大壩砂石料加工系統(tǒng)設(shè)備安裝技術(shù)

任軍

（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南 長沙 410000）

0 引言

某水電站工程由心墻式堆石壩、左岸泄洪隧洞、右岸泄洪隧洞、左岸地下引水發(fā)電裝置和導(dǎo)流洞等組成。該水電站壩體采用心墻堆石壩，心墻為礫質(zhì)土，兩側(cè)是反濾層。

大壩砂石料、反濾料加工系統(tǒng)分布在臨近施工現(xiàn)場的某公路兩側(cè)。在制備完反濾料后可以直接送到大壩現(xiàn)場，而砂石料需要先運到砂石土料場摻入粘土再運送到大壩現(xiàn)場。原材料以及半成品、成品 分別通過破碎、篩分和料倉等車間，通過膠帶運輸設(shè)備實現(xiàn)整個運輸過程。大壩的砂石料與反濾料加工系統(tǒng)主要包括污水處理系統(tǒng)、破碎車間、篩分車間及料倉等部分[1]。其中，破碎車間包括粗碎、中碎和I、II 反濾料破碎車間，篩分車間包括第1、第2 和第3 篩分車間，料倉包括調(diào)節(jié)料倉、半成品料倉、成品料倉、摻礫石料倉以及I、II 反濾料倉、棄料堆等，污水處理體系主要包括調(diào)節(jié)水池和泥污干化池等[2]。

1 加工系統(tǒng)的設(shè)備選型

1.1 粗碎設(shè)備的選型

1.1.1 旋回式破碎機

旋回式破碎機的運作機理為：在設(shè)備殼體的內(nèi)錐腔內(nèi)，通過破碎錐的回旋轉(zhuǎn)動，使石料遭受劈裂、彎折、壓擠而發(fā)生破碎，該設(shè)備是大型破碎裝置，能夠粗碎各類硬度的巖石和礦石。在主軸上裝設(shè)破碎錐，上部支承在橫梁中間的襯套上，下部支承在軸套偏心孔內(nèi)。通過軸套轉(zhuǎn)動，會使破碎錐以設(shè)備中心線作為轉(zhuǎn)動軸發(fā)生偏心回旋轉(zhuǎn)動。旋回破碎機破碎過程是連續(xù)的，所以與顎式破碎機相比會更高效。因旋回破碎機的自身重量和體積都相對較大，不易于安裝，同時對基礎(chǔ)工程有較高要求，因此，在砂石料較小且需選用連續(xù)式破碎機時可選擇旋回破碎機[3]。

1.1.2 顎式破碎機

與其他類型的破碎機相比，顎式破碎機具有更廣泛的運用，其具有磨損低、結(jié)構(gòu)簡易、安裝與維護方便等優(yōu)點，同時具有較高的經(jīng)濟性，在項目施工中較為常用。按照進口料尺寸情況，該破碎機可被分成小、中、大三種形式，小型破碎機進料口的寬度通常低于300 mm，中型破碎機進料口的寬度為300~600 mm，大型破碎機進料口的寬度高于600 mm。該破碎機通過兩顎板工作，在運行時，運動式顎板將相對于固定式顎板進行往復(fù)周期運動，兩顎板在分離后石料可進到破碎腔，成品由下端送出；兩顎板在靠近過程中中間的石料因劈裂、彎曲、擠壓而發(fā)生破碎。顎式破碎機是通過擠壓來破碎石塊的，因此骨料會含有針片狀[4-5]。

1.1.3 其他破碎設(shè)備

根據(jù)物料特性也可在粗碎車間中選用反擊式破碎機，此裝置是利用沖擊力進行石料碎裂的，其工作機理為：當(dāng)石料被送進板錘破碎區(qū)之后，板錘將對石料開展高速的沖擊，石料在破碎后將被不斷拋向安裝于轉(zhuǎn)子上部的反擊設(shè)備，然后被襯板反擊回到板錘破碎區(qū)，進而重復(fù)沖擊過程，這樣反復(fù)作用直至物料破碎到工程所需粒度之后，由設(shè)備下部被送出[6]。

