米拉多項目大型球磨機基礎施工質量控制技術

曹建錄

(中國黃金集團內蒙古礦業有限公司，內蒙古 新巴爾虎右旗 021400)

米拉多項目大型球磨機基礎施工質量控制技術

曹建錄

(中國黃金集團內蒙古礦業有限公司，內蒙古 新巴爾虎右旗 021400)

針對中鐵建銅冠投資有限公司厄瓜多爾Ecuacorriente S.A公司(簡稱ECSA)米拉多項目磨礦廠房球磨機基礎在施工過程中的質量控制技術進行了簡要闡述，從方案優選、腳手架搭設、模板選用加固、鋼筋制作安裝、預埋螺栓安裝加固、大體積混凝土澆筑、混凝土降溫養護措施、施工縫留置和處理等方面提出了一些具體的施工質量控制技術。

質量控制； 方案優選； 模板加固； 降溫措施

1 前言

在現代化大型礦山建設項目中，半自磨機、球磨機是礦山工藝流程中重要的核心設備。磨機安裝質量的好壞直接關系到整個流程運行指標，同樣半自磨機、球磨機基礎施工質量是施工項目中的重要環節，磨機基礎一般設計均為大體積混凝土，按設計要求分一次或兩次澆筑完成。厄瓜多爾科里安特公司米拉多項目磨礦廠房球磨機基礎屬于超大體積混凝土，施工難度非常大。如果控制不好，很容易出現混凝土表面裂縫、預埋螺栓位置偏移等致命質量事故，因此如何控制基礎混凝土的施工質量顯得尤為重要。

2 質量控制要點

球磨機基礎施工質量控制要點主要是原材料控制、施工措施控制、鋼筋制安質量控制、模板安裝質量控制、大體積混凝土施工過程控制、預埋螺栓(預埋套筒)安裝質量控制等。每道工序均是球磨機基礎工程施工的關鍵，任何環節出現質量缺陷，都會影響整體基礎的施工質量。這就要求施工單位必須嚴格按照批準的施工方案執行，抓住工程施工各環節的控制要點，有序地開展過程質量控制，確保各個工序有序銜接。中國十五冶金建設集團作為多年從事礦山施工的大型企業，具有豐富的國內外礦山工程施工經驗，建設單位ECSA也充分認識到磨機基礎施工的重要性，提前5個多月就著手球磨機基礎施工的各項準備工作，組織工程管理各方對球磨機基礎專項施工方案進行多次反復討論和研究論證，并針對球磨機基礎施工成立了磨機基礎施工領導小組，對各個環節的質量控制措施提出了詳細要求。

3 控制方法

(1)施工原材料的控制。進場的鋼筋必須有出廠合格證，并在監理、業主的見證下取樣送檢，檢驗合格后方可使用。

(2)模板工程的控制。為保證工程外觀質量，模板選用外觀質量好、彈性強度大的優質模板，保證施工過程動態荷載要求。

(3)混凝土工程控制。編制混凝土專項施工方案，從混凝土澆注過程、降溫、養護等各環節進行質量控制。

(4)螺栓及預埋套筒安裝質量控制。螺栓及預埋套筒安裝固定，采用專用新型固定架進行固定，確保混凝土澆筑過程中標高位置不發生位移偏差。

4 球磨機基礎施工質量控制技術的應用

4.1 工程簡述

厄瓜多爾米拉多銅礦2 000萬t/a采選項目，建設單位是中鐵建銅冠投資有限公司在厄瓜多爾成立的ECSA公司，設計單位為中國恩菲工程技術有限公司，監理單位是江西瑞林建設監理有限公司。 選礦廠磨礦廠房共有2臺φ10.97m×5.4m半自磨機及2臺φ7.9m×13.6m球磨機，是目前南美洲礦山企業處理礦量最大的磨礦設備，設備基礎墊層采用C15混凝土，基礎底板及柱體采用C30混凝土，基礎全部采用HRB400鋼筋。其中半自磨機混凝土總方量2 812m3，基礎總高度17.61m，底板尺寸18.116m(長)×17.6m(寬),基礎底標高-3.5m，預埋螺栓套管30件，預埋螺栓40根，預埋鐵件294塊。球磨機混凝土總方量2 919m3，基礎總高度12.23m，底板尺寸26.84m (長)×17.646m(寬),基礎底標高-3.0m,預埋螺栓套管52件，預埋螺栓48根，預埋鐵件150塊。

