三叉口预冷混凝土生产系统设计与施工.pdf

水利水 电施工 2 0 1 3 第 2期 总第 1 3 7期 图 1 系统 工艺流程 简图 图 2 三叉 口混凝土 生产 系统平 面布置 图 1 一冷却塔 ；2 空压机房及 1 号配电房 ；3 一中控室 ；4 一骨料仓及地弄；5 砂胶带； 6 一骨料胶带；7 - - 胶凝材料罐；8 一机电仓库 ；9 一次风冷料仓及地弄；1 0 一骨料 输送地弄；1 1 一一次风冷车间；1 2 2 号配电房；1 3 外加剂车间及外加剂池； 1 4 砂仓 ；1 5 一混凝土输送回车隧洞；1 6 一拌和楼 ；1 7 沉渣池 ； 1 8 制冷楼；1 9 一水泵房及 3号配电房 ；2 0 ⋯调度值班室 土强度 1 d的砂需要量 。进料胶带机带宽为 8 0 0 mm，带速 为 2 m／ s ，输送能 力为 8 0 0 t ／ h 。砂 仓下设 两 条带 宽为 6 5 0 mm、带速为 2 ． 5 m／ s 、输送能力为 6 5 0 t ／ h的胶带，通 过地弄下的气动弧门给料，一条向 1号拌和楼供料，另 一 条向 2 、3号拌和楼供料。 2 ． 2 供风系统及胶凝材料输送工艺及布置 本系统在场内最高处高程 6 9 3 m平台设置大型空气压 缩机站 ，总供风量为 2 0 0 m。 ／ rai n 。供风系统主要供给骨 料调节料仓、一次风冷料仓廊道、砂调节料仓廊道气动 弧门，外加剂药池搅拌用气 ，水泥粉煤灰卸灰及输送，3 5 4 台拌和 楼 用风 等。 同时要 求拌 和楼 的供 风 风 压 不 小 于 0 ． 7 MP a ，水泥、粉煤灰用风风压不小于 0 ． 4 MP a 。 为满足施工各时期需风要求 ，系统空气压缩站内配 置了两种型号的空气压缩机即4台 L w一4 0 ／ 8型空压机和 2台 L 3 ． 5 —2 0 ／ 8型空压机。每台空气压缩机均配置有后 冷却器、油水分离器、贮气罐、减压装置等，并设高温 型冷却塔一座。 本系统在高程 6 7 0 m平台上游坡顺坡脚一线单列布置 2 个水泥罐、3 个粉煤灰罐。贮罐均为金属罐体，支撑为 钢筋混凝土支撑 ，基础根据二期场坪开挖揭露地质情况 采用钢筋混凝土环板基础 。 水泥、粉煤灰采用专用散装水泥 罐车运输至高程 6 7 0 m平台，气力输送人相应贮罐。其中 2 个贮罐存贮水 泥，共计 3 0 0 0 t ，可满足高峰月平均 日浇筑强度 4 d的需 要；因当地粉煤灰供应紧张，3个贮罐存贮粉煤灰，共计 4 5 0 0 t 。胶凝材料罐底设 置破拱装 置 ，出料均通 过下 引仓 式泵 QP B一6 ． 0输送至搅拌楼贮罐 。 系统水泥小时所需的水泥总量为 6 5 t ／ h ，粉煤灰总量 为 2 5 t ／ h ；单楼水泥最大输送量为 3 5 t ／ h ，粉煤灰为 1 5 t ／ h 。 选用下引仓式泵 QP B一6 ． 0 输送装置作为胶凝材料输出设 备 ，该仓式泵输送装置方便 P C L程控 ，其输送水泥能力 为 5 5 t ／ h ，粉煤灰输送能力为 4 0 t ／ h 。5个罐每个下设一 台，共 5台。水泥总输送能力为 1 1 0 t ／ h ，粉煤灰总输送 能力为 1 2 0 t ／ h 。贮罐除尘设备采用清灰动能大、清灰效 率高的 MC一4 8袋压力式袖袋除尘器 ( 见表 1 ) 。处理风 量 达 1 3 0 m3 ／ mi n ，除尘效 率 9 9 。 