鐵路混凝土拌和站規(guī)劃與建設(shè)研究

靳玉棟

摘要：鐵路混凝土拌和站是鐵路工程建設(shè)中最為重要的大型臨時(shí)工程之一，混凝土拌和站的規(guī)劃與建設(shè)是鐵路臨時(shí)工程建設(shè)的關(guān)鍵工作，混凝土拌和站的選址、選型、機(jī)械配置、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)影響鐵路工程施工全過(guò)程，因此混凝土拌和站的規(guī)劃與建設(shè)至關(guān)重要。青連鐵路ZQ-5標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理部混凝土拌和站規(guī)劃與建設(shè)過(guò)程中，從混凝土拌和站選址、拌和站選型、拌和站主機(jī)選擇、拌和站儲(chǔ)料系統(tǒng)選擇、拌和站供料系統(tǒng)選擇、拌和站配料與計(jì)量設(shè)備選擇、拌和站場(chǎng)區(qū)建設(shè)、拌和站臨時(shí)用電設(shè)置、拌和站文明施工設(shè)置、拌和站冬施措施十個(gè)方面進(jìn)行研究，歸納總結(jié)鐵路混凝土拌和站規(guī)劃與建設(shè)過(guò)程中的相關(guān)參數(shù)，使混凝土拌和站達(dá)到技術(shù)先進(jìn)、布局合理、經(jīng)濟(jì)高效的建設(shè)目的。

Abstract： The railway concrete mixing plant is one of the most important large-scale temporary projects in the railway engineering construction. The planning and construction of the concrete mixing station is the key work of the railway temporary engineering construction. The site selection， selection and mechanical configuration of the concrete mixing station are the key work of the railway temporary engineering construction. The construction standard affects the whole process of railway construction， so the planning and construction of concrete mixing plant is very important. During the planning and construction of concrete mixing plant in ZQ-5 Project Manager Department of Qinglian Railway， the site selection of concrete mixing station， selection of mixing station type， selection of mixing plant mainframe， selection of mixing plant storage system， selection of mixing plant feeding system， and selection of mixing plant feeding system are carried out in the process of planning and construction of concrete mixing plant in Qinglian Railway Project Manager Department. The selection of batching and metering equipment for the mixing plant， the construction of the mixing station site area， the temporary setting of electric power for the mixing plant， the civilized construction of the mixing plant， and the measures for winter application of the mixing station are studied. This paper summarizes the relevant parameters in the planning and construction of railway concrete mixing plant， so that the concrete mixing plant can achieve the goal of advanced technology， reasonable layout and economical and efficient construction.

關(guān)鍵詞：鐵路;混凝土拌和站;規(guī)劃;機(jī)械配置;建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

Key words： railway;concrete mixing stations;planning;mechanical configuration;construction standards

中圖分類號(hào)：TU642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）09-0160-03

1? 工程概況

青連鐵路ZQ-5標(biāo)段北起山東省青島市李滄區(qū)，從青島北站引出后，于青島制堿廠附近下穿青榮城際和膠濟(jì)客專，后并行長(zhǎng)順路北側(cè)，沿膠州灣高速公路至雙埠互通立交橋，于青蘭高速公路北側(cè)約80m并行通過(guò)，至雙積路前引入紅島站，出站上跨青蘭高速后南側(cè)并行，至營(yíng)海鎮(zhèn)線路走向由東西方向轉(zhuǎn)為南北方向，引入洋河口站。途經(jīng)青島市李滄區(qū)、城陽(yáng)區(qū)、高新區(qū)、膠州市。主要承擔(dān)青連鐵路正線DK20+090～GDK17+515段和改DK25+702.79～DK35+830段工程施工任務(wù)，線路長(zhǎng)度分別為15.425km和10.127km，合計(jì)25.552km。線下主要工程數(shù)量有：正線雙線特大橋6座21194.5延長(zhǎng)米，雙線大中橋3座1029.6延長(zhǎng)米，涵洞8座，公路橋2座，正線現(xiàn)澆連續(xù)梁17聯(lián)，累計(jì)混凝土60余萬(wàn)方。線下設(shè)城陽(yáng)、紅島、膠州混凝土拌和站三處（箱梁預(yù)制場(chǎng)有獨(dú)立的混凝土拌和站）。

2? 混凝土拌和站規(guī)劃

2.1 混凝土拌和站選址

混凝土拌和站應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模、分布特點(diǎn)、環(huán)境條件、工藝要求、經(jīng)濟(jì)運(yùn)距和施工組織要求等進(jìn)行選址。拌和站位置盡量遠(yuǎn)離居民區(qū)，地勢(shì)平坦，地基基礎(chǔ)較好的區(qū)域[1]。青連鐵路ZQ-5標(biāo)一分部全線長(zhǎng)25.5km，被濟(jì)青高鐵分割成兩部分，城陽(yáng)、紅島15.4km，膠州10.1km，其中城陽(yáng)、紅島15.4km被膠州灣分割成兩部分，導(dǎo)致前期全線便道無(wú)法貫通，結(jié)合標(biāo)段環(huán)境條件和運(yùn)距要求，全線設(shè)置三處混凝土拌和站，最大運(yùn)距6.1km，可有效避免跨區(qū)域運(yùn)輸，經(jīng)濟(jì)合理。