1.2 中、細碎設(shè)備的選型

1.2.1 圓錐破碎機

圓錐破碎機運作機理為：在破碎機的內(nèi)腔中，通過定錐與旋轉(zhuǎn)錐體間的壓擠作用，從而使石料在進到兩錐體之間后因受擠壓而發(fā)生破碎，之后通過排料口送出。在運行時，若是由于某種因素造成設(shè)備超載等問題，或存在不可碎裂異常物料經(jīng)過設(shè)備內(nèi)腔時，破碎機彈簧系統(tǒng)將開啟保險措施，提高排礦口尺寸以排出異常物料，之后排礦口將自行復(fù)位并繼續(xù)開始運作[7]。

1.2.2 反擊式破碎機

在電動機帶動之下，使得反擊式破碎機的轉(zhuǎn)子進入高速轉(zhuǎn)動狀態(tài)，在石料送進板錘破碎區(qū)后，會碰撞到轉(zhuǎn)子板錘而發(fā)生碎裂，之后再次被拋送到反擊設(shè)備再彈回板錘破碎區(qū)而進行重復(fù)破碎，直到石料的粒度滿足工程需要后由排料口送出。

1.2.3 立式?jīng)_擊式破碎機

一般來說，在制砂或整形等車間選擇立式?jīng)_擊式破碎機會相對較多，通?？煞殖蓛煞N類型，即石打鐵或石打石。破碎機把送進腔內(nèi)的石料通過作用使其高速運轉(zhuǎn)，并甩向周圍，在撞擊到自由落下的物料（即石打石）或撞到襯板（即石打鐵）后實現(xiàn)破碎過程。

1.2.4 棒磨機設(shè)備

棒磨機與球磨機有相同的運作機理，在制備細骨料時可選用。由于它的體積大，從而也增加了耗能，再由于立沖型破碎機和高速立沖型破碎機不斷發(fā)展，使得該設(shè)備在近些年以來的施工中被較少采用。然而相對來說，通過棒磨機來制備砂能夠有效確保砂子質(zhì)量，同時也能夠根據(jù)工程需求對按棒量、給料量等進行調(diào)節(jié)，以制備出可滿足不同需求的砂料[8]。

1.2.5 篩分裝置

篩分裝置主要是為了滿足施工中對不同粒徑砂料的要求而采用的一種設(shè)備，主要通過篩體振動來實現(xiàn)篩分功能。當(dāng)前，通常選用的篩分裝置有圓振篩等，并且在近些年引入了高頻振動篩，同時我國的一些公司也已開展了高頻篩研究，并已投入市場應(yīng)用。

2 大壩砂石料加工系統(tǒng)設(shè)備的安裝技術(shù)

2.1 技術(shù)準備工作

在該水電站大壩工程砂石料加工系統(tǒng)設(shè)備安裝前，配備了高帶速皮帶機，設(shè)立27 m 高鋼立柱和32 m 跨度鋼桁架。在施工之前，對技術(shù)人員開展關(guān)于確保安裝精度、保障高空作業(yè)與吊裝安全等事項的培訓(xùn)工作，確保全部技術(shù)人員都能掌握安裝技術(shù)要領(lǐng)，提高安裝技能，保證施工安全，為安裝工程的有序展開提供條件。

2.2 安裝需用裝置和器具

安裝時所需設(shè)備主要是吊裝裝置，按照起吊的高度、起重量及吊裝半徑進行選擇，并考慮強度條件，選配了兩臺50t 汽車吊和1 臺40t 汽車吊。同時還分別配備1 臺全站儀和1 臺水準儀，并配備兩臺載重運輸車，1 臺平板車，三套氧—乙炔氣割設(shè)備，兩臺2.5 t 手拉葫蘆等。在應(yīng)用測量設(shè)備前還對其精度實施了校驗。

2.3 確定安裝順序

加工系統(tǒng)排布緊密，且金屬構(gòu)件與設(shè)備間常常存在交叉等情況，因此，在安裝前需認真考慮各方面因素影響，以防止在安裝時受到干擾，同時也應(yīng)結(jié)合吊車的工作半徑，防止影響后安裝的部位。該加工系統(tǒng)設(shè)備安裝的順序應(yīng)遵照原則包括：通常情況要按先裝設(shè)備、后裝皮帶機次序開展；篩分車間裝置和金屬構(gòu)件的裝配限制因素較多，且皮帶機應(yīng)在安裝設(shè)備后再安裝，設(shè)備和皮帶機安裝都應(yīng)采取后退法；其他位置的皮帶機與設(shè)備安裝可按平行作業(yè)法同時進行；金屬構(gòu)件與設(shè)備都應(yīng)按從下到上，從內(nèi)到外的次序進行安裝[9]。