表 1 胶 凝材料储 运主要 设备 序号 名称 型号规格 单位 数量 1 下引仓式泵 Q P B一 6 ． 0 5 2 除尘器 MC一4 8型脉冲袋式除尘器 5 3 手动两路阀 △ 9 口 2 ． 3 外加剂输送工艺及布置 外加剂车间设置在高程 6 7 0 m平台，2 个搅拌桶，外 加剂配好后 可 以 自流 到外加 剂成 品贮 液池 ，根据 现场 有 限地形 ， # l- ／ J n 剂车间布置在外加剂池上。共配 4个成品 贮液池在高程 6 6 5 m平台 ( 已建 3个 ，预留一个池 的位 置) ，可同时配备两种外加剂 ( 减水剂和引气剂) ，成品 贮液池和配液均采用风动搅拌，并配以机械搅拌器。外 加剂 自流输送 至各拌 和楼 。 2 ． 4 拌和楼 系统拌 和楼 由两座 43 ． 3 m3的新 楼和一 座 3 1 ． 5 m。 的拌和楼组成。三座拌和楼均布置在高程 6 4 0 ． 5 m 平台上 ，其中两座 4 3 ． 3 m 3拌和楼主要承担本合同工程 混凝土生产任务，该 型拌 和楼单楼铭牌混凝土产量为 2 4 0 m。 ／ h ( 四级配常态混凝土) ，单楼 预冷混凝 土按 6 ～8 月生 产 出机 口温度 为 7 ℃ 的混 凝 土，其 生 产能 力 为 1 6 0 m。 ／ h 。 3 1 ． 5 m3 混凝土拌 和楼 主要 担 负电站进 水 口、 引水隧洞、地面开关站的外供混凝土生产任务，该楼铭 牌混凝土产 量 为 1 1 5 ms ／ h ，预 冷混凝 土砂石 骨料 与 大 坝 共用，按 6 ～8月生产出机口温度为 1 4 ~C的混凝土，其生 产能力为 6 5 m3 ／ h 。 2 ． 5 骨料人工预冷工艺 生产预冷混凝土 ，是为了降低混凝土在高温季节的 入仓温度 ，削减混凝土温度的峰值的重要手段之一。 预冷混凝土的设计生产依据是混凝土浇筑强度要求、 混凝土允许最高温度、混凝土配合 比、气象条件以及混 凝土拌和物原材料的热学特性等。 混 凝 土 工 程 麓 量 根据热平衡原理，通过 自然条件下的混凝土出机 口 温度计算得应配置制冷容量约 8 9 6 1 0 ( k c a l ／ h ) 。本系 统对骨料采用两次风冷 、加冰和加低温水的方式或其不 同的组合生产预冷混凝土，其技术指标见表 2 。 表 2 制冷 系统技术指标 序号 项 目 单位 技术指标 备注 1 系统设计生产能力 m3 ／ h 5 9 5 常温 2 温控混凝土生产能力 m8 ／ h 3 8 5 7 、1 4 ℃ 3 一次风冷装机容量 1 0 4 k c a l ／ h 3 5 6 4 二次风冷装机容量 1 0 4 k c a l ／ h 2 5 0 5 制冷楼装机容量 1 0 4 k c a l ／ h 2 9 8 6 制冷水装机容量 1 0 4 k c a l／ h 2 5 7 总装机容量 1 0 4 k c a l／ h 9 2 9 2 ． 5 ． 1 一次风冷 两组风冷骨料调节料仓与风冷料仓旁的空气冷却器、 离心风机及风冷车间内的设备组成一次风冷循环 系统。 每组风冷料仓可向各拌和楼供料，每组风冷骨料调节料 仓分为 4个分料仓即特大石、大石、中石、小石仓，其 中特大石、大石仓设置梯式缓降器。骨料在料仓内自上 而下 ，冷却风在料仓 内自下而上流动，与骨料进行逆流 式热交换 ，每个料仓设独立的冷却循环系统。