盧怡陶
文章編號:2095-6835(2017)10-0122-03
摘 要:混凝土集中拌制,對混凝土的原材料、拌和質(zhì)量集中管理,是提高混凝土質(zhì)量、消除結(jié)構(gòu)工程混凝土質(zhì)量通病的有效方法。高速鐵路項目高度重視混凝土拌和站的建設(shè),根據(jù)工程各自的規(guī)模和特點,因地制宜,合理選址,統(tǒng)一規(guī)劃,注重環(huán)保,建成的混凝土拌和站的總體布局、場地硬化、排水系統(tǒng)、料倉防雨和分隔、堆料、拌和設(shè)備及環(huán)保措施等均符合“雙標(biāo)管理”要求,且各具特色,達(dá)到混凝土生產(chǎn)專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化的目的。目前,相關(guān)單位和工作人員的主要工作任務(wù)是努力將拌和站建設(shè)成為精品工程和安全工程,從而高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量、高效率地完成大規(guī)模鐵路建設(shè)任務(wù)。
關(guān)鍵詞:拌和站;標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè);功能區(qū)劃;資源配置
中圖分類號:TU64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2017.10.122
1 工程需求
1.1 供應(yīng)范圍
拌和站供應(yīng)范圍為線下工程混凝土。
1.2 混凝土總需求方量
樁基為105 477.09 m3,承臺墩身為61 025.1 m3,上部結(jié)構(gòu)為108 497.8 m3,混凝土總需求方量為275 000 m3。
2 總體規(guī)劃和建設(shè)規(guī)模
2.1 拌和站選址
經(jīng)現(xiàn)場勘察,拌和站所選位置遠(yuǎn)離高壓線,周邊無燃?xì)夤艿溃h(yuǎn)離民房,地勢平坦,無陡坡,無滑坡風(fēng)險,安全風(fēng)險小。經(jīng)過生產(chǎn)能力計算后,確定拌和站需占地約1.7 hm2。
2.2 拌和站功能區(qū)劃分
混凝土拌和站內(nèi)建設(shè)有:骨料待檢倉、骨料合格倉(全部料倉含輕型鋼管格柵封閉雨棚)、環(huán)形道路、配電房、辦公室、生活房屋、七級沉淀池、污水處理站、混凝土生產(chǎn)配套設(shè)施、篩砂洗石設(shè)施、車輛清洗設(shè)備、停車區(qū)和排水系統(tǒng)等。
拌和站內(nèi)的設(shè)備包括自動計量混凝土攪拌生產(chǎn)設(shè)備及其相應(yīng)配套機(jī)械設(shè)備、備用發(fā)電機(jī)組等。整個拌和站按照使用功能可以劃分為6大區(qū)域,即混凝土生產(chǎn)區(qū)、原材料檢驗存放區(qū)、生活辦公區(qū)、車輛清洗區(qū)、污水處理區(qū)和砂石料清洗區(qū),具體布置如圖1所示。
圖1 拌和站使用功能區(qū)劃
2.2.1 料倉
砂、石料倉按照不小于5 d的儲存量設(shè)置,具體見4.2中的料倉計算部分。料倉分為合格區(qū)、待檢區(qū),料倉隔墻和圍墻采用30 cm厚的鋼筋混凝土墻,墻高3 m,隔墻和圍墻基礎(chǔ)都采用0.75 m×0.75 m的混凝土條形基礎(chǔ)。
與此同時,預(yù)埋0.45 m×0.45 m×0.012 m的鋼板,隔墻靠圍墻側(cè)兼做圍墻使用。料倉和配料機(jī)雨棚都采用輕型弧形鋼管格柵,并設(shè)計為一個整體全封閉結(jié)構(gòu)、彩鋼瓦屋面(紅頂藍(lán)裙白墻),整個料倉由輕型弧形鋼管格柵雨棚封閉,每個雨棚頂面設(shè)置透明瓦采光,并配備滿足生產(chǎn)需要的照明設(shè)施。雨棚立柱采用Φ219 mm×4.5 mm×9 m的鋼管,按照5.7 m間距布置雨棚四周及料倉隔墻內(nèi)部,并與預(yù)埋件連接,縱梁采用檁條連接。屋面拱架采用壁厚2.5 mm的Φ60鋼管桁架搭設(shè),立柱與基礎(chǔ)連接采用焊接連接,立柱頂部與拱架采用焊接連接。
