JP6711490B2 - コークス炉及び石炭塔の解体工法 - Google Patents

コークス炉及び石炭塔の解体工法 Download PDF

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Description

本発明は、コークス炉及び石炭塔の解体工法に係り、より詳細には、安全で工期の短いコークス炉及び石炭塔の解体工法に関する。
コークス炉及び石炭塔の「解体」は、コークス炉の「更新」とは異なり、基礎も含めて解体を行なう。コークス炉はレンガ壁で仕切られた燃焼室と炭化室からなり、炭化室に石炭が投入され、燃焼室で燃焼させたガス熱で石炭を乾留して、コークスを製造する。石炭塔は、コークス炉に隣接して設けられ、ここから石炭が装炭車で炭化室に供給される。コークス炉及び石炭塔の解体時は、コークスの製造が全面的に停止するので、安全で工期の短い工法が求められる。
一般に、コークス炉のプッシャーサイド(Pusher Side、押出機のある側、PS側)に重機を設置し、コークサイド(Coke Side、コークスが吐き出される側、CS側)に向けて炉室のレンガ壁を解体し、瓦礫は運搬車両で搬出する。例として、コークサイドのバックステー(H鋼の支柱)は、1本ずつガス切断され撤去されていたので、時間もかかり工期が長くなっていた。
特許文献1には、石炭塔を挟んでコークス炉(炉団)を一列に配列した構成が示される。特許文献2には、コークス炉の更新方法が示され、コークサイドには炉蓋に換えて矩形状の保護壁PWを立設し、バックステーに溶接し、コークサイドの窯口を閉塞し、解体を行なうことが記載される。保護壁PWの設置には手間がかかるので、さらなる改善が求められている。
特開2014−224210号公報 特開2015−013937号公報
本発明の目的は、安全で工期の短いコークス炉及び石炭塔の解体工法を提供することにある。
本発明によるコークス炉及び石炭塔の解体工法は、北コークス炉解体工程(S1)と、石炭塔解体工程(S2)と、南コークス炉解体工程(S3)と、煙道を撤去する基礎解体工程(S4)と、を備えるコークス炉及び石炭塔の解体工法であって、前記北コークス炉解体工程(S1)と前記南コークス炉解体工程(S3)は共に、レールを撤去し外部養生足場を設置する工程(S50)と、上昇管を撤去する工程(S51)と、コークス炉を長手方向に複数の区画に分割し、両側の区画を除く区画を所定区画ずつ、プッシャーサイドのプラットフォーム解体、炉蓋撤去、梁の撤去、レンガ壁解体とレンガの掻き出し、プッシャーサイドのバックステー上部と下部の引き倒しの順に解体する工程(S52〜S58)と、最後に両側の区画を解体する工程(S59)と、次にコークサイドの炉蓋を撤去する工程(S60)と、コークサイドのバックステーを腹起し部材で連結し、複数重機によるバックステー上部の一斉引き倒しを行なう工程(S61)と、コークサイドのプラットフォームを解体する工程(S62)と、コークサイドのバックステー下部を解体する工程(S63)と、コークス炉の両端に設けられる擁壁を解体する工程(S64)と、を備え、前記石炭塔解体工程(S2)は、レールを撤去し外部養生足場を設置する工程(S70)と、北デッキを解体する工程(S71)と、石炭塔Aブロックの5階から1階を解体する工程(S72、S73)と、石炭塔Bブロックの5階と4階を解体する工程(S74)と、南デッキを解体する工程(S75)と、石炭塔Bブロックの3階から1階を解体する工程(S76)と、を備え、前記基礎解体工程(S4)は、北コークス炉(20)と南コークス炉(60)の両方に重機が投入され、煙道が並行して撤去される工程と、を備えることを特徴とする。
前記石炭塔解体工程(S2)では、重機に装着したニブラによる梁の圧砕及び柱の圧砕と、重機に装着したブレーカによるミシン目形成により、門型壁に矩形状の切り込みを入れ、壁の上端を重機で掴んで引き倒すことを特徴とする。
前記石炭塔解体工程(S2)では、北デッキ及び南デッキの地下1階が、ガラ埋めされることを特徴とする。
