瓦を敷くことで、擁壁を引き倒した際の衝撃を敷き煉瓦がクッションとなって吸収し、炉床盤の損傷、騒音、発塵問題が無くなる。
4)擁壁を引き倒して解体するため、クレーンで分割した擁壁を下す必要がなく、分割は大きな単位で行える。
5)擁壁の分割作業は、縦方向の切れ目を入れる縦切り(ワイヤーソー)作業開始時には擁壁の炉内側に近接した煉瓦構造物を残しておくことにより炉内側では煉瓦構造物が足場となって炉内側の足場仮設が不要になり、水平方向の切れ目を入れる横切り(ウォールソー)は反炉側から行えるため、炉内側に足場仮設が不要になる。これにより、煉瓦解体と縦切り(ワイヤーソー)、横切り(ウォールソー)作業をラップして行うことが可能になり、煉瓦解体と擁壁解体の合計工期は大幅に短縮することができる。
1) Retaining wall separation work ensures that the strength is secured without installation of fall-prevention metal fittings when leaving a horizontal cut (for example, using a wall saw) to leave the furnace rebar without cutting it. In addition, it is not necessary for the worker to work close to install the fall-preventing metal fitting on the weak retaining wall whose strength has been reduced, and the safety of the worker is ensured.
2) Since the divided retaining wall is pulled down and disassembled, slinging work is avoided, and it is possible to prevent a falling accident (man-made disaster) and damage to the retaining wall and hearth board due to dropping.
3) By laying the demolished brick on the hearth plate, the impact when the retaining wall is pulled down is spread and absorbed by the brick as a cushion, and there is no damage to the hearth plate, noise and dust generation problems.
4) Since the retaining wall is pulled down and disassembled, it is not necessary to lower the retaining wall divided by a crane, and the division can be performed in large units.
5) The retaining wall splitting work is done by leaving the brick structure close to the inside of the retaining wall furnace at the beginning of the longitudinal cutting (wire saw) work to make a vertical cut, so that the brick structure can be used as a scaffold inside the furnace. Thus, there is no need for temporary scaffolding inside the furnace, and horizontal crossing (wall saw) that cuts in the horizontal direction can be performed from the counter-furnace side, so there is no need for temporary scaffolding inside the furnace. Thereby, it becomes possible to wrap brick dismantling, vertical cutting (wire saw), and crossing (wall saw) work, and the total construction period of brick dismantling and retaining wall dismantling can be significantly shortened.
本発明を適用して擁壁を解体するに際しては、燃焼室、炭化室、蓄熱室の煉瓦を解体する。煉瓦の解体前には、バックステイ、炉枠、保護板を順次解体し、その後、煉瓦を解体する。ここでいう、煉瓦の解体とは、燃焼室、炭化室、蓄熱室の形状、構造に積み上げられている状態を崩し、煉瓦をがれき状態とすることである。この際に、各々の崩した煉瓦は割れていても割れていなくても構わない。 When dismantling the retaining wall by applying the present invention, the bricks of the combustion chamber, the carbonization chamber, and the heat storage chamber are dismantled. Prior to dismantling the brick, the backstay, the furnace frame, and the protective plate are dismantled sequentially, and then the brick is dismantled. The dismantling of the brick here refers to breaking the state of the combustion chamber, the carbonization chamber, and the shape and structure of the heat storage chamber, and making the brick into a debris state. At this time, each broken brick may or may not be broken.