2.2.2 粉罐設(shè)置及其基礎(chǔ)設(shè)計
拌和站地表以下為軟土,地基承載力介于108~160 kPa之間(實地勘測數(shù)據(jù))??紤]到大風(fēng)天氣的影響,為了確保拌和站粉罐的安全性,粉罐基礎(chǔ)采用PHC-A400(95)-15b管樁基礎(chǔ),樁端伸入承臺內(nèi)10 cm。承臺下回填10 cm混渣,承臺為C30砼基礎(chǔ),異形連體澆筑(尺寸20 m×6 m×2 m),承臺頂面高出地坪30 cm,里面預(yù)埋罐體支腿立柱鋼筋和預(yù)埋鋼板。承臺鋼筋采用HRB400,按照構(gòu)造配筋,主筋直徑16 mm,間距150 mm。
2.2.3 場地硬化
站內(nèi)場地硬化分為Ⅲ類,Ⅰ類硬化區(qū)(表層25 cm厚C20砼,底層為50 cm混渣)用于料倉基礎(chǔ),重車通行的環(huán)形道路采用C30砼,厚25 cm;Ⅱ類硬化區(qū)(表層20 cm厚C20砼,底層為40 cm混渣)用于攪拌機(jī)和非行車區(qū)域;Ⅲ類硬化區(qū)(表層15 cm厚C20砼,底層為30 cm混渣)用于生活辦公區(qū)域。
2.2.4 蓄水池、沉淀池及污水處理站
拌和站蓄水池為2個,尺寸為6 m×10 m×2.5 m=150 m3,儲量共計300 m3,采用鋼板焊接而成。蓄水池的頂部加裝活動板房,對蓄水池進(jìn)行防曬和保溫,里面預(yù)留加裝制冰機(jī)位置。拌和站七級沉淀池采用了3個8 m×5 m×1.5 m的沉淀池和1個8 m×8 m×2 m的污水處理場,采用24 cm厚磚墻砌筑;沉淀池、污水處理廠周邊采用高1.2 m定制式可拆裝式安全防護(hù)欄片,鋼管刷紅白相間(間距20 cm)的反光漆。
2.2.5 車輛清洗設(shè)備與篩砂、洗石設(shè)備
拌和站進(jìn)口右側(cè)設(shè)置車輛沖洗設(shè)備和車輛沖洗排水槽,工程施工過程中應(yīng)對沖洗設(shè)備進(jìn)行日常檢查、維修,確保其完好、有效。在拌和站內(nèi)安裝篩砂、洗石設(shè)備處理進(jìn)場原材料,確保各項指標(biāo)滿足試驗要求。篩砂、洗石設(shè)備安放于料倉后方。
2.2.6 拌和站內(nèi)接地與消防措施
拌和站主機(jī)、粉罐、皮帶機(jī)、上料機(jī)、攪拌樓連成一體統(tǒng)一接地,粉罐用扁鐵環(huán)接,避雷針安裝在粉罐上(設(shè)備最高處)。地磅、發(fā)電機(jī)房和變壓器房設(shè)專有接地線接地。
2.2.7 避雷與降溫除塵設(shè)施
在拌和站粉罐頂部安裝避雷設(shè)施,避雷設(shè)施需經(jīng)地方氣象部門驗證合格,并出相關(guān)驗證報告書,避免因雷雨天氣造成不必要的損失。另外,要在拌和站粉罐頂安裝降溫除塵噴淋裝置,防止粉塵污染環(huán)境,且攪拌樓和傳輸帶要求全封閉,粉料罐不封閉。
2.2.8 拌和站內(nèi)綠化
本著節(jié)約成本、改善內(nèi)部環(huán)境和環(huán)水保要求,對拌和站內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)綠化。
3 工作資源規(guī)劃
3.1 人員配置情況及資格