本発明によるコークス炉及び石炭塔の解体工法によれば、
(a)北コークス炉解体工程(S1)と南コークス炉解体工程(S3)に、コークサイドのバックステーを腹起し部材で連結し、複数重機による一斉引き倒しを行なう工程(S61)を設けたので、1本ずつ倒す場合に比較して手間がかからず工期を大幅に短縮できる。
(b)北コークス炉解体工程(S1)と南コークス炉解体工程(S3)に、両側の区画を除く区画を所定の区画ずつ、プッシャーサイドの炉蓋撤去、炉室内のレンガ壁解体、プッシャーサイドのバックステー解体の順に解体する工程(S52〜S58)を設け、最後に両側の区画を解体する工程(S59)を設けたので、コークサイドのバックステーの長い壁が、両側の炉室で支えられる形になり、強風等で転倒しないようにできる。
(c)基礎解体工程(S4)では、北コークス炉(20)と南コークス炉(60)の両方に重機を投入したので、煙道のレンガ壁の撤去を並行して進行できる。
(d)石炭塔解体工程(S2)では、北デッキ、石炭塔Aブロック、南デッキ、石炭塔Bブロックの順に解体し、石炭塔Bブロックの解体より先に南デッキを解体したので、南デッキの梁が片持ち状態とならず、安全に解体できる。
石炭塔解体工程(S2)では、ニブラによる梁の圧砕及び柱の圧砕と、ブレーカによるミシン目形成により、壁に矩形状の切り込みを入れ、壁の上端を重機で掴んで引き倒すようにしたので、事前のガス切断なしに、コンクリート壁を効率よく解体することができる。
石炭塔解体工程(S2)において、石炭塔の北デッキ及び南デッキの地下1階をガラ埋めしたので、建屋の外側からだけでなく重機をデッキ内に進入させての解体ができる。
本発明が適用される北コークス炉と石炭塔の平面図である。 上昇管の撤去を示す側面図である。 北コークス炉の解体を示す平面図である。 プッシャーサイドのプラットフォーム解体を示す側面図である。 デッキに散水機42を取り付ける説明図である。 プッシャーサイドの炉蓋撤去を示す側面図である。 レンガ壁の掻き出しを示す側面図である。 梁の撤去を示す側面図である。 プッシャーサイドのバックステー上部撤去を示す側面図である。 バックステーの事前のガス切断を示す図である。 プッシャーサイドのバックステー下部撤去を示す側面図である。 解体状況を示す北コークス炉の平面図である。 解体状況を示す北コークス炉の平面図である。 解体状況を示す北コークス炉の平面図である。 コークサイドの炉蓋撤去を示す側面図である。 コークサイドのバックステー一斉引き倒しを示す平面図である。 ワイヤの玉掛けを示す側面図である。 コークサイドのバックステーの事前のガス切断を示す図である。 コークサイドのバックステー一斉引き倒しを示す側面図である。 コークサイドのプラットフォーム解体を示す側面図である。 コークサイドのバックステー下部撤去を示す側面図である。 北コークス炉の擁壁解体を示す平面図である。 北コークス炉の擁壁解体を示す正面図である。 石炭塔の北デッキ解体を示す正面図である。 石炭塔の北デッキ解体を示す平面図である。 石炭塔のAブロック解体を示す平面図である。 石炭塔のAブロック解体を示す側面図である。 石炭塔のAブロック解体を示す正面図である。 石炭塔の壁切り崩しを示す説明図である。 石炭塔のAブロック解体を示す側面図である。 石炭塔のAブロック解体を示す側面図である。 石炭塔のAブロック解体を示す側面図である。 石炭塔のAブロック解体を示す側面図である。 石炭塔のBブロック解体を示す正面図である。 石炭塔のBブロック解体を示す側面図である。 石炭塔の南デッキ解体を示す正面図である。 石炭塔のBブロック解体を示す正面図である。 石炭塔のBブロック解体を示す側面図である。 石炭塔のBブロック解体を示す側面図である。 石炭塔のBブロック解体を示す側面図である。 南コークス炉の解体を示す平面図である。 南コークス炉の擁壁解体を示す正面図である。 基礎解体を示す正面図である。 本発明による解体工法のフローチャート(全体)である。 コークス炉解体の詳細フローチャートである。 石炭塔解体の詳細フローチャートである。