次に解体した煉瓦は、擁壁1の炉内側RSの炉床盤上に一定高さ、あるいは厚さとなるまで敷く。後の工程で、この敷いた解体煉瓦10の上に、分割した擁壁1を引き倒す。解体煉瓦10を敷いておくことにより、解体煉瓦10が、倒された擁壁1から炉床盤を保護するクッションの役目をする。解体煉瓦10は、解体の過程で必ず炉床盤上に発生するいわば廃棄物であるから、特段のクッション材を用意するコストや手間が不要である。解体煉瓦10を敷きつめる高さは、特に限定されるものではないが、マウンド状に盛り上げ、引き倒されて落下してくる擁壁1の衝撃から炉床盤を保護できるだけの高さである。具体的には、分割した擁壁1の大きさや重さにもよるが、3m以上の高さである。
Next, the demolished brick is laid on the hearth of the inside RS of the
一方、煉瓦の解体と並行し、擁壁1に擁壁1を貫通した縦方向の切れ目2、水平方向の切れ目3を入れる。
縦方向の切れ目2を入れることにより、擁壁1を引き倒すことができる。具体的な方法としてはワイヤーソーを使用することができる。切れ目2を入れるには、最初に、図2、図3(A)に示したように、擁壁1に、ワイヤーソー5を通すワイヤーソー導入用孔4を貫通させる。そして貫通させた上下二つのワイヤーソー導入用孔4に、図3(B)に示したように、ワイヤーソー5を通し、ソーイングマシン6でワイヤーソー5を回して上下二つのワイヤーソー導入用孔4間を切断する。図2においては、縦方向の切れ目2を入れる切断は、上下方向に三分割して行い、上段のすべておよび中断の二か所の切断が完了している。後述するが、この段階では、図3(A)、(B)に示したように、炉内側RSの擁壁1の近傍に煉瓦構造物9を、所定の高さのワイヤーソー導入用孔4を開けてワイヤーソー5を通すための足場として、所定の高さまで残しておくことが好ましい。切断が終了したら、たとえば、図3(B)の真下の箇所である図3(C)のような別の箇所についても縦方向の切れ目2を同様に入れる。図3においては、縦方向の切れ目2は、上段から入れているが、特段上段から入れなければならないものではなく、下段から切れ目を入れても構わない。また、ソーイングマシン6を設置する場所は、反炉側OSに、擁壁間をつなぐデッキが残っていれば、デッキの床を利用すればよく、反炉側OSに足場を組んでいるのであれば、足場に設置してもよい。
On the other hand, in parallel with the dismantling of the brick, a
By making the
次に、図4に示したように、擁壁1の反炉側OSの面に、反炉側鉄筋7を切断するまで、かつ、炉内側鉄筋8を切断しない深さとした水平方向の切れ目3を入れる。
Next, as shown in FIG. 4, a
擁壁1は、鉄筋コンクリート製なので、図4に示したように、内部の反炉側、炉内側に、それぞれ、反炉側鉄筋7、炉内側鉄筋8が埋め込まれている。本発明では、水平方向の切れ目3を入れる際に、反炉側鉄筋7は切断し、炉内側鉄筋8は、引き倒すまで切断せずに残す。このことにより、水平方向の切れ目3で、擁壁1は折れて、引き倒される。また、炉内側鉄筋8を残すことで、水平方向の切れ目3より上部がずれたり、崩れたりすることを防ぐことができるので、引き倒すまでの転倒防止金具を設置する必要がない。水平方向の切れ目3を入れるには、たとえば、ダイヤモンドブレードを備えるウォールソーを使用すればよい。
Since the
切れ目2、3を入れ終え、図5(A)〜(C)に示したように、炉内側の炉床盤上に解体煉瓦10を敷いたら、解体機にて擁壁1の水平方向の切れ目3より上部をつかみ(図5(A)の実線)、この水平方向の切れ目3から折り曲げ(図5(A)の二点鎖線、(B)の実線)、解体煉瓦10上に倒す(図5(B)の二点鎖線)。次いで、引きちぎり落とす(図5(C))。このように、解体煉瓦10を予め敷いておいて、その上に擁壁1を引き倒すことにより、解体煉瓦10がクッションとなって、引き倒した擁壁(分割された擁壁)および炉床盤を損傷から保護し、振動や騒音、衝撃や、発塵、がれきの散乱を防止することができる。
When the
さらに、分割された擁壁(分割部)を引き倒して解体するため、玉掛け作業が回避され、落下事故(人災)や落下による擁壁や炉床盤の損傷を防止できる。また、分割部をクレーンで下ろす必要がないため、分割部を大きなブロックとすることができるため、分割の回数が減り、解体効率が良い。 Furthermore, since the divided retaining wall (divided part) is pulled down and disassembled, a slinging operation is avoided, and it is possible to prevent a falling accident (man-made disaster) or damage to the retaining wall or the hearth plate due to dropping. Moreover, since it is not necessary to lower the dividing portion with a crane, the dividing portion can be made into a large block, so that the number of divisions is reduced and the disassembly efficiency is good.