2號拌和站人員配置:站長1人,技術(shù)主管1人,調(diào)度1人,安全員1人,材料員1人,設(shè)備管理員1人,信息員1人,操作手6人,裝載機(jī)司機(jī)2人,維修電工2人,罐車司機(jī)16人,后勤人員4人。特種作業(yè)人員均持證上崗。拌和站應(yīng)具備骨料篩分、含水量、含泥量試驗,粉煤灰細(xì)度、燒失量、玻璃微珠含量試驗,混凝土拌和物性能試驗的能力。由于拌和站和中心試驗室比鄰布置,所以,不設(shè)置試驗組,相關(guān)試驗委托中心試驗室進(jìn)行。
3.2 生活辦公
3.2.1 生活區(qū)布置
拌和站內(nèi)設(shè)置生活區(qū),建設(shè)4棟活動板房,活動板房采用A級不燃材料。生活區(qū)內(nèi)設(shè)有廚房、餐廳、廁所、浴室、洗衣房和晾衣棚等配套設(shè)施。每間宿舍按2~4人設(shè)置,內(nèi)裝空調(diào),以保證施工人員的正常生活。
3.2.2 辦公區(qū)布置
按照業(yè)主的要求,工地試驗室設(shè)置在拌和站內(nèi),獨門獨院。試驗室相關(guān)試驗儀器設(shè)備按照鐵總和建設(shè)單位的相關(guān)要求設(shè)置。
3.2.3 生產(chǎn)生活用水
拌和站用水均為打井抽取地下水,井水需檢測單位檢驗,檢驗合格后出具相關(guān)合格證書。同時,可將該水接入市政供水系統(tǒng)水源,作為施工備用水源,以滿足施工用水的需要。
拌和站拌和用水為0.2 t/m3,根據(jù)拌和站日最大生產(chǎn)量計算日最大拌和用水量為0.2 t/m3×744 m3=148.8 m3。
在項目部打一口深水井,計劃出水量約50 m3/h,同時,接入當(dāng)?shù)刈詠硭芫W(wǎng),進(jìn)水量達(dá)5 m3/h,每天供水量可達(dá)(50 m3/h+5 m3/h)×24 m3=1 320 m3,完全可以滿足拌和站整體(拌和用水、洗石、清洗、供暖)日最大用水需要。
日最大拌和用水量為148.8 m3,拌和站內(nèi)部設(shè)置2個150 m3的蓄水池,在日常保持滿水的狀態(tài)下,可以滿足拌和站1 d的整體用水要求。
3.2.4 生產(chǎn)生活用電
經(jīng)查詢拌和系統(tǒng)的電器說明書,系統(tǒng)采用交流380 V、50 Hz三相四(五)線制供電,每臺HZS180攪拌設(shè)備供電變壓器容量應(yīng)不小于350 kVA。由拌和站用電計算可知,2號拌和站內(nèi)布置1臺800 kVA的變壓器完全滿足要求,另備1臺500 kW的發(fā)電機(jī)。500 kW發(fā)電機(jī)只供應(yīng)單套拌和站應(yīng)急使用。發(fā)電機(jī)采用自帶防雨防塵罩發(fā)電機(jī),防止因停電引發(fā)人身和工程質(zhì)量事故,整個配電區(qū)域使用柵欄封閉,并掛安全警示牌。兩電源使用專用互投開關(guān)切換。
3.2.5 網(wǎng)絡(luò)
網(wǎng)絡(luò)采用2條100 M的光纖,電信和聯(lián)通各一條,電信作為主網(wǎng)絡(luò)使用,聯(lián)通網(wǎng)備用。所有信息化設(shè)施、高清攝像頭等全部聯(lián)網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)匯集至信息化辦公室集中處理數(shù)據(jù)信息。
4 生產(chǎn)能力核算
4.1 拌和站生產(chǎn)能力計算
高峰時期混凝土方量為:
595÷0.8≈743.75 m3<1 848 m3(924×2=1 848 m3)。
每套HZS180型攪拌設(shè)備的實際生產(chǎn)能力簡易計算如下:①投入粗骨料砂、石攪拌5 s,達(dá)到粗骨料初級混合;②投入水泥、粉煤灰與粗骨料混合攪拌5 s,有效避免砂漿結(jié)塊;③投入水、外加劑攪拌120 s,滿載生產(chǎn)攪拌均質(zhì)性混凝土3 m3;④卸料時間10 s;⑤以上時間合計為140 s,所以,3×(3 600/140)=77 m3。