以下、図面を参照して、本発明によるコークス炉及び石炭塔の解体工法を詳細に説明する。
図1は、本発明が適用される北コークス炉と石炭塔の平面図である。コークス炉は、北コークス炉20と、石炭塔50と、図41に示す南コークス炉60が、北から南に向かって一列に配置される。本実施例では、北コークス炉20をA〜Kで示す11区画に分けた。1区画の幅は、複数の燃焼室と炭化室からなる所定の幅で、区画B〜Jを中抜き解体した時、区画Aと区画Kで、コークサイドのバックステーを支持できる。なお、区画数は11個に限るものではない。北コークス炉20の両側にはコンクリートの擁壁22、22が設けられる。図1の下側が、プッシャーサイド(PS側)で、重機が作業できるエリアである。図1の上側がコークサイド(CS側)である。コークス炉20は、例として、南北方向(長手方向)の長さが約70m、高さが約12m、奥行が約18mである。運搬車両は、図1の左下側から進入し、瓦礫を積んで左下側から出る。
解体準備工程として、丸囲み数字1で示すレール25の撤去を行なう。これにより重機1、重機2、運搬車両6などのプッシャーサイドへの進入が容易となる。また、外部養成足場41’、41をコークサイドに設置する。外部養成足場41’は、コークサイドのプラットフォームの一側(東側)を覆い、コークサイドのプラットフォームの上に設置した外部養成足場41は、コークス炉の高さがあり、ワイヤ19の玉掛け作業に有利である。重機は、重機1、2が用意される。重機1は、SK1000、バケット容量が3.5mである。重機2はSK500で、バケット容量が1.6mである。運搬車両6は、ここでは10トン車である。
図2は、上昇管10を撤去する側面図である。コークス炉20の頂部には、図1に示すように上昇管10が設けられており、これを重機1で撤去する。上昇管10は、重機1のニブラで切断し、一度寝かせてから掴み取り、プッシャーサイドの集積場に降ろす。図2に示すように、コークサイドのプラットフォーム一側の外部養成足場41’は、外部養成足場41より高さが低い。コークス炉20の地表面より下、地下一階部分には、煙道21が設けられる。
図3は、北コークス炉20の解体を示す平面図である。区画B、Cから解体を始める。重機は、重機3のSK3500、バケット容量10mが用意される。また、重機4のSK480や散水機5も用意され、レンガの瓦礫は、30〜40トンの運搬車両運搬車両7で搬出される。本実施例では、2区画ずつ、一側から他側(北から南方向)に向かって解体を進める。
図4は、プッシャーサイドのプラットフォーム解体を示す側面図である。解体は、粉塵の飛散防止のため、散水車5から散水しながら行なう。変更弁11は、重機2のニブラで掴み、集積場に取り出す。変更弁11の撤去後には、鉄板を敷設して塞ぐ。
図5は、デッキに散水機42を取り付ける説明図である。デッキ32に据置き型の散水機42を取り付ける。図3に示すように、据置き型の散水機42はコークス炉20の北デッキと南デッキの両デッキに取り付けられる。
図6は、プッシャーサイドの炉蓋撤去を示す側面図である。重機1を使用して、散水機5で散水しながらプッシャーサイドの炉蓋14(炉枠を含む)を撤去する。これによりコークス炉20の区画BとCのプッシャーサイドが開口する。コークス炉20は、地上より上側がレンガ壁で仕切られた燃焼室又は炭化室で、地下は基礎(煙道)である。
図7は、レンガ壁の掻き出しを示す側面図である。レンガ壁16のレンガを散水機5で散水しながら、ロングブームを備えた重機3(SK3500)で解体する。レンガは、プッシャーサイドのバックステー13の撤去が可能なレベルまで掻き出す。
図8は、梁の撤去を示す側面図である。重機3で梁15を撤去する。これにより、プッシャーサイドのバックステー13の頂部テンションを解放する。
図9は、プッシャーサイドのバックステー上部撤去を示す側面図で、図10は、バックステーの事前のガス切断を示す図である。バックステーの上部の引き倒しは重機3で行なう。プッシャーサイドのバックステー13は、引き倒しの根元部分をあらかじめガス切断しておく。バックステー13は、H鋼からなるので、図10に示すように、フランジの一方とウェッブをガス切断し、他方のフランジは切断せずに残す。2Fは2階の床を示す。