将骨料由 初温 2 6 ． O ~ C 分别冷却到特大石 6 ~ C、大石 7 ℃、中石 8 ~ C、 小石 9 ~ C。从一次风冷料仓开始，到骨料输送廊道、拌和 楼均采用保温材料进行保温封闭，以减少骨料运输中温 度的回升。一次风冷制冷车间装机容量达 4 1 4 0 k W ( 标准 工况 3 5 6 1 0 k c a l ／ h ) 。 2 ． 5 ． 2 二次风冷 二次风冷 分别 设置 在 1 、2 、3号 拌 和楼 料仓 层 ，分 别由空气冷却器、轴流风机、氨液、氨气、冲霜水管道 及相应的制冷设施等组成。1 、2号拌和楼料仓层两侧对 称布置扶壁式冷风机 ，3 号拌和楼料仓层仅在靠边坡一侧 布置冷风机 ，并 为其 设置 钢结 构冷 风平 台 。粗 骨料从 一 次风冷车间输送至拌和楼料仓过程 中，考虑高温季节运 输途中特大石的温度回升 1 ~C，大石、中石、小石的温度 均回升 2 ℃。在拌和楼料仓内继续对四种粗骨料进行二次 风冷 ，将特大石冷却 到 一2 ~ C，大石冷却 到 一2 ~ C，中石 冷却到一2 ~ C，小石冷却到 4 ~ C。制冷装机容量达 3 0 9 0 k W ( 2 5 0 1 0 k c a l ／ h ，标准工况) 。 2 ． 5 ． 3 加 冰、加低 温水 片冰 由片冰机 生产 ，片冰 机产 量为 3 0 0 t ／ d 。片冰 机 置于制冰楼顶层冰库上方 ，片冰机生产一8 ~ C的片冰直接 落入冰库内，然后采用输冰螺旋机输送进搅拌楼。制冰 楼及输冰廊道均采用保温材料保温。制冰配置制冷装机 容量 3 4 6 2 k W ( 2 9 8 1 0 k c a l ／ h ，标准工况) 。 制冰、拌和用的4 ~ C低温水均由冷水机组生产，生产 能力 2 5 m3 ／ h ，配置制冷量为 5 0 0 k W 的螺杆式冷水机组 1 台，冷水机组生产出的低温水进人调节水池，通过泵送 至拌和楼。 5 5 豳 水 利 水 电 施 工 2 0 1 3 第2 期 总 第1 3 7 期 3 系统施工 因三叉口冲沟地质条件较差 ，金属结构制作安装工 期紧，制作堆放场地狭窄，且系统从 2 0 0 4年 9月进场便 进入边设计边施工状况。从加快进度、保证质量的原则 出发，采取了一系列的施工处理措施保质保量完成系统 建设安 装任 务 。 ( 1 )系统开挖出露的基础为充填堆积体时，采用换填 法和预压法以及结构优化进行处理。结构优化主要采用 对各车间基础采用板式扩大基础，对调节料仓地弄采用 了箱形结构设计。 ( 2 )胶带机支撑走道钢桁架以及支撑立柱，在施工 时均考虑制作成标准节，在后方制作完成 ，待基础施工 完成后，现场采用汽车 吊拼装就位 ，从而加快了施工 进度 。 ( 3 )水泥、粉煤灰罐 及一次风冷料仓仓体 均为大 型金属结构，尺寸大而且不 规则 ，在施工 时考虑成型 构件不便于运输安装 ，均采取就近选取场地先进行金 属结构的制作 ，然后用 5 0 t 汽车 吊将各构件 吊装组合 就位 。 4 质量保证 该系统在设计、施工 、改进完 善的过程 中，请经 验丰富的混凝土生产系统及制冷设计方面 的专家对系 统工艺流程和布置进行 审查 ；充分利用一些成功的经 验 ，选用工艺设 备先进，经济合理，整个系统便 于程 控 管理 。 