鐵路混凝土拌和站的選址及規(guī)劃研究

羅聯(lián)衍

（中鐵二十四局集團(tuán)福建鐵路建設(shè)有限公司，福建 福州 350000）

1 工程概況

滬渝蓉沿江高鐵武漢至宜昌段位于湖北省境內(nèi)，正線全長(zhǎng)313km，設(shè)漢口（既有）、漢川東、天門北、京山南、鐘祥南、荊門西、當(dāng)陽(yáng)西、宜昌北8 座車站，橋隧占比85%，設(shè)計(jì)車速350km/h。滬渝蓉高速鐵路是《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》（2016 年版）“八縱八橫”高速鐵路客運(yùn)通道中“沿江通道”的重要組成部分。該項(xiàng)目位于滬渝蓉高鐵武宜段WYZQ-6 標(biāo)內(nèi)，設(shè)有4 個(gè)拌和站，4 號(hào)拌和站主要承擔(dān)里程DK262+600—DK269+780 段7.18km 的7 座 橋 梁、2 段 路 基、4 座 隧 道 的 主 體和附屬混凝土供應(yīng)，經(jīng)過(guò)項(xiàng)目部測(cè)算該拌和站混凝土生產(chǎn)總量32 萬(wàn)m3左右，生產(chǎn)的混凝土型號(hào)有C20-C55，最大運(yùn)輸距離為8.2km(見圖1)。

圖1 拌和站平面圖

2 建站選址

2.1 選址原則

拌和站的位置和規(guī)模應(yīng)根據(jù)工程條件、使用范圍、供應(yīng)數(shù)量、供應(yīng)強(qiáng)度、運(yùn)輸條件、使用時(shí)間要求等，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選確定，采用封閉式管理。4 號(hào)拌和站主要承擔(dān)里程DK262+600—DK269+780 段，涉及玉泉村和官道河村兩村，施工區(qū)域主要為山林、灌木、魚塘等，附近沒有農(nóng)田耕地、沒有聚集的村莊房屋，處在中間里程輻射半徑10km 以內(nèi)。選擇的地址一定要規(guī)避不良地質(zhì)災(zāi)害地區(qū)，必要時(shí)尋找有資質(zhì)的評(píng)估單位進(jìn)行地質(zhì)評(píng)估，不得建設(shè)在低洼地帶，以防止山洪[1]。

2.2 運(yùn)輸距離

2.2.1 原材運(yùn)輸距離

以站為中心，對(duì)涉及的原材：水泥、粉煤灰、減水劑及砂石料的供應(yīng)進(jìn)行運(yùn)輸距離的綜合考慮，降低原材的運(yùn)輸距離，減少運(yùn)輸成本。特別是遇到當(dāng)?shù)卦馁|(zhì)量欠佳，數(shù)量不足的情況時(shí)，考慮利用地理優(yōu)勢(shì)的大型鐵路運(yùn)輸樞紐，長(zhǎng)江流域的碼頭等，可以較大地降低原材料運(yùn)輸成本。

2.2.2 混凝土運(yùn)輸距離

根據(jù)混凝土的性能要求，考慮混凝土澆筑的和易性以及混凝土的初凝時(shí)間，混凝土拌和站的建站點(diǎn)與施工工地間距離選擇及施工道路的方便與否尤為重要。原則上距離越近越好，運(yùn)輸距離控制在10km 以內(nèi)，運(yùn)輸時(shí)間控制在45min 以內(nèi)較為理想[2]。

3 拌和站規(guī)劃

拌和站遵循“高標(biāo)準(zhǔn)、布局緊湊”的原則，站內(nèi)共設(shè)置拌和作業(yè)區(qū)、生活辦公區(qū)、信息化集控中心、消防設(shè)施等區(qū)域。

3.1 拌和站大門及進(jìn)出站便道

拌和站設(shè)置大門和企業(yè)logo，大門采用15m 長(zhǎng)的電動(dòng)優(yōu)質(zhì)鋁合金伸縮門，門口設(shè)置崗?fù)ぁ＿M(jìn)出站便道與既有瀝青道路連接，基礎(chǔ)基層采用20cm 卵石墊層，面層采用25cm 厚的C25 混凝土進(jìn)行硬化，在混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%后應(yīng)馬上切縫，切縫深度以混凝土厚度的1/3 為宜，切縫縱向間距為8m 一道。通行道路劃標(biāo)識(shí)標(biāo)線導(dǎo)流。料場(chǎng)路面與便道施工方法相同，并滿足重載車輛通行。