拌和站場(chǎng)區(qū)規(guī)劃應(yīng)綜合考慮施工生產(chǎn)情況，合理劃分拌和作業(yè)區(qū)、材料計(jì)量區(qū)、材料存放區(qū)、運(yùn)輸車輛存放區(qū)及辦公生活區(qū)[2]。根據(jù)拌和站生產(chǎn)能力大小不同，各功能區(qū)域占地面積不同，以120型拌和站為例，結(jié)合實(shí)際使用情況和理論計(jì)算，各功能區(qū)域占地面積見(jiàn)表1。

2.2 混凝土拌和站選型

混凝土拌和站選型時(shí)，需考慮拌和站的生產(chǎn)能力應(yīng)滿足最大批次混凝土的數(shù)量需要。拌和設(shè)備應(yīng)能滿足工程結(jié)構(gòu)混凝土連續(xù)梁澆筑作業(yè)的施工要求，且宜采用雙套設(shè)備[3]。青連鐵路一分部負(fù)責(zé)60余萬(wàn)方的混凝土生產(chǎn)任務(wù)，設(shè)三個(gè)混凝土拌和站，平均每個(gè)拌和站20萬(wàn)方混凝土生產(chǎn)任務(wù)，根據(jù)工期安排，混凝土集中需求時(shí)間大約12個(gè)月，平均每天生產(chǎn)約550m3混凝土?？紤]混凝土需求不均勻系數(shù)，每個(gè)拌和站設(shè)兩臺(tái)HLS120型拌和機(jī)能夠滿足施工需要。

2.3 混凝土拌和站主機(jī)選擇

混凝土拌和站攪拌機(jī)的性能應(yīng)滿足在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)將混凝土物料攪拌成均勻混凝土的要求[4]?；炷辽a(chǎn)宜選用強(qiáng)制式臥軸攪拌機(jī)或強(qiáng)制式行星攪拌機(jī)[5]。攪拌機(jī)瞬時(shí)超載能力應(yīng)大于10%?；炷翑嚢铏C(jī)的生產(chǎn)率可按下式計(jì)算[6]：

式中：Q-生產(chǎn)率（m3/h）;V1-進(jìn)料容量（m3）;t1-上料時(shí)間（s）;t2-純攪拌時(shí)間（s）;t3-出料時(shí)間（s）; Ψ1-出料系數(shù)。

攪拌機(jī)的型式與主參數(shù)應(yīng)符合《混凝土攪拌機(jī)》GB/T9142的有關(guān)規(guī)定[7];攪拌機(jī)應(yīng)有在停電或其他意外情況下將攪拌機(jī)內(nèi)混凝土卸出的機(jī)構(gòu);配套主機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的裸露部件應(yīng)有防護(hù)罩和安全檢修保護(hù)裝置;攪拌機(jī)的檢修蓋與啟閉電源應(yīng)有聯(lián)鎖裝置，當(dāng)檢修蓋打開(kāi)時(shí)，設(shè)備應(yīng)能自動(dòng)切斷電源，且攪拌機(jī)應(yīng)無(wú)法啟動(dòng)。

2.4 混凝土拌和站儲(chǔ)料系統(tǒng)選擇

混凝土拌和站儲(chǔ)料系統(tǒng)應(yīng)包括骨料儲(chǔ)料倉(cāng)、粉料罐、水池和液體外加劑罐等。各種骨料、水泥摻合料等大型儲(chǔ)料倉(cāng)應(yīng)設(shè)置料位計(jì)，其安裝位置應(yīng)便于維修、安全可靠，料位計(jì)與物料接觸部分應(yīng)具有耐磨和防沖擊性能[8]。

儲(chǔ)料系統(tǒng)容量應(yīng)根據(jù)從原材料送檢至檢測(cè)合格同意使用期間所生產(chǎn)混凝土總量進(jìn)行計(jì)算。儲(chǔ)料系統(tǒng)容量宜為額定生產(chǎn)量的1.25～2.5倍。

水泥、摻和料等粉料應(yīng)采用儲(chǔ)料罐形式，粉料倉(cāng)的有效儲(chǔ)量應(yīng)滿足混凝土連續(xù)生產(chǎn)要求用量。由于水泥檢測(cè)周期比較長(zhǎng)，正常情況下從水泥進(jìn)場(chǎng)委托試驗(yàn)至檢測(cè)合格同意使用，一般需要四天時(shí)間，則水泥存儲(chǔ)量易按下列公式計(jì)算：水泥倉(cāng)儲(chǔ)量=四天混凝土生產(chǎn)量*每方混凝土水泥含量。

