裝配式高位料倉標(biāo)準(zhǔn)化建造及智能管控技術(shù)

王 平，劉國杰，傅重陽，武永珍，張 洋，常 琨

（1.中鐵三局集團(tuán)第五工程有限公司，山西 晉中 030600；2.公路路面施工省技術(shù)創(chuàng)新中心，山西 晉中 030600）

近年來，國家要求把節(jié)約能源作為在國民經(jīng)濟(jì)調(diào)整時(shí)期挖潛、革新、改造的重點(diǎn)來抓，大力開發(fā)和推廣節(jié)能新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備和新材料，加速節(jié)能技術(shù)改造?；炷磷鳛榻ㄖ┕ゎI(lǐng)域最為常見的材料之一，一般由混凝土拌和站集中拌和，混凝土罐車運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)澆筑。目前混凝土拌和站大多采用傳統(tǒng)的地倉模式存儲(chǔ)砂、石料。攪拌混凝土?xí)r，由裝載機(jī)人工上料。地倉模式存儲(chǔ)砂、石料存在以下缺點(diǎn)：①占地面積大，占地面積根據(jù)拌和站產(chǎn)能一般在4 000～6 000m2；②污染嚴(yán)重，卸料、上料等生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的灰塵、揚(yáng)塵嚴(yán)重，需采取鋼結(jié)構(gòu)大棚封閉、灑水降塵等措施；③投入大，運(yùn)營成本高，地面需要硬化30cm 厚C30 砼，砂石料分類存放需設(shè)置隔倉，基于環(huán)保要求需采用鋼結(jié)構(gòu)大棚封閉，日常運(yùn)營需投入裝載機(jī)2 臺(tái)，操作司機(jī)4 人，堆料、上料，勤雜工4 人，清潔環(huán)境。

1 技術(shù)原理

裝配式高位料倉及配套輸送系統(tǒng)主要由智能控制系統(tǒng)、裝配式高位料倉、收料口及皮帶機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成（圖1）。裝配式高位料倉采用混凝土+裝配式鋼結(jié)構(gòu)組合結(jié)構(gòu)，骨料進(jìn)場(chǎng)后倒入受料口，通過上料皮帶機(jī)將骨料輸送至裝配式高位料倉進(jìn)行分倉儲(chǔ)存；骨料使用時(shí)，再通過傳送皮帶從高位料倉中運(yùn)輸至攪拌機(jī)，進(jìn)行骨料的拌和，全程實(shí)現(xiàn)智能化控制。

圖1 高位料倉及智能散料輸送系統(tǒng)組成

如圖2 所示，設(shè)置1 個(gè)受料口，凈尺寸為4 000mm×4 000mm，上鋪鋼格柵避免異物落入，受料口采用鋼板焊接成錐形接斗，可一次受料30m3。材料檢驗(yàn)合格后，可以操作受料口底部接斗弧門打開，借助皮帶機(jī)輸送系統(tǒng)，將骨料輸送到高位料倉中。

圖2 受料口橫、縱剖面結(jié)構(gòu)圖

裝配式高位料倉上料皮帶由1 號(hào)上料斜皮帶、2 號(hào)上料斜皮帶和倒料平皮帶共3 條皮帶組成，骨料通過上料斜皮帶運(yùn)輸至裝配式高位料倉頂部的進(jìn)料皮帶機(jī)（圖3）。進(jìn)料皮帶機(jī)可利用料倉頂部軌道進(jìn)行往返運(yùn)行；使用時(shí)，操作人員利用智能控制系統(tǒng)對(duì)皮帶機(jī)發(fā)出運(yùn)行指令，在骨料運(yùn)輸至指定位置時(shí)，感應(yīng)器發(fā)出信號(hào)，使骨料落入倉內(nèi)（每小時(shí)可上料350t）。

圖3 高位料倉上料皮帶結(jié)構(gòu)圖

2 技術(shù)流程

裝配式高位料倉標(biāo)準(zhǔn)化建造及智能管控施工工藝流程如圖4 所示。新型裝配式高位料倉及智能散料輸送混凝土拌合站生產(chǎn)流程為：①智能識(shí)別骨料種類；②車輛卸料進(jìn)上料倉（倉門關(guān)閉），卸料時(shí)開啟降塵噴霧，卸完后進(jìn)行物料初檢；③初檢后開倉門卸料，通過1#抬頭皮帶機(jī)輸送物料至2#雙向分料皮帶機(jī)，若初檢物料合格，則2#皮帶機(jī)正轉(zhuǎn)，將物料輸送至滾筒洗石機(jī)，若初檢物料不合格，則2#皮帶機(jī)反轉(zhuǎn)，將物料輸送至接料處中轉(zhuǎn)料斗，并用車輛轉(zhuǎn)場(chǎng)；④若輸送物料為碎石，則滾筒洗石機(jī)啟動(dòng)清洗，將清洗后碎石輸送至振動(dòng)脫水篩脫水，廢料則落入殘料斗，通過3#皮帶機(jī)反轉(zhuǎn)，將廢料輸送至沉淀池，若輸送物料為細(xì)砂，則不啟動(dòng)清洗，細(xì)砂直接落入殘料斗，通過3#皮帶機(jī)正轉(zhuǎn)輸送至4#上料斜皮帶機(jī)；⑤清洗后碎石通過振動(dòng)脫水篩脫水，輸送至4#上料斜皮帶機(jī)，殘漿則進(jìn)入殘料斗，通過3#皮帶機(jī)反轉(zhuǎn)（清洗碎石時(shí)，3#皮帶機(jī)正處于反轉(zhuǎn)狀態(tài)），輸送至沉淀池；⑥輸送至4#斜皮帶機(jī)的砂石骨料，通過5#轉(zhuǎn)折皮帶機(jī)及6/7#分料皮帶機(jī)輸送至各儲(chǔ)料倉；⑦儲(chǔ)料倉中部設(shè)取樣口，可實(shí)現(xiàn)骨料上、中、下3 層抽樣檢測(cè)。檢測(cè)合格物料留待使用，不合格物料則通過8/9/10#皮帶機(jī)清理出骨料倉；⑧不合格物料清倉轉(zhuǎn)場(chǎng)。

