老撾南立1-2項目砂石系統(tǒng)的設(shè)計與安裝

汪 犍

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川 都江堰 611830)

1 老撾南立1-2項目砂石系統(tǒng)的設(shè)計

南立1-2水電站位于老撾人民民主共和國中部、湄公河左岸一級支流南俄河的支流——南立河上，該工程是以發(fā)電為主的水電水利樞紐工程，工程永久建筑物包括混凝土面板堆石壩、溢洪洞、泄洪(兼導(dǎo)流)洞、引水發(fā)電系統(tǒng)、發(fā)電廠房、南立大橋工程等。

砂石加工系統(tǒng)生產(chǎn)成品骨料的毛料來源為帕登山石料場，該料場的石料除用于系統(tǒng)骨料生產(chǎn)外，還用于大壩的填筑用料，料場巖性為白云巖。

該工程需要混凝土的總量約為269 200 m3，墊層料約為109 500 m3。依據(jù)招標(biāo)文件中提供的工程量清單和技術(shù)規(guī)范要求，混凝土所用成品骨料的粒徑分為：80～40 mm、 40～20 mm、20～5 mm、5～0 mm四種規(guī)格，以及80～0 mm的墊層料。

該工程的毛料來源為開采帕登山石料場，經(jīng)過爆破后將粒徑小于600 mm的毛料裝運(yùn)至砂石加工系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)。為了控制成品骨料中的含泥量，砂石加工系統(tǒng)之成品骨料的生產(chǎn)采用濕法方式。由于是開山爆破的石料，系統(tǒng)生產(chǎn)全部靠破碎來滿足骨料級配的需要，因而砂石加工系統(tǒng)成品骨料生產(chǎn)采用四段破碎、三段篩分濕法閉路循環(huán)方式進(jìn)行。

根據(jù)該工程混凝土月澆筑強(qiáng)度和墊層料的上壩強(qiáng)度要求，砂石系統(tǒng)的生產(chǎn)按每天工作8 h，每月工作25 d進(jìn)行設(shè)計。砂石加工系統(tǒng)設(shè)計毛料的處理能力為450 t/h，成品骨料的生產(chǎn)能力為380 t/h，成品砂的生產(chǎn)能力為160 t/h。

(1)砂石加工系統(tǒng)的工藝流程。

砂石加工系統(tǒng)分為粗碎車間(受料倉、棒條式振動給料機(jī)、顎式破碎機(jī)、半成品料堆)；中、細(xì)碎車間(預(yù)篩分車間、中碎、細(xì)碎、主篩分車間，調(diào)節(jié)料堆)；制砂車間(制砂機(jī)、制砂篩分)。三個車間在生產(chǎn)過程中，既可以同時運(yùn)行，也可以獨(dú)立運(yùn)行。由于白云巖經(jīng)過爆破和破碎后，其骨料粒型中的針片狀含量較高，為了保證所生產(chǎn)出來的成品骨料能滿足水工規(guī)范要求，在進(jìn)行系統(tǒng)的工藝流程設(shè)計時進(jìn)行了重點(diǎn)考慮，其解決方法就是將所有的粗骨料均經(jīng)過B7150制砂機(jī)破碎后再由制砂篩分系統(tǒng)進(jìn)行分級，這樣實(shí)施不僅滿足了人工制砂的要求，同時也達(dá)到了對粗骨料進(jìn)行骨料整型的目的。

(2)供水系統(tǒng)。

砂石加工系統(tǒng)的篩洗用水量為350 t/h。由于老撾的旱季基本上不下雨且旱季的時間長達(dá)5、6個月，為了保證加工系統(tǒng)的正常生產(chǎn)，系統(tǒng)的篩洗用水是通過二級泵站從南立河里抽水至生產(chǎn)水池，再經(jīng)過管路輸送至各篩洗用水點(diǎn)。

(3)排水系統(tǒng)。

為了滿足環(huán)保的要求，砂石加工系統(tǒng)的生產(chǎn)廢水經(jīng)排水溝流入5級沉淀池，經(jīng)過沉淀并達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后再進(jìn)行排放。