3.2 排水設(shè)計(jì)

場(chǎng)地排水設(shè)施應(yīng)合理設(shè)置，面層排水坡度不應(yīng)小于2%，場(chǎng)地四周及拌和樓應(yīng)設(shè)置排水溝，40cm×60cm；鋼材蓋板：60cm×60cm×2cm（寬×長(zhǎng)×厚），工地結(jié)束蓋板可重復(fù)利用。場(chǎng)地內(nèi)有天然水溝或者既有水溝，應(yīng)做好提前規(guī)劃設(shè)計(jì)水溝遷改，并查詢當(dāng)?shù)貧v史最大降雨量充分考慮水溝的排量，根據(jù)水溝走向設(shè)置排水坡率，以明溝設(shè)計(jì)為準(zhǔn)，水溝混凝土主體厚度不少于20cm。盡量規(guī)避通車道路設(shè)置橫向水溝，不能規(guī)避的在道路路基埋設(shè)直徑50cm 高強(qiáng)度混凝土涵管。拌和站內(nèi)積水通過(guò)排水坡流入規(guī)劃排水溝并匯集于沉淀池沉淀。經(jīng)過(guò)多道沉淀、處理后的污水、廢水，待檢測(cè)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后，才允許排放到既有排水系統(tǒng)[3]。

3.3 拌和站站界圍墻

拌和站四周設(shè)置圍墻，圍墻采用混凝土條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)尺寸30cm×30cm（寬×厚）?；A(chǔ)內(nèi)設(shè)置預(yù)埋件錨固立柱，立柱間距2.5m，立柱之間用PVC 板，PVC 板宣傳施工規(guī)范文件、企業(yè)文化、安全知識(shí)、消防知識(shí)等標(biāo)語(yǔ)。

3.4 水源、電源

拌和站生產(chǎn)用水量較大，施工管段內(nèi)有多處水庫(kù)，通過(guò)對(duì)比方案，采用打井取水方式選擇地下水源，使用于混凝土生產(chǎn)的水源是必須經(jīng)過(guò)有資質(zhì)單位檢測(cè)并符合要求的；生活用水接既有自來(lái)水。電源采用拉電網(wǎng)專線接變壓器。

3.5 作業(yè)區(qū)設(shè)施

為減少或防止灰塵污染空氣，拌和站主樓及水泥罐采用鋼結(jié)構(gòu)彩鋼瓦全封閉建設(shè)。料倉(cāng)場(chǎng)地設(shè)輕型鋼結(jié)構(gòu)彩鋼頂棚，粗細(xì)骨料料倉(cāng)用混凝土墻隔開。所有構(gòu)件均采用人工現(xiàn)場(chǎng)除銹，表面涂刷防銹漆2 遍，調(diào)和漆2 遍。彩鋼棚高度應(yīng)滿足運(yùn)輸車卸料高度。為保證料倉(cāng)內(nèi)空氣質(zhì)量，每單元彩鋼棚頂部安裝排風(fēng)扇并配置自動(dòng)噴淋管進(jìn)行灑水通風(fēng)，保證料倉(cāng)內(nèi)揚(yáng)塵低。

3.6 生活辦公區(qū)設(shè)施

生活區(qū)設(shè)工地試驗(yàn)室、辦公室、會(huì)議室、宿舍、食堂等。生活區(qū)內(nèi)視情況進(jìn)行綠化，覆土種植花、樹，樹木宜選擇以灌木為主，四季常青，適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂颍叩湾e(cuò)落有致的搭配部分花草，以美觀大方為宜，減少?gòu)?fù)耕，節(jié)約成本。

采用拼裝式活動(dòng)板房，搭建不超過(guò)兩層，屋頂排水通暢；板房澆筑40cm×30cm 地梁，預(yù)埋各種管、線再澆筑地板。板房采用阻燃材料，板房顏色為屋頂紅色，房體房門為白色，房間高度不低于2.6m，高度兩層的板房采用鋼管、鋼絲繩固定防臺(tái)風(fēng)。

3.7 信息化集控中心

按照鐵路建設(shè)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)化管理的指導(dǎo)意見文件擬計(jì)劃在拌和站內(nèi)建設(shè)信息化集控中心。在生產(chǎn)過(guò)程管理方面，使用信息化控制管理監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用動(dòng)態(tài)管理的方法，對(duì)過(guò)程進(jìn)行跟蹤觀測(cè)，并將觀測(cè)結(jié)果與計(jì)劃值進(jìn)行比較，若發(fā)現(xiàn)偏差，則進(jìn)行糾偏，做到防患于未然。此中心包括原材料用量動(dòng)態(tài)監(jiān)控、查看任意時(shí)段各種報(bào)警數(shù)據(jù)、配合比設(shè)定、產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)、拌和時(shí)間查詢、誤差分析、短信預(yù)警提醒等功能，全方面實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)管。