施工難點：基礎高度大，配筋量小，保證模板垂直度、整體剛度難度大；基礎混凝土量大，混凝土水化熱控制難度大；預埋件、預埋螺栓、預留孔數量多，且預埋螺栓套筒體積大、重量大，保證設計要求預埋精度難度大；基礎頂面平臺數量多，保證平臺平面尺寸、標高、軸線準確度難度大。

4.2 方案優選

根據設計要求，半自磨機、球磨機基礎混凝土要求一次澆筑完成，但根據現場資源條件及施工難度，一次澆筑存在很多安全質量風險，采取措施后也可按底板、上部柱體兩次澆筑，兩種方案優選對比如下。

4.2.1 一次澆筑方案分析

(1)一次澆筑優點: 不留施工縫，不需要增加層間插筋。

(2)缺點: 基礎柱體模板支設、加固困難，需搭設底撐，下端5m高需采用型鋼加固；因內腳手架高，僅靠底部100mm厚墊層做支撐面較薄弱，為保證整體剛度及穩定性，需設大量型鋼框架加固；一次澆筑混凝土方量大，水化熱控制難度大，底板需增設一層循環冷卻水管；內外腳手架、基礎柱體模板無可靠支撐點，腳手架及模板變形風險增大；一次澆筑，按2臺泵車計算，作業時間長達40h，很難保證澆筑設備中途不損壞，同時底板混凝土未完全凝固，在澆筑上部混凝土時存在混凝土流動帶動模板變形及預埋件偏移的風險。

4.2.2 兩次澆筑方案分析

(1)兩次澆筑優點:基礎底板澆筑后，可形成柱體施工平臺，作為上部腳手架搭設、模板支設的支撐面，降低施工控制難度，為保證質量提供有利條件；可減少混凝土連續澆筑量，適當降低混凝土水化熱控制難度，降低澆筑設備損壞概率，從而保證混凝土施工質量；兩次澆筑不需設吊模，大大減小模板、腳手架施工難度，更好地確保預埋件施工精度，從而保證設備安裝質量；兩次澆筑施工難度可大為降低，施工措施較少，施工成本相對較低。

(2)兩次澆筑缺點: 在底板以上300mm處形成一道施工縫，在初凝后及下次澆筑前需處理；增加施工縫范圍內豎向預留插筋，底板內增加拉固鋼筋網。

根據以上分析，將兩種方案經過多次對比討論，最終經過中國恩菲工程技術有限公司設計核算同意，選擇兩次澆筑作為半自磨機、球磨機基礎混凝土施工方案。

4.3 質量控制技術要點(以球磨機基礎為例)

4.3.1 磨機基礎鋼筋工程施工

鋼筋的配料：要嚴格依據圖樣要求，確保規格、彎鉤長度、搭接長度、位置及保護層的厚度準確，并要考慮有利于加工安裝，配料時還要考慮施工需要的附加鋼筋，對于特殊形狀的鋼筋現場放樣配料，每種型號鋼筋配完后進行編號，標識出使用部位、尺寸、規格，并分別堆放，防止綁扎時混亂、誤用。

鋼筋安裝：底板鋼筋要求鋼筋交叉點必須每點綁扎，綁扎應牢固，順口應交錯變換方向，保證鋼筋不移位。為控制基礎底板上層鋼筋的位置，在上下層鋼筋網間設置支撐馬鐙筋，間距按梅花形布置，縱橫向間距1m。底板鋼筋荷載大，墊塊采用同基礎混凝土標號相同的水泥砂漿墊塊，間距800mm。