(4)砂石骨料加工系統(tǒng)的配電系統(tǒng)。

由于砂石加工系統(tǒng)的設(shè)備總功率為1 820 kW,根據(jù)設(shè)備布置位置和設(shè)備負(fù)荷的分布情況，砂石加工系統(tǒng)共配置了三臺容量分別為630 kVA(1#)、800 kVA(2#)、1 000 kVA(3#)的變壓器。系統(tǒng)設(shè)備的用電由三個電器控制室集中控制。供電范圍：粗碎、中、細(xì)碎、制砂車間和生活營地。

2 主要設(shè)備選型

(1)原 則。

保證砂石加工系統(tǒng)主要設(shè)備運(yùn)行的可靠性，系統(tǒng)破碎設(shè)備采用技術(shù)領(lǐng)先、性能優(yōu)良的先進(jìn)設(shè)備；所選設(shè)備應(yīng)能適應(yīng)工程要求的各級配混凝土變化，能適應(yīng)各種工況的生產(chǎn)。為方便管理及維修，應(yīng)盡量減少機(jī)型的種類；應(yīng)選用性能優(yōu)越、能耗低、操作簡單、工作可靠并且便于拆裝和轉(zhuǎn)運(yùn)的設(shè)備。

(2)粗碎車間。

粗碎車間配置了一臺ZSW600×150重型棒條式振動給料機(jī)，最大給料粒徑為700 mm，其生產(chǎn)能力為450～600 t/h；一臺C100型顎式破碎機(jī)，最大給料粒徑為600 mm。當(dāng)破碎機(jī)的緊邊排礦口設(shè)置為165 mm時，毛料破碎后的排料粒徑均小于280 mm，負(fù)荷系數(shù)為66%，其生產(chǎn)能力大于350 t/h。

(3)預(yù)篩分車間。

預(yù)篩分車間配置了一臺YKR1852型圓振動篩，其生產(chǎn)能力為500～700 t/h，

(4)中碎車間。

中碎車間配置了一臺HP400EC型多缸液壓圓錐破碎機(jī)，最大給料粒徑為300 mm；當(dāng)破碎機(jī)的排礦口設(shè)置為60 mm、負(fù)荷系數(shù)為74%時，其生產(chǎn)能力大于400 t/h。

(5)主篩分車間。

主篩分車間配置了一臺3YKR2460型圓振動篩，其生產(chǎn)能力為400～650 t/h。

(6)細(xì)碎車間。

細(xì)碎車間配置了一臺GP100MF型液壓圓錐破碎機(jī)，主要目的是進(jìn)行骨料的級配調(diào)整。最大給料粒徑為100 mm，當(dāng)破碎機(jī)的排礦口設(shè)置為20 mm，負(fù)荷系數(shù)為66%時，其生產(chǎn)能力大于100 t/h。

(7)制砂車間。

本工程全部采用人工制砂。根據(jù)施工強(qiáng)度的要求，制砂設(shè)備配置了兩臺B7150型立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)，立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)的最大進(jìn)料粒徑為66 mm，經(jīng)過立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)破碎后的半成品骨料中粒徑小于5 mm的料占30%～40%，單臺制砂機(jī)的生產(chǎn)通過能力為350 t/h，負(fù)荷系數(shù)為75%。單臺制砂機(jī)的制砂獲得能力為90 t/h。

(8)制砂篩分。

制砂篩分車間配置了一臺2YKR3060型圓振動篩，其生產(chǎn)能力為550～750 t/h。

(9)螺旋分級設(shè)備。

螺旋分級設(shè)備共配置了三臺FC-15型洗砂機(jī)對成品砂進(jìn)行脫泥、脫水，洗砂機(jī)的單臺生產(chǎn)能力為120 t/h；配置了一臺2WCD914型螺旋洗砂機(jī)對粒徑為80～0 mm的墊層料進(jìn)行脫泥處理，洗石機(jī)的單臺生產(chǎn)能力為150～175 t/h。