經(jīng)過以上計算可知,每套HZS180型攪拌設(shè)備的實際生產(chǎn)率每小時約為77 m3。拌和站選用1套HZS180型設(shè)備,每小時77 m3混凝土生產(chǎn)量,每天有924 m3以上的實際生產(chǎn)能力(每天平均按12 h計),即743.75 m3<1 848m3(924×2=1 848 m3)。
考慮到施工效率、設(shè)備維修保養(yǎng)和工作強(qiáng)度問題,因此,選擇2臺HZS180型攪拌機(jī)才能滿足最高峰混凝土的供應(yīng)量。
4.2 拌和站的料倉計算
結(jié)合當(dāng)?shù)夭牧瞎?yīng)周期和周邊的道路情況,料倉設(shè)計為保證高峰期5 d粗細(xì)骨料材料供應(yīng),現(xiàn)按照C40混凝土配合比計算,每天生產(chǎn)744 m3混凝土計算,5 d砂石料理論用量為:
5~16碎石用量:346×744/1 500×5=858 m3。
16~25碎石用量:908×744/1 500×5=2 252 m3。
砂用量:678×744/1 500×5=1 681 m3。
設(shè)計砂石料料倉儲備能力:
砂倉儲量:(13+6.5)×3/2×40×2=2 340 m3(按照2個倉計算)。
5~16碎石倉儲量:(13+6.5)×3/2×40×2=2 340 m3(按照2個倉計算)。
16~25碎石倉儲量:(13+6.5)×3/2×40×2=2 340 m3(按照2個倉計算)。
通過計算結(jié)果得出拌和站內(nèi)設(shè)置2個40 m×13 m×3 m的砂倉,2個40 m×13 m×3 m的5~16 mm碎石倉,2個40 m×13 m×
3 m的16~25 mm碎石倉,3個40 m×13 m×3 m的待檢倉滿足每天生產(chǎn)744 m3混凝土、5 d砂石料理論儲量的要求。所以,拌和站內(nèi)需建設(shè)8個上料倉就能滿足規(guī)范和現(xiàn)場使用要求。2號拌和站內(nèi)共建9個料倉。
4.3 拌和站粉罐配置計算
最大單位水泥用量為350 kg/m3,按照2號拌和站日生產(chǎn)最大方量計算水泥罐儲量,即0.350 t/m3×744 m3×4 d=1 041 t。在此需注意,計算公式中4 d包含1 d靜置和3 d等強(qiáng)。
全站設(shè)置有10個200 t的筒倉,計劃每套站使用3個200 t筒倉儲存水泥,共6個水泥罐,水泥儲量為6×200 t=1 200 t>
1 041 t,滿足最大施工量要求。
每套站2個粉煤灰罐按如下配置:使用罐1個,試驗罐1個,即每天保證至少有1個粉煤灰罐處于能夠使用的狀態(tài)。
4.4 混凝土運輸罐車配置計算
混凝土運輸罐車配置根據(jù)2號拌和站每小時最大實際輸出量和最大運輸距離計算,即高峰期實際生產(chǎn)所需罐車數(shù)量為:
(1)
式(1)中:N3為混凝土運輸車所需數(shù)量,臺;QA為拌和站實際生產(chǎn)量,m3/h;V為每臺混凝土運輸車容量,m3;L1為混凝土運輸車往返一次行程,km;S0為混凝土運輸車平均行車速度,取值30 km/h;T1為混凝土運輸車1個運輸周期總停歇時間,包括裝料、卸料、停歇、沖洗等,min。
將相關(guān)數(shù)據(jù)代入式(1)中可得,混凝土運輸車所需數(shù)量
由以上計算結(jié)果可知,高峰期配置16臺10 m?罐車能夠滿足生產(chǎn)需求。
參考文獻(xiàn)
[1]沈陽建筑大學(xué).JGJ 46—2005 施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2005.
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〔編輯:白潔〕