図11は、プッシャーサイドのバックステー下部撤去を示す側面図である。図10の丸囲み数字8で示すように、炉内のレンガをさらに掻き出した後、プッシャーサイドのバックステー13の下部を重機1で引き倒す。バックステーの根元部分は、あらかじめ先行ガス切断を行なっておく。
図12は、解体状況を示す北コークス炉の平面図である。区画BとCの撤去が終了すると、図3〜11に説明した手順(丸囲み数字3〜9)を繰り返して、矢印で示す解体方向に解体(丸囲み数字10)を進める。レンガの瓦礫は、運搬車両7で運び出す。
図13は、解体状況を示すコークス炉の平面図である。区画B〜Jが、解体されると、丸囲み数字11に示すように、最後に区画AとKを解体する。その間ずっと、コークサイドのバックステー29からなる長い壁が、区画AとKで支えられる形になるので、強風などで転倒することがない。
図14は、解体状況を示すコークス炉の平面図である。区画A〜Kがすべて解体されたことを示す。丸囲み数字12で示す。ただし、支柱であるコークサイドのバックステー29は残っている。鉄骨は重機4で分別し、コンクリートやレンガと分けている。
図15は、コークサイドの炉蓋撤去を示す側面図である。重機3で、コークサイドの炉蓋17(炉枠も含む)を撤去する。丸囲み数字13で示す。これにより、コークサイドのバックステー29が多数、林立する形となる。
図16は、コークサイドのバックステー一斉引き倒しを示す平面図である。重機3、1、2の3台で一斉引き倒しを行なう。丸囲み数字14で示す。重機3のニブラでコークサイドのバックステー29の上部を掴み、重機1と重機2は、ワイヤ19をコークサイドのバックステー29の頂部に掛けて引き倒す。
図17は、ワイヤ19の玉掛けを示す側面図である。玉掛けは外部養生足場41を利用しての人手作業となる。なお、コークサイドのバックステー29はH鋼からなるので、あらかじめ鋼材からなる腹起し部材31をコークサイドのバックステー29のH鋼に取り付け、水平方向に連結しておく。
図18は、コークサイドのバックステーの事前のガス切断を示す図である。ガス切断(2F部分)の際は、転倒防止のため、重機3でコークサイドのバックステー29の上部を掴む。外部養生足場41は、この時点で撤去される。
図19は、コークサイドのバックステー29の一斉引き倒しを示す側面図である。バックステー29は、レンガの瓦礫の上に引き倒す。丸囲み数字14で示す。
図20は、コークサイドのプラットフォーム解体を示す側面図である。外部養生足場41’も撤去する。丸囲み数字15で示す。図21は、コークサイドのバックステー下部撤去を示す側面図である。バックステー29は、2F部分をガス切断したので、残った下部分を撤去する。丸囲み数字16で示す。床部18にはアンダージェットパイプがあるので、ワイヤーソーで切断し、合わせて床のレンガも撤去する。これは丸囲み数字17で示す。
図22は、北コークス炉の擁壁解体を示す平面図、図23は、北コークス炉の擁壁解体を示す正面図である。両側の擁壁22は、重機による立崩しを行なう。これは丸囲み数字18で示す。擁壁22が支えるデッキの梁は、支保工で受ける。
図24は、石炭塔の北デッキ解体を示す正面図、図25は、石炭塔の北デッキ解体を示す平面図である。プッシャーサイドのレール25の撤去と、コークサイドの外部養生足場41、41’の設置は、先行して行なっておくとする。図25に示すように、丸囲み数字1〜4の順に解体を行なう。デッキ32は4F(4階床)の高さがあり、まず、プッシャーサイドのプラットフォーム(1階部分)を解体する。これを丸囲み数字1で示す。次に、東方向に解体を進める。丸囲み数字2で示す。次に、北側の外壁を解体する。丸囲み数字3で示す。最後に、コークサイドの外部養成足場41を解体し、プラットフォームを解体する。丸囲み数字4で示す。デッキ32の地下部分は空洞で、重機の荷重に耐えるように、1階の床を撤去し、地下をガラ埋めを行なう。ガラ埋め後の状態は図34に示す。