水泥倉(cāng)的額定容量與其幾何容積的關(guān)系可按以下公式計(jì)算：Q=K·V

式中：Q-水泥倉(cāng)的額定容量（t）;V-水泥倉(cāng)的幾何容積（m3）;K-調(diào)整系數(shù)，當(dāng)Q>25t時(shí)，K可取1.25;當(dāng)Q≤25t時(shí)，K可取1.0。

液料存儲(chǔ)裝置應(yīng)包括水箱、外加劑箱和地面水池等，水箱容量和外加劑箱容量應(yīng)滿足混凝土連續(xù)生產(chǎn)需求。

2.5 混凝土拌和站供料系統(tǒng)選擇

供料系統(tǒng)包括骨料供料設(shè)備、粉料供料設(shè)備、水及外加劑供料設(shè)備。供料設(shè)備的輸送能力要滿足拌和站生產(chǎn)能力的需要。一般骨料采用斜皮帶輸送機(jī)輸送，其輸送能力不小于骨料小時(shí)用量的1.2～1.5倍。水泥、粉煤灰等粉料一般采用螺旋輸送機(jī)輸送，螺旋輸送機(jī)應(yīng)根據(jù)輸送原料的不同單獨(dú)設(shè)置，水泥、摻和料不應(yīng)共用螺旋輸送機(jī)，螺旋輸送機(jī)與配料秤之間應(yīng)采用柔性密封連接，螺旋輸送機(jī)與粉料倉(cāng)之間采用萬(wàn)向節(jié)連接。水和液體外加劑采用泵送[9]，供水裝置應(yīng)滿足混凝土生產(chǎn)需要的供水壓力和供水量要求。

2.6 混凝土拌和站配料與計(jì)量設(shè)備選擇

混凝土拌和站配料裝置應(yīng)滿足混凝土攪拌樁各種配料功能的需要。稱量斗的大小應(yīng)與秤的稱量能力相適應(yīng)[10]。不同原材料選用秤的最大量程、設(shè)置數(shù)量、配料誤差應(yīng)符合表2。

3? 混凝土拌和站建設(shè)

3.1 混凝土拌和站場(chǎng)區(qū)建設(shè)

混凝土拌和站地面整平壓實(shí)后，站內(nèi)主要道路及料倉(cāng)內(nèi)采用20cm厚C20混凝土硬化，其他站區(qū)采用15cm厚C20混凝土硬化。場(chǎng)區(qū)硬化時(shí)縱向、橫向均設(shè)置沉降縫，沉降縫設(shè)置間距均為6m，縫內(nèi)填塞竹膠板。場(chǎng)區(qū)設(shè)1.5‰排水坡，排水溝設(shè)于站區(qū)四周及料倉(cāng)門口處。排水溝內(nèi)口尺寸為0.5m×0.5m，側(cè)面為12cm厚磚墻，用1.5cm厚砂漿抹面，溝底澆筑10cm厚C20混凝土，溝底混凝土澆筑時(shí)注意控制排水溝排水坡度。排水溝穿越道路及圍墻時(shí)埋設(shè)混凝土水管。

拌和站圍墻采用24cm厚磚墻+柵欄形式，磚墻高0.5m，每3m設(shè)0.24m×0.24m×1.5m方柱，方柱間安裝柵欄，圍墻基礎(chǔ)用水泥磚砌筑，尺寸為0.37m×0.25m。磚墻表面用1.5cm厚M10砂漿抹面。

料倉(cāng)圍墻采用37cm厚磚墻，料倉(cāng)圍墻高2.5m，每3m設(shè)置一處加強(qiáng)墩，加強(qiáng)墩厚37cm，三角形，底寬0.75m，高2.5m。料倉(cāng)圍墻基礎(chǔ)用水泥磚砌筑，尺寸為0.5m×0.5m。料倉(cāng)隔墻采用50cm厚磚墻，隔墻每6m設(shè)置一處鋼管立柱，鋼管立柱外徑168mm，壁厚4.5mm，立柱高度9m。鋼管立柱基礎(chǔ)為C30混凝土基礎(chǔ)，尺寸為0.5m×0.5m×0.5m。鋼管立柱與磚墻間采用C20混凝土澆筑?；A(chǔ)施工時(shí)預(yù)埋相應(yīng)預(yù)埋件。鋼管立柱與預(yù)埋件相連結(jié)實(shí)，且立柱豎直安設(shè)。料倉(cāng)圍墻以上部分及頂部采用桁架結(jié)構(gòu)彩鋼瓦棚全封閉，避免陽(yáng)光直射和雨水侵蝕。