4.3.2 磨機基礎預埋套管及螺栓的安裝

預埋螺栓套管安裝前先制作安裝平臺和固定架，安裝平臺和固定架與埋件支撐架焊接牢固，然后在安裝平臺上彈出“十字”線。同時在套筒底鋼板和螺栓筒頂進行分中標識。安裝螺栓套管時先將套筒放入固定架中，并根據平臺上的中心線和套筒底板上的中心線進行初步就位，然后在固定架上口拉好標準線，根據上、下中心線和標高對螺栓套管中心線、標高進行精確調整，調整時采用鐵片進行臨時固定，調整完后，采用鋼筋和型鋼將螺栓套管與固定架焊接固定。螺栓套管端口采用泡沫板封堵牢，且螺栓套管導砂管管口要緊貼模板。

預埋螺栓安裝采用鋼筋或型鋼支撐架固定。安裝前對螺桿中心線、標高精確測量，并在模板上標識，然后根據標識拉上標準線。根據標準線安放螺桿和支撐架，調中對齊后將螺桿、支撐架焊接牢固。對于相鄰的多個螺栓，可先將螺栓用鋼板或型鋼組裝成螺栓組，然后安裝。

4.3.3 磨機基礎模板工程施工

(1)模板選用。基礎底板采用組合鋼模板施工，基礎主體采用面板厚度18mm、彈性模量6 000N/mm2的木膠合板。

(2)模板安裝加固。底板部分采用φ48鋼架管和斜撐加固，主體部分采用50mm×100mm木方、φ48鋼架管加固。模板背楞間距300mm，鋼架管布置間距500mm，模板拐角處鋼架管用扣件鎖緊并增設防滑扣。考慮混凝土在澆筑時處于流動狀態，對模板產生非常大的側壓力，模板加固采用內腳手架與外雙排腳手架雙向支撐加固，由于基礎高度較大，為不發生漲模現象，設對拉螺栓對模板進行補強加固，采用圓鋼φ12加工制作，對拉鋼筋縱向間距為400mm，橫向間距600mm進行布置。

4.3.4 磨機基礎大體積混凝土施工

(1)施工前準備。磨機基礎主體部分混凝土澆筑量為2 209m3，屬超大體積混凝土。混凝土采用商品泵送混凝土，在澆筑前根據專項施工方案向所有施工人員進行技術交底，同時檢查機具、材料準備情況，保證水電供應到位，檢查模板、鋼筋、預留洞等的預檢和隱蔽項目。檢查安全設施、勞動力配備是否妥當，能否滿足澆筑速度的要求。采用2臺泵車同時澆筑，混凝土澆筑速度約80m3/h，連續有效澆筑時間約28h，配置8m3混凝土運輸罐車8臺。

(2)混凝土澆筑。采用全面分層澆筑法，澆筑混凝土先從短邊開始，沿長邊方向進行澆筑，下料采用φ160mm雙壁波紋管做串筒，操作人員由上部預留孔從內部滿堂腳手架下到底部移動作業平臺作業，在逐層澆筑過程中，上層混凝土要在下層混凝土初凝前澆筑完畢，每層澆筑厚度為30～40cm。在澆筑過程中，應控制混凝土振搗的均勻性和密實性。

(3)大體積混凝土養護采用“內降外蓄”的方法進行養護，避免混凝土產生大的溫度裂縫。施工單位在專項方案中制定了冷卻降溫措施，內部降溫采用循環冷卻水方式，在混凝土澆筑前埋設循環水管，采用φ42×2.5鋼管作為冷卻水管，層距1.2m，共11層，水平間距約1.0～1.4m，每層設置一個出水口、一個進水口，鋼管之間連接采用焊接，用內部腳手架做支撐，出水口及入水口采用閥門控制流量。澆筑后通循環冷水，帶走混凝土中水化熱量，達到降低混凝土內部溫度的目的。澆筑完畢，在外部用土工布覆蓋，外加澆熱水方式進行蓄熱(可利用循環水管排出的熱水)，達到提高混凝土表面溫度的目的。