3.8 消防設(shè)施

生活區(qū)和生產(chǎn)區(qū)消防設(shè)施按《鐵路建設(shè)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)安全文明標(biāo)志》文件要求執(zhí)行。生活區(qū)和生產(chǎn)區(qū)每40m2不少于1 個(gè)干粉滅火器且落實(shí)責(zé)任人。室外消火栓宜采用直徑DN150 鑄鐵管，拌和站以保護(hù)半徑60m 范圍以內(nèi)設(shè)置消火栓。在拌和區(qū)、過(guò)磅區(qū)、生活區(qū)三處設(shè)置消防柜臺(tái)，內(nèi)置滅火器、沙子、鐵鏟、斧頭、手套等。消防通道設(shè)置指引標(biāo)識(shí)標(biāo)牌。

4 拌和站建設(shè)

4.1 拌和站設(shè)備配置

拌和站配備以下設(shè)備設(shè)施：3 臺(tái)攪拌機(jī)、1 個(gè)拌和樓、2 個(gè) 操 作 間、1 套 自 動(dòng) 計(jì) 量 系 統(tǒng)、12 個(gè) 料 倉(cāng)、9 個(gè) 料斗、3 條 上 料 輸 送 系 統(tǒng)、21 個(gè) 料 罐、1 臺(tái) 地 磅、2 臺(tái) 裝 載機(jī)、1 臺(tái)變壓器、備用1 套柴油發(fā)電機(jī)組、配電柜等。具體設(shè)備配置詳見表1。

表1 拌和站設(shè)備配置表

4.2 混凝土拌和設(shè)備及參數(shù)

4.2.1 混凝土攪拌機(jī)選型

4 號(hào)拌和站擬選用鐵建重工的2 臺(tái)HZS180 型和1臺(tái)HZS120 型混凝土攪拌機(jī)。鐵建重工的設(shè)備均采用自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)，主機(jī)采用雙臥軸強(qiáng)制攪拌，操作間、料倉(cāng)、料斗、上料輸送系統(tǒng)等。其生產(chǎn)線綜合工作性能良好，攪拌質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高，電氣系統(tǒng)配工控機(jī)、打印機(jī)，整套設(shè)備集中控制、集中管理，生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)顯示，信息存儲(chǔ)、自動(dòng)打印、落差自動(dòng)補(bǔ)償、異常情況報(bào)警等功能，適于攪拌高性能混凝土。

4.2.2 罐體選型

初步選定混凝土需加水泥、粉煤灰、礦粉三種粉劑，兩條HZS180 型生產(chǎn)線，一條HZS120 型生產(chǎn)線共配備21 個(gè)罐體。

（1）16 個(gè)水泥罐，總存儲(chǔ)量為：200t×12+100t×4=2800t。

（2）5 個(gè)粉煤灰罐，總存儲(chǔ)量為：200t×4+100t×1=900t。

4.2.3 生產(chǎn)量計(jì)算

拌和站拌和系統(tǒng)由2 臺(tái)HZS180 拌和機(jī)與1 臺(tái)HZS120 拌和機(jī)，3 套傳送設(shè)備和3 套上料設(shè)備組成，每180s(包含進(jìn)料、攪拌、出料整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程)拌制1 盤混凝土，1 臺(tái)HZS180 拌和機(jī)拌制1 盤混凝土理論值為3m3，1 臺(tái)HZS120 拌和機(jī)拌制1 盤混凝土理論值為2m3，則每小時(shí)攪拌混凝土量為：3×3600/180+2×3600/180=100m3；每 天 生 產(chǎn)20 小 時(shí)，3 臺(tái) 日 產(chǎn) 量 可 達(dá)60×20×2+40×20=3200m3，所以，設(shè)計(jì)2 臺(tái)HZS180 型和1 臺(tái)HZS120 型混凝土拌和機(jī)的能保證現(xiàn)場(chǎng)施工混凝土的供應(yīng)。