圖4 高位料倉儲(chǔ)料運(yùn)行流程圖

3 施工工藝

1）骨料初步檢測(cè) 骨料進(jìn)場(chǎng)后先在快速待檢區(qū)暫候，試驗(yàn)人員對(duì)骨料進(jìn)行初步檢測(cè)。

2）骨料卸入受料口 待試驗(yàn)人員對(duì)骨料進(jìn)行初步檢測(cè)合格，自卸車將骨料卸入受料口，碎石經(jīng)斜皮帶運(yùn)輸至滾筒洗石機(jī)后，再經(jīng)過快速烘干設(shè)備傳送至骨料倉分料皮帶機(jī)進(jìn)行骨料分倉。

3）高位料倉及皮帶分料系統(tǒng) ①裝配式高位料倉內(nèi)8 個(gè)骨料倉由料倉頂部設(shè)置的進(jìn)料皮帶機(jī)進(jìn)行供料，料倉底部設(shè)置出料皮帶機(jī)連接攪拌機(jī)的上料皮帶機(jī)，其中碎石倉設(shè)有2 個(gè)下料口，砂子倉設(shè)有4 個(gè)安裝內(nèi)振板的下料口進(jìn)行輔助下料；②整個(gè)皮帶機(jī)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)采用全自動(dòng)化連接控制系統(tǒng)，每個(gè)骨料倉存儲(chǔ)1 個(gè)批次的骨料，待檢驗(yàn)合格后，材料標(biāo)識(shí)牌顯示合格骨料，同時(shí)該倉位顯示綠燈，骨料可用于砼拌和，若骨料不合格，啟動(dòng)骨料倉底部皮帶反轉(zhuǎn)，將不合格骨料經(jīng)皮帶機(jī)運(yùn)送至清料斜皮帶集料斗，最后經(jīng)清料斜皮帶將不合格骨料傳送至自卸車，清理出場(chǎng)。

4 質(zhì)量控制要點(diǎn)

1）進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收 務(wù)必做到每車必檢，合格方可上料進(jìn)倉，不合格堅(jiān)決退貨。因?yàn)榱⑹焦橇蟼}與粉料罐類似，一旦材料進(jìn)入就只能通過混凝土攪拌機(jī)才能卸出，如果有不合格骨料進(jìn)倉，質(zhì)檢員不易判斷倉內(nèi)骨料質(zhì)量及具體數(shù)量，將嚴(yán)重影響質(zhì)檢員對(duì)混凝土質(zhì)量的控制。所以進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收是最關(guān)鍵的一環(huán)。

2）不同品質(zhì)骨料分倉儲(chǔ)存 對(duì)于骨料，特別是機(jī)制砂，必須要進(jìn)行分倉儲(chǔ)存。在幾個(gè)廠家同時(shí)進(jìn)貨時(shí)，應(yīng)按照質(zhì)量相近的材料同倉堆放的原則。由于立式料倉內(nèi)骨料的儲(chǔ)存形態(tài)類似粉料罐從料倉底部卸料，若質(zhì)量差異較大的機(jī)砂進(jìn)入料倉后就會(huì)形成若干層不同質(zhì)量的錐形體，在混凝土生產(chǎn)過程中因機(jī)砂質(zhì)量的波動(dòng)就無法預(yù)見與控制。

5 應(yīng)用效果分析

新型裝配式高位料倉及配套智能散料輸送系統(tǒng)相比傳統(tǒng)料倉可節(jié)約用地4 200m2，上部裝配式鋼結(jié)構(gòu)模板可拆卸后重復(fù)利用，有效降低了資源損耗。采用高位料倉上料、出料可節(jié)約能源為337.3t 標(biāo)煤。按照1t 標(biāo)煤排放二氧化碳為2.66t，減少溫室氣體排放897t。高位料倉和傳統(tǒng)地倉裝載機(jī)上料能耗對(duì)比見表1。

表1 高位料倉和傳統(tǒng)地倉裝載機(jī)上料能耗對(duì)比

6 結(jié)語

通過裝配式高位料倉標(biāo)準(zhǔn)化建造及智能管控技術(shù)的研究與應(yīng)用，創(chuàng)新性采用混凝土+裝配式鋼結(jié)構(gòu)組合高位料倉和智能散料輸送管理系統(tǒng)，有效減少臨時(shí)用地面積，降低材料運(yùn)轉(zhuǎn)過程中損耗，同時(shí)減少了機(jī)械倒運(yùn)骨料產(chǎn)生的揚(yáng)塵和機(jī)械噪音、避免機(jī)械故障引起的油料污染、避免機(jī)械產(chǎn)生的溫室氣體，有效降低材料運(yùn)轉(zhuǎn)過程中損耗，真正達(dá)到“安全、節(jié)約、環(huán)保”為核心的綠色施工技術(shù)。