2.4 地基和預(yù)埋件的檢測驗收

大壩砂石料加工系統(tǒng)設(shè)備運行中會產(chǎn)生較大振動，所以基礎(chǔ)應(yīng)符合抗震需要，存在缺陷的地基應(yīng)及時進行修復(fù)?；A(chǔ)的驗收過程包含測定基礎(chǔ)頂面標高與軸線部位等。預(yù)埋件驗收主要有對安裝部位、高度、平面度、尺寸、數(shù)量等的檢驗。在基礎(chǔ)復(fù)測中若偏差超過限制要求，可通過焊接鋼板和原有預(yù)埋件相連，墊高、增寬預(yù)埋板，調(diào)節(jié)水平度、高度與裝設(shè)中心；基礎(chǔ)對穿螺栓孔部位存在偏差，應(yīng)通過擴孔進行修復(fù)。在偏差修復(fù)時如果存在困難，則可相應(yīng)調(diào)節(jié)和基礎(chǔ)相連處的機座或鋼結(jié)構(gòu)。在完成基礎(chǔ)驗收后才可以開展設(shè)備及其他結(jié)構(gòu)的裝設(shè)[10]。

2.5 金屬結(jié)構(gòu)裝設(shè)

該項目中設(shè)備安裝在7~9 月完成，正處在多雨高溫環(huán)境下，對安裝施工產(chǎn)生了極大影響。為提高施工速度，選擇擴大單元方法開展安裝：安裝之前先對多個單元結(jié)構(gòu)進行裝配，在起吊工作半徑內(nèi)盡可能擴增單元拼裝，降低結(jié)構(gòu)的空中拼接。使高空作業(yè)盡可能轉(zhuǎn)移到地上，以有效處理高空拼接操作困難、構(gòu)件焊接質(zhì)量難以控制等問題。同時該法也有效降低了高空操作耗時較長的情況，并使得高空操作在風(fēng)、雨等惡劣環(huán)境下出于安全考慮而停工的現(xiàn)象得以避免。該項目的系統(tǒng)桁架、立柱都在安裝部位周圍先對單元構(gòu)件進行了擴增。

系統(tǒng)立柱的最高長度都不超過36 m，可1 次完成起吊。先通過50 t 汽車吊使立柱被豎直起吊，并慢慢的把它放在基礎(chǔ)表面的預(yù)埋板上。接著通過千斤頂、手拉葫蘆等器件調(diào)節(jié)，保證立柱的垂直度符合標準與設(shè)計需要。然后對預(yù)埋板和立柱進行焊接，并復(fù)測焊后立柱垂直度。在立柱實現(xiàn)焊接加固后方可開展桁架的裝設(shè)工作。裝設(shè)桁架關(guān)鍵在于控制桁架的水平度與直線度，以確保后續(xù)安裝時皮帶機托滾架可處于同一直線與平面上，以保障皮帶工作時不發(fā)生偏離[11]。

2.6 設(shè)備安裝

由于此加工系統(tǒng)設(shè)備自量與體型都較大，且比較精密，所以在安裝時應(yīng)注意：在運輸設(shè)備時，應(yīng)保證綁捆牢靠，并注重運送安全；在安裝中，在調(diào)節(jié)裝置機座表面的水平度時，應(yīng)保證起吊過程的平穩(wěn)性，避免碰撞引起設(shè)備出現(xiàn)損害；除了顎式破碎機重41 t、圓錐破碎機重35 t，應(yīng)分成許多部分進行安裝以外，其它的設(shè)備都應(yīng)整機裝設(shè)；中、細碎設(shè)備的機座都有橡膠墊，在安裝中應(yīng)防止高溫起火或電焊燒傷。

3 結(jié)論

綜上所述，大壩砂石料加工系統(tǒng)設(shè)備在安裝前必須做好技術(shù)交底、配備起吊設(shè)備以及基礎(chǔ)復(fù)測等，保證安裝程序的密切銜接。通過完善安裝方式，尤其是選擇整臺吊裝和擴大單元等方法，有效解決了安裝過程中惡劣環(huán)境造成的影響，使高空操作盡可能轉(zhuǎn)移到地面，提升了效率，確保了施工質(zhì)量與安全性，從而為大壩的混凝土澆筑工作提供了穩(wěn)定的用料供給設(shè)施。