図26は、石炭塔のAブロック解体を示す平面図、図27は、石炭塔のAブロック解体を示す側面図、図28は、石炭塔のAブロック解体を示す正面図である。丸囲み数字5〜8の順に中抜き解体を行なう。丸囲み数字8は、門型壁を内側に引き倒す。図28に示すように、重機3には、45mのロングブーブを取り付け、石炭塔50の頂部に届くようにした。
図29は、石炭塔の壁切り崩しを示す説明図である。東側の門型壁の切り崩しを示す。(A)に示すように、重機のニブラで梁と柱を圧砕し、ブレーカでミシン目を入れ、(B)に示すように、矩形切出し部の上部をニブラで掴んで引き倒す。
図30〜33は、石炭塔のAブロック解体を示す側面図である。丸囲み数字9〜18の順に中抜き解体を行なう。Aブロックの4階から1階を解体する。図32の丸囲み数字13、15、それに図33の丸囲み数字18は、門型壁で、図29に示すように、重機のニブラで梁と柱を圧砕し,重機のブレーカでミシン目を入れ、矩形切出し部の上部をニブラで掴んで引き倒す。
図34と35は、石炭塔のBブロック解体を示す正面図である。Aブロックの解体が終了すると、次にBブロックの解体を行なう。まず、Bブロックの5階と4階を解体する。丸囲み数字19〜26の順に中抜き解体を行なう。丸囲み数字21、22、25、26は、門型壁で、図29に示すように、重機のニブラで梁と柱を圧砕し,重機のブレーカでミシン目を入れ、矩形切出し部の上部をニブラで掴んで引き倒す。
図36は、石炭塔の南デッキ解体を示す正面図である。丸囲み数字27〜31の順に解体を行なう。デッキ32は4FL(4階床)の高さがあり、梁の片端が石炭塔のBブロックで支えられているため、先にデッキ32を解体する。丸囲み数字27は、デッキ32の正面側のプラットフォームの解体で、丸囲み数字31、32は、デッキ32の南側の壁の解体を示す。
図37〜40は、石炭塔のBブロック解体を示す正面図である。Bブロックの3階〜1階を解体する。丸囲み数字32〜41の順に解体を行なう。図37の丸囲み数字34、37、図38の丸囲み数字33、36、図40の丸囲み数字41は、門型壁で、図29に示すように、重機のニブラで梁と柱を圧砕し,重機のブレーカでミシン目を入れ、矩形切出し部の上部をニブラで掴んで引き倒す。なお、丸囲み数字39で、デッキ32の地下部分にガラ埋めを行なっている。デッキ内への重機の進入が容易となる。ガラ埋め後の状態は図42に示す。
図41は、南コークス炉60の解体を示す平面図である。南コークス炉60の解体は、北コークス炉20と同様の解体を行なう。丸囲み数字1は、レール25の撤去である。丸囲み数字2は、上昇管10の撤去である。丸囲み数字3は、区画B、Cのプッシャーサイドのプラットフォーム解体である。丸囲み数字4は、炉蓋の撤去である。丸囲み数字5は、区画B、Cのレンガ掻き出しである。丸囲み数字6〜17は、北コークス炉20の解体と同様であり、詳細は省略する。
図42は、南コークス炉の擁壁解体を示す正面図である。南コークス炉60の両側の擁壁62は、重機による立崩しで解体する。丸囲み数字18で示す。
図43は、基礎解体を示す正面図である。解体は北から南に向かって行なう。北コークス炉20側の煙道21の解体に重機3、2を投入し、石炭塔50の地下部分と南コークス炉60の煙道21の解体に重機1、2を投入し、解体を並行に進行させた。丸囲み数字19で示す。煙道はレンガ壁からなるので、レンガの掻き出しと瓦礫の搬出が主となる。図には示さないが、地下1階が平坦にされる。
図44は、本発明による解体工法のフローチャート(全体)である。本発明のコークス炉及び石炭塔の解体工法は、北コークス炉解体工程(S1)と、石炭塔解体工程(S2)と、南コークス炉解体工程(S3)と、煙道を撤去する基礎解体工程(S4)と、を備える。
図45は、コークス炉解体の詳細フローチャートである。北コークス炉20と南コークス炉60の両方に適用する。S50のプッシャーサイドのレールを撤去し外部養生足場を設置する工程に始まって、S64の擁壁を解体する工程までを備える。丸囲み数字は、図1〜図23に記載した解体作業に対応している。