本発明において、解体機にて擁壁を引き倒す前に、水平方向の切れ目3の炉内側を解体機のブレーカで削る(斫る)ことが好ましい。このことにより、切れ目3での分割がスムーズとなり、より容易に引き倒せる。削る部分は、水平方向の切れ目3の真裏部の炉内側であり、削る深さは炉内側鉄筋8を切断しない程度である。
In the present invention, it is preferable that the inside of the furnace of the
本発明において、縦方向の切れ目2を入れる作業開始時には煉瓦構造物9を残しておくことが好ましい。縦方向の切れ目2を入れる作業開始時に煉瓦構造物を残しておくことにより、ワイヤーソー5をワイヤーソー導入用孔4に通す作業が、煉瓦構造物9を足場に行うことができる。すなわち、ワイヤーソー5をワイヤーソー導入用孔4に通す作業が終わるまでは、そのワイヤーソー導入用孔4の高さにアクセスできる近接した位置と高さの煉瓦構造物9を残しておくことが好ましい。目的の高さのワイヤーソー導入用孔4にワイヤーソー5を導入できたら、それより上の煉瓦構造物9は解体してもよい。また、水平方向の切れ目3は、反炉側OSのみから入れればよい。このため、炉内側RSに足場を組む必要がない。炉内側の足場を組む必要がないため、切れ目を入れる作業開始前に、煉瓦の解体、撤去を完了させておく必要がなく、切れ目を入れる作業等の擁壁1の解体作業と煉瓦の解体を並行させることができる。これにより、煉瓦解体と擁壁解体の合計工期は大幅に短縮することができる。また、炉内側RSに足場を組む工程自体が省略できるため、作業効率が良い。
In the present invention, it is preferable to leave the
以上のように、炉内側の足場の設置を省略し、煉瓦の解体と、擁壁に切れ目を入れ始める作業を並行させることにより、擁壁の分割作業の開始を、15日程度早めることができた。また、分割した擁壁をひとつひとつクレーンで下ろすための細かい精密な作業を必要とせず、大分割した擁壁を引き倒して処理できるので、切れ込みを入れてから擁壁の解体完了までの期間を6日程度早めることができた。トータルすると、煉瓦の解体を開始してから擁壁の解体を終了するまでの期間を、通常工程に比べて17日程度短縮することができた。 As mentioned above, by omitting the installation of the scaffolding inside the furnace and paralleling the work of demolition of the brick and the start of making a cut in the retaining wall, the start of the retaining work of the retaining wall can be accelerated by about 15 days. It was. In addition, it does not require detailed and precise work to lower the divided retaining walls one by one with a crane, and it can be handled by pulling down the large divided retaining walls, so the period from the incision to the completion of the dismantling of the retaining walls is 6 I was able to advance about a day. In total, the period from the start of brick demolition to the end of retaining wall demolition could be shortened by about 17 days compared to the normal process.
本発明によれば、コークス炉の擁壁解体に際し、煉瓦解体と擁壁解体の合計工期は大幅に短縮し、転倒防止金具の設置や、玉掛け作業が回避され、落下事故(人災)や落下による擁壁や炉床盤の損傷、および騒音、発塵を防止できるという極めて有用な産業上の利用性を有する。 According to the present invention, when the retaining wall of the coke oven is dismantled, the total construction period of the brick dismantling and retaining wall dismantling is greatly shortened, and the installation of fall prevention metal fittings and slinging work is avoided, resulting in a fall accident (man-made disaster) or falling It has extremely useful industrial applicability to prevent damage to retaining walls and hearth, noise and dust generation.
1…擁壁
2…縦方向の切れ目
3…水平方向の切れ目
4…ワイヤーソー導入用孔
5…ワイヤーソー
6…ソーイングマシン
7…反炉側鉄筋
8…炉内側鉄筋
9…煉瓦構造物
10…解体煉瓦
RS…炉内側
OS…反炉側
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