(10)皮帶輸送機(jī)。

砂石加工系統(tǒng)的皮帶輸送機(jī)選用 帶 寬B=

1 000 mm，B=800 mm和B=650 mm三種規(guī)格。

3 鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計及制作安裝

3.1 鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計

由于本工程地處國外，為便于運(yùn)輸和減少運(yùn)輸成本，在進(jìn)行本系統(tǒng)設(shè)計時，決定系統(tǒng)所用的皮帶機(jī)排桁架等鋼結(jié)構(gòu)均從國內(nèi)采購相應(yīng)的型鋼在現(xiàn)場進(jìn)行制作和安裝。依據(jù)系統(tǒng)生產(chǎn)的工藝要求，對鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計嚴(yán)格按照“皮帶運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計”規(guī)范和“有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計”規(guī)范進(jìn)行設(shè)計。這就要求現(xiàn)場施工人員從鋼材的選用、鋼構(gòu)件的制作質(zhì)量、鋼結(jié)構(gòu)的焊接技術(shù)、鋼結(jié)構(gòu)的安裝質(zhì)量、鋼結(jié)構(gòu)的防腐措施等方面對鋼結(jié)構(gòu)的制作、安裝施工過程進(jìn)行全面的質(zhì)量控制。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)的制作

在進(jìn)行皮帶機(jī)排桁架等鋼結(jié)構(gòu)制作時，首先在現(xiàn)場搭建了一個能滿足制作要求的鋼構(gòu)架制作平臺，從而保證了所有鋼結(jié)構(gòu)制作的質(zhì)量和精度要求。

在進(jìn)行系統(tǒng)的排架制作時，按施工圖要求放出大樣(1∶1)，根據(jù)放樣的實(shí)際尺寸對各桿件進(jìn)行下料和組對，確認(rèn)其完全符合施工圖的各項要求后，最后焊接成型。

在進(jìn)行系統(tǒng)的桁架制作時，按施工圖的要求放出1∶1的大樣后，以實(shí)際放樣尺寸對各桿件進(jìn)行下料并定位組對成單片，當(dāng)組對完成兩個單片以后立即進(jìn)行主體成型組對，經(jīng)確認(rèn)無誤后最后才能焊接成型。接下來，按已經(jīng)成型的桁架中所構(gòu)成的桿件的尺寸、數(shù)量等統(tǒng)計編號后，按系統(tǒng)對本桁架的總量要求進(jìn)行批量下料和制作。在進(jìn)行批量下料前，下料人員應(yīng)對原材料的尺寸和實(shí)際所需要的尺寸進(jìn)行對比分析，采取長短搭配的原則進(jìn)行下料，最大化地減少浪費(fèi)。

系統(tǒng)的排桁架制造工藝流程：

3.3 鋼結(jié)構(gòu)制作的質(zhì)量控制

(1)對于鋼結(jié)構(gòu)制作的胎架劃線和搭設(shè)尺寸、鋼結(jié)構(gòu)拼裝時的基準(zhǔn)線和定位方式等進(jìn)行嚴(yán)格檢查控制。

(2)鋼結(jié)構(gòu)的拼裝檢查應(yīng)在制作焊接完成后自由狀態(tài)下進(jìn)行，應(yīng)按每榀結(jié)構(gòu)拼裝胎架中節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的距離位置驗(yàn)收結(jié)構(gòu)尺寸。

(3)當(dāng)結(jié)構(gòu)總體裝配好后進(jìn)行焊接時，為了減少結(jié)構(gòu)焊后的彎曲變形，焊接人員必須熟知焊接的先后次序和焊接要求：采用剛性固定法對結(jié)構(gòu)變形加以約束，以盡可能地減小變形；雖然對稱焊接不能完全消除變形，但隨著焊縫的增加，結(jié)構(gòu)剛度逐漸增大，后焊的焊縫引起的變形比先焊的焊縫小；對于不對稱焊縫，應(yīng)先焊焊縫少的一側(cè)，因?yàn)橄群负缚p的變形大，故焊縫少的一側(cè)先焊時產(chǎn)生了較大的變形，然后再用另一側(cè)多的焊縫引起的變形來加以抵消，就可以減少整個結(jié)構(gòu)的變形。應(yīng)及時清除附著在構(gòu)件上的飛濺物。焊接過程中出現(xiàn)飛濺物后，由專人對飛濺物進(jìn)行清除，以確保構(gòu)件表面的清潔美觀。