4.2.4 變壓器選型

根據(jù)選定拌和機(jī)用電量功率要求：1 套混凝土攪拌機(jī)功率200kW，加上拌和站內(nèi)生產(chǎn)區(qū)、生活區(qū)等用電80kW，空損系數(shù)按0.85 估算，項(xiàng)目部擬初步選定1臺(tái)1000kV·A 的變壓器供拌和站生產(chǎn)和生活使用，同時(shí)設(shè)1 臺(tái)300kW 發(fā)電機(jī)作為備用電源。

4.3 料倉(cāng)數(shù)量

根據(jù)生產(chǎn)需要碎石倉(cāng)按照5～10mm、10～20mm、16～31.5mm 三個(gè)級(jí)配，每個(gè)級(jí)配設(shè)置3 個(gè)倉(cāng)，共設(shè)置9 個(gè)配料倉(cāng)，河砂倉(cāng)配置3 個(gè)料倉(cāng)，現(xiàn)場(chǎng)配置12 個(gè)25×8m 配料倉(cāng)，滿足使用及檢測(cè)要求。

4.4 砂石分離機(jī)

沉淀池旁邊設(shè)置一個(gè)單車位振篩式砂石分離機(jī)AM-ZS100 型，長(zhǎng)7.5m、寬3.6m。主要用于混凝土攪拌車的清洗和廢棄混凝土中的砂、石、泥漿的分離、收集再利用，從而達(dá)到節(jié)能環(huán)保效果。

4.5 蓄水池

蓄水池根據(jù)攪拌樓設(shè)計(jì)圖設(shè)置在傳送帶下方，采用下沉封閉式蓄水，在水池頂板設(shè)置兩處60cm×60cm井口并設(shè)井蓋，根據(jù)三臺(tái)攪拌機(jī)生產(chǎn)用水量，設(shè)計(jì)水池尺寸長(zhǎng)12m，寬為8m，深3m，蓄水池頂板面涂上標(biāo)志。

4.6 地磅系統(tǒng)

拌和站在大門口附近設(shè)1 臺(tái)長(zhǎng)16m 承重100t 的地磅，配備公司收料監(jiān)控系統(tǒng)，在地磅一側(cè)設(shè)置取料平臺(tái)；拌和站進(jìn)站口處配備自動(dòng)洗車臺(tái)。

4.7 沉淀池及污水處理系統(tǒng)

設(shè)置1 個(gè)五級(jí)沉淀池，深度為3m，長(zhǎng)度30.8m，五級(jí)沉淀池采用20cm 厚C25 混凝土封底，側(cè)墻、隔墻采用30 磚砌，整體砂漿抹面、收光并做防水處理。水池間槽口40cm×60cm。沉淀池四周設(shè)1.2m 高防護(hù)欄，材質(zhì)選用φ50mm 壁厚7mm 的鋼管并涂上相間的紅白漆，豎桿植入地面0.4m 以上，距沉淀池邊緣大于0.5m 以上，立柱間距小于3m，防護(hù)欄掛設(shè)安全警示標(biāo)志標(biāo)牌。

污水處理系統(tǒng)所有的生產(chǎn)和場(chǎng)地清掃的廢水廢渣全部集中到沉淀池。在對(duì)廢水廢渣進(jìn)行多級(jí)沉淀過(guò)濾凈化后方可排放到道路的排污系統(tǒng)，確保污水經(jīng)過(guò)沉淀凈化后排放，避免對(duì)施工周邊環(huán)境的影響，并定期組織車輛將廢渣運(yùn)輸?shù)綏壴鼒?chǎng)進(jìn)行堆放，避免對(duì)周邊環(huán)境造成污染破壞（見圖2）。

圖2 拌和站鳥瞰圖

5 結(jié)語(yǔ)

鐵路混凝土拌和站的選址是否得當(dāng)，不僅會(huì)影響工期，也會(huì)影響施工效率和工期成本。根據(jù)市場(chǎng)上周期性供料價(jià)格變動(dòng)的情況以及運(yùn)輸距離、路線狀況和混凝土初終凝時(shí)間變化的情況，將根據(jù)選址和在不同時(shí)期的資源配置組合情況來(lái)確定建設(shè)混凝土拌和站，以確保工程需要的實(shí)現(xiàn)。由于建設(shè)大規(guī)?；炷涟韬驼居绊懸蛩剌^多，因此在建設(shè)計(jì)劃中必須經(jīng)過(guò)實(shí)地考察，進(jìn)行多方專家論證，在確保安全的情況下，經(jīng)濟(jì)合理地建設(shè)拌和站，保證項(xiàng)目的施工任務(wù)。