(4)大體積混凝測溫控制。采用預埋測溫導線及溫度傳感器，DJC- 2型測溫器測量混凝土溫度。①測溫導線及溫度傳感器埋設在基礎柱體內，布設7組測溫點，沿混凝土澆筑體厚度方向，每組測溫點按上、中、下分別埋設3組測溫探頭。埋設時豎向設3根導線，利用基礎內滿堂腳手架立桿作為導線支撐，用小木方綁在鋼管上做保護隔離，然后安裝測溫元件，3個傳感器的安裝高度分別為：澆筑最低面以上100mm，柱體高度中心，基礎表面以下100mm。②溫度監測：前7d按照每間隔2h記錄一次，7d后根據混凝土實際溫度差值每4h記錄1次，連續進行測溫記錄時間不少于14d，測溫記錄交項目總工審閱，發現局部或整體溫度升高，及時進行人工調整循環水流速或調整基礎面的養護材料，使混凝土基礎中心溫度與外界溫度的差值不大于25℃。③冷卻水管處理：混凝土養護完成后，采用水泥砂漿對冷卻水管進行灌漿處理。

4.3.5 施工縫留置和處理

球磨機、半自磨基礎按底板和上段基礎分兩次施工，為保證基礎抗扭剪強度，對施工縫采取如下構造措施。

(1)第一次混凝土澆筑至底板以上300mm，使施工縫避開磨機基礎上下結合處最大應力部位。

(2)在施工縫范圍內豎向滿面埋設2m長的φ25鋼筋，鋼筋梅花形布置，間距為600mm，上下層各錨固1m；同時按上、中、下設置3層φ14水平鋼筋網，鋼筋橫向間距600mm，縱向間距300mm。

(3)混凝土初凝后將接縫處混凝土表面浮漿鑿除，露出混凝土中粗骨料。

(4)澆筑上層混凝土前，在接縫處下層混凝土表面涂刷一層素水泥漿。

5 施工效果

(1)經過施工單位、監理及業主幾方努力，對球磨機基礎施工進行了嚴格的過程控制，因而順利地實現了磨機基礎澆筑計劃，目前，厄瓜多爾科里安特公司米拉多項目磨礦廠房4臺磨機基礎施工，通過精心組織，運用嚴密的質量控制措施，3臺基礎已順利完工，第四臺基礎正在按計劃施工，磨機基礎的順利澆筑，為設備安裝爭取了寶貴的時間，為整個項目按計劃完工邁出堅實的一歩。

(2)磨機基礎混凝土施工，通過對腳手架、模板精確設計，對預埋套管、預埋螺栓位置的精準控制，有規律布置對拉螺栓，規范混凝土施工工藝，保證結構混凝土澆筑完成后，達到表面平整光滑，顏色一致均勻、無質量缺陷，保證了磨機基礎施工質量，達到了預期質量控制的目的。

6 結語

大型磨機基礎施工質量控制技術是一項非常復雜的施工技術，需要各方人員在施工中精心組織，嚴密施工。施工過程中通過對各環節施工質量進行有效控制，最終達到了很好的效果，值得在今后類似的大體積混凝土施工中推廣。

[1] GB 50204-2015，混凝土結構工程施工質量驗收規范[S].

[2] GB 50496-2009，大體積混凝土施工規范[S].

[3] JGJ/T10-2011，混凝土泵送施工技術規程[S].

Quality control techniques of ball mill foundation construction of Mirador project

The quality control techniques in the construction of ball mill foundation of Mirador mine in Ecuador was introduced. Some specific measures, such as scheme optimization, scaffold erection, formwork selection and reinforcement, reinforcing bar fabrication and installation, embedded blots installation and reinforcement, large volume concrete spouting, concrete cooling and curing, construction joint setting and treatment, were put forward.

quality control; scheme optimization; formwork reinforcement; cooling measures

TU476

B

2017-07-12

曹建錄(1968-)，男，山西陽高人，工程師，從事建筑施工管理工作。