3.4 鋼結(jié)構(gòu)的安裝

(1)皮帶機(jī)排架的安裝。

排架吊裝就位后立即進(jìn)行地腳螺栓的緊固，在緊固螺栓的同時，要使用墊板和楔鐵調(diào)整好排架的水平度和垂直度，當(dāng)這兩項數(shù)值均達(dá)到要求后，再進(jìn)行加強(qiáng)筋板的焊接加固，防止排架傾倒，在確認(rèn)排架緊固牢靠后方能松鉤。

(2)皮帶機(jī)桁架的安裝。

用兩臺吊車將組合好的皮帶機(jī)桁架吊至排架的安裝位置后，用聯(lián)接螺栓將桁架聯(lián)接在已經(jīng)吊裝就位的排架上，同時使用墊板和楔鐵調(diào)整好桁架的水平度，當(dāng)其滿足安裝要求后再緊固聯(lián)接螺栓。起吊前，兩臺吊車應(yīng)找準(zhǔn)桁架的起吊位置，防止在起吊過程中桁架變形，兩臺吊車應(yīng)聽從相關(guān)人員的指揮，同步平穩(wěn)起吊。皮帶機(jī)的驅(qū)動裝置、頭架、托輥架等較大部件均在地面安裝，輸送帶和其它小部件在鋼結(jié)構(gòu)安裝完成后再進(jìn)行安裝。

(3)破碎設(shè)備和篩分設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)的安裝。

在進(jìn)行破碎和篩分設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)的安裝時，對于較小的鋼結(jié)構(gòu)，直接將其在平地上組裝成型后整體進(jìn)行吊裝；對于較大的則采用分塊進(jìn)行吊裝，然后用聯(lián)接螺栓進(jìn)行聯(lián)接。吊裝時必須使用墊板和楔鐵調(diào)整好整個鋼結(jié)構(gòu)的水平度和垂直度后，再最后緊固聯(lián)接螺栓和地腳螺栓。

4 破碎及篩分設(shè)備的安裝

4.1 破碎設(shè)備的安裝

系統(tǒng)破碎設(shè)備主要由粗碎、中碎和細(xì)碎、制砂四部分組成。粗碎選用C100型顎式破碎機(jī)一臺，中碎選用HP400EC型液壓圓錐破碎機(jī)一臺，細(xì)碎選用GP100MF型液壓圓錐破碎機(jī)一臺，制砂選用B7150型立軸沖擊式破碎機(jī)兩臺，設(shè)備重量分別為21 t、23 t、 6 t和12 t。安裝時采用25 t吊車就位，在吊裝過程中需在設(shè)備廠家專業(yè)人員的指導(dǎo)下進(jìn)行，起吊過程應(yīng)平穩(wěn)緩慢，吊裝就位后用墊板和楔鐵調(diào)整好設(shè)備的水平度，待其滿足設(shè)備的安裝工藝要求后再緊固地腳螺栓。

4.2 篩分樓的安裝

該系統(tǒng)篩分設(shè)置預(yù)篩分、主篩分和制砂篩分樓各一座，分別選用YKR1852圓型振動篩一臺，3YKR2460圓型振動篩一臺和2YKR3060圓型振動篩一臺，重量分別為6 t、15 t和18 t。安裝時采用吊車吊裝就位，在起吊前按篩分機(jī)的安裝傾角準(zhǔn)備不同長度的起吊繩，以保證篩分機(jī)起吊后與它需要安裝在鋼結(jié)構(gòu)支撐體上的傾角基本一致，以便于篩分機(jī)的安裝就位。在設(shè)備安裝過程中，需在專業(yè)人員指導(dǎo)下進(jìn)行，吊裝就位并調(diào)校好鋼基架的水平和傾角后再進(jìn)行篩分機(jī)聯(lián)接螺栓和地腳螺栓的緊固。

5 結(jié) 語

雖然該人工砂石系統(tǒng)建成投產(chǎn)后在工藝流程的設(shè)計、設(shè)備的配置、系統(tǒng)的生產(chǎn)能力方面均滿足工程的施工需要，但在建廠過程中也出現(xiàn)了一些問題值得我們在以后的工作中加以重視和改進(jìn)，如：鋼結(jié)構(gòu)制作中的拼裝控制；焊接過程中的變形控制；地腳螺栓的預(yù)埋控制；鋼結(jié)構(gòu)吊裝過程中的變形控制和安全控制等。