図46は、石炭塔解体の詳細フローチャートである。S70のプッシャーサイドのレールを撤去し外部養生足場を設置する工程に始まって、S76の石炭塔Bブロックの3階から1階を解体する工程までを備える。南デッキの解体S75は、石炭塔Bブロックの4FLより下で支持されるため、石炭塔Bブロックの5階から4階を解体S74の後に開始する。
安全で工期が短いコークス炉及び石炭塔の解体工法として好適である。
1 重機(SK1000、バケット容量:3.5m
2 重機(SK500、バケット容量:1.6m
3 重機(SK3500、バケット容量:10m
4 重機(SK480、マグネット)
5 散水機
6 運搬車両(10トン車)
7 運搬車両(30〜40トン車)
10 上昇管
11 変更弁
12 プッシャーサイドのプラットフォーム
13 プッシャーサイドのバックステー
14 炉蓋(PS側、炉枠含む)
15 梁
16 レンガ壁
17 炉蓋(CS側、炉枠含む)
18 床部(レンガ)
19 ワイヤ
20 北コークス炉(炉団)
21 基礎(煙道)
22 擁壁
23 支保工
25 レール
28 コークサイドのプラットフォーム
29 コークサイドのバックステー
31 腹起し部材
32 デッキ(北デッキ、南デッキ)
41、41’ 外部養生足場
42 散水機(据置き型)
50 石炭塔
60 南コークス炉(炉団)
61 基礎(煙道)
62 擁壁
S1〜S4 コークス炉及び石炭塔解体の各工程
S50〜S64 コークス炉解体の各工程
S70〜S76 石炭塔解体の各工程

Claims (3)

  1. 北コークス炉解体工程(S1)と、石炭塔解体工程(S2)と、南コークス炉解体工程(S3)と、煙道を撤去する基礎解体工程(S4)と、を備えるコークス炉及び石炭塔の解体工法であって、
    前記北コークス炉解体工程(S1)と前記南コークス炉解体工程(S3)は共に、レールを撤去し外部養生足場を設置する工程(S50)と、上昇管を撤去する工程(S51)と、コークス炉を長手方向に複数の区画に分割し、両側の区画を除く区画を所定区画ずつ、プッシャーサイドのプラットフォーム解体、炉蓋撤去、梁の撤去、レンガ壁解体とレンガの掻き出し、プッシャーサイドのバックステー上部と下部の引き倒しの順に解体する工程(S52〜S58)と、最後に両側の区画を解体する工程(S59)と、次にコークサイドの炉蓋を撤去する工程(S60)と、コークサイドのバックステーを腹起し部材で連結し、複数重機によるバックステー上部の一斉引き倒しを行なう工程(S61)と、コークサイドのプラットフォームを解体する工程(S62)と、コークサイドのバックステー下部を解体する工程(S63)と、コークス炉の両端に設けられる擁壁を解体する工程(S64)と、を備え、
    前記石炭塔解体工程(S2)は、レールを撤去し外部養生足場を設置する工程(S70)と、北デッキを解体する工程(S71)と、石炭塔Aブロックの5階から1階を解体する工程(S72、S73)と、石炭塔Bブロックの5階と4階を解体する工程(S74)と、南デッキを解体する工程(S75)と、石炭塔Bブロックの3階から1階を解体する工程(S76)と、を備え、
    前記基礎解体工程(S4)は、北コークス炉(20)と南コークス炉(60)の両方に重機が投入され、煙道が並行して撤去される工程と、を備えることを特徴とするコークス炉及び石炭塔の解体工法。
  2. 前記石炭塔解体工程(S2)では、重機に装着したニブラによる梁の圧砕及び柱の圧砕と、重機に装着したブレーカによるミシン目形成により、門型壁に矩形状の切り込みを入れ、壁の上端を重機で掴んで引き倒すことを特徴とする請求項1に記載のコークス炉及び石炭塔の解体工法。
  3. 前記石炭塔解体工程(S2)では、北デッキ及び南デッキの地下1階が、ガラ埋めされることを特徴とする請求項1に記載のコークス炉及び石炭塔の解体工法。
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