金属结构制作安装过程严格实行 “ 三检制” ， 对原材 料质量进行监控，任何存在缺陷的产品都不允许投入使 用，生产过程中随时进行质量检验 ，做到不留下任何缺 陷和安全隐患 。施 工过 程 中配备 质检人 员 ，严 格按 照 制 定的质量检查制度对每一工序进行监控，严格保证工程 质量 。 在系统建成后管理运行过程 中也通过采取一系列质 量监控措施，例如分期对胶凝材料罐的基础沉降进行监 测等，保证了工程质量。 5 结束 语 三叉 口混凝土生产系统投产至今 已生产商品混凝土 约 1 9 万 m3 ，系统运行正常。在三叉 口预冷混凝土生产系 统设 计 、施工 及 运 行 管 理 的过 程 中，笔者 有 以下 几 点 体会 ： ( 1 )由于系统场坪有利的阶梯状地形，系统各组成部 分分台阶布置，减小了土石方开挖 和金结制作安装工 程量 。 ( 2 )本系统骨料运输及人工预冷均采用双线布置，是 满足大坝混凝土高峰生产强度的重要保证，又考虑了低 谷时生产运行的经济性。 ( 3 )采用气力输送冰系统可降低制冰楼高度，节约制 冰楼钢结构工程量 。 ( 4 )采用配备一个摆线针轮减速机和一个相应输送能 力、小体积的气力连续输送泵 ，可代替采用大体积 的仓 式泵 ，有效降低胶凝材料罐立柱高度。 ( 上接 第 5 2页) 用砂 ，两种砂的石粉含量相差较大，常态混凝土6 ～ 1 3 ，碾压混凝土为 1 4 ～1 9 。而本系统采用湿法 制砂 ，砂经螺旋分级机清洗后 ，石粉 含量仅 为 5 ～ 8 ，接近于常态混凝 土的石粉含量最低要求 。针对这 一 点 ，我 们 选 用 了 国 际上 比 较 先 进 的美 国 DE R R I C K 公司生产 的 2 S G 4 8—1 2 0 W 一4 A旋流 真空脱水 装 置， 回收湿式生产中流失的细砂、石粉。利用旋流真空脱 水装置的优 良性能，通过改变旋流器沉砂嘴出 口的大 小 ，可有效调剂和控制旋流器组 的分离粒径底 限，从 而调节添加到成品砂 中的细砂和石粉 的回收粒径和数 量 ，以确保 满足 常态 和 碾 压混 凝 土 两 种 用 砂 的不 同 石 粉含量要求 。 ( 4 )成品砂含水率的多少将直接影响混凝土的质量。 本工程要求成品砂的含水率控制在 6 以内。本系统采用 了机械脱水与重力脱水相结合的方式，从螺旋分级机洗 出来的砂的含水率一般在 2 0 ～2 5 ，首先进入脱水筛 脱水 ，将含水率降至 1 2 ～1 5 后，再进入成品料仓 自 然脱水。成品砂采用一进料、一存料、一出料分开堆放， 5 6 在砂仓底部设置排水盲沟，对存放的砂进行重力脱水 ， 在砂仓顶部设置防雨棚，使成 品砂脱水不受雨季影 响， 以确保砂的含水率控制在规定范围内。 5结束 语 烂泥沟砂石加工系统投产近 2年，运行稳定、可靠， 已生产供应成品砂石料 1 3 0多万吨，月高峰生产供应成 品砂石料达 2 5 万 t ，根据生产运行情况和产品检测结果， 本砂石加工系统体现了如下优点： ( 1 )设计方案可靠、实用 ，工艺布置合理、流程简 单，具有对生产级配进行调整的灵活性。 ( 2 )系统布置紧凑 ，整个系统布置在一条冲沟内，充 分利用了地形地貌特点，节省了系统土建工程量。 ( 3 )采用新工艺、新设备解决 了污泥处理、石粉 回 收、水回收利用和环保问题；有效提高了水的重复利用 率，大大降低了生产运行成本；同时对环境的污染得到 很大程度的改善，保护了生态环境。