直孔水電站低溫季節(jié)砂石集料的生產(chǎn)

摘要：直孔水電站地處海拔3800m的高寒缺氧的西藏地區(qū)，施工中在低溫季節(jié)混凝土集料生產(chǎn)困難。依靠多年在西藏地區(qū)的施工經(jīng)驗，結(jié)合直孔地區(qū)的氣候特點，采用暖棚、防滑、翻曬及調(diào)整篩分沖洗參數(shù)等措施在低溫季節(jié)進行混凝土集料生產(chǎn)，創(chuàng)造了高寒缺氧地區(qū)低溫季節(jié)進行集料生產(chǎn)的先例?！?/P>

關(guān)鍵字：直孔水電站；高寒缺氧地區(qū)；集料生產(chǎn)；混凝土

1 　工程氣候條件

    直孔水電站工程砂石集料生產(chǎn)系統(tǒng)屬CI標臨建工程，承擔CI標31.5萬m³混凝土澆筑所需集料的生產(chǎn)，混凝土施工從2004年3月開始至2005年底基本結(jié)束。按招標文件要求，該標段砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)除供應(yīng)本標工程混凝土砂石集料外，另需為CII標提供19萬t反濾料(由反濾系統(tǒng)生產(chǎn))和10.85萬t混凝土砂石集料。

    該工程砂石篩分系統(tǒng)建于CI標砂石料場內(nèi)，位于拉薩河直孔水電站壩體上游左側(cè)距壩址約1 km,每年夏季氣候濕潤、溫和，降雨豐沛，冬季寒冷，氣溫較低。每年1、2、3月中旬和11月中旬、12月份(共4個月)為負溫，此時進行砂石料開采及加工生產(chǎn)難度較大，成本較高，故一般情況下在負溫季節(jié)不進行集料生產(chǎn)。

2 　砂石集料生產(chǎn)系統(tǒng)特點

2.1　系統(tǒng)簡介

    直孔水電站混凝土集料篩分系統(tǒng)于2003年5月10日開始施工，9月20日全部完工，整個施工工期130d，整個系統(tǒng)由初篩分、篩分沖洗、成品集料轉(zhuǎn)運三個子系統(tǒng)構(gòu)成，系統(tǒng)于2003年9月22日至2003年9月30日進行試生產(chǎn)，經(jīng)取樣試驗系統(tǒng)生產(chǎn)的成品集料符合行業(yè)質(zhì)量標準，滿足直孔電站混凝土集料要求。系統(tǒng)處理能力按300t/h進行設(shè)計，后在施工過程中將皮帶機運輸速度由1.25m/s提高到1.6m/s，處理能力比原設(shè)計提高約10%，建成后的系統(tǒng)處理能力可達330t/h。

2.2　低溫季節(jié)施工原因及施工特點

    直孔電站集料生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)時段在原設(shè)計時只考慮了正溫季節(jié)進行生產(chǎn)，負溫季節(jié)不進行生產(chǎn)，但由于CII標土石壩填筑工期提前，原計劃于2006年大量供應(yīng)的反濾料(用混凝土成品集料按比例摻和)提前到2004年開始供應(yīng)，導(dǎo)致了2004～2005年集料需用量遠遠超出篩分系統(tǒng)設(shè)計生產(chǎn)能力，為確保集料用量，需在2004年及2005年低溫季節(jié)生產(chǎn)約10萬m³集料。根據(jù)西藏直孔地區(qū)氣候特點，除每年1、2兩個月(嚴寒季節(jié))不進行生產(chǎn)外，其余低溫季節(jié)不停產(chǎn)。

    低溫季節(jié)系統(tǒng)生產(chǎn)所面臨的主要問題和常見故障主要為：(1)集料原料表面粘附泥砂凍結(jié)，很難沖洗干凈；(2)系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)發(fā)脆，受集料沖擊易斷裂；3)輸送皮帶表面粘附薄冰，易打滑，皮帶受凍后變硬易斷裂；(4)電動滾筒易超荷絕緣體被擊穿損壞；(5)排水系統(tǒng)易堵，流水不暢；(6)儲料倉料堆凍結(jié),地弄內(nèi)卸料口下料困難。

3 　低溫季節(jié)集料生產(chǎn)措施及方法

3.1　原料控制措施

3.1.1　料場選擇原則

    料場選用遵循了以下兩條原則： (1)優(yōu)先選用最近的料場以縮短運距，防止毛料在運輸途中凍結(jié)；(2)使用水上料場，盡量避免進行水下開采,以防原料在運輸生產(chǎn)過程中表面結(jié)冰，導(dǎo)致沖洗不凈。　

3.1.2　原料開采及運輸

    原料開采取料時，先將表層凍料清除，取用里層未凍料。在天然料場應(yīng)對原料進行初篩分，將粒徑大于80mm的超徑石剔除，以減少原料對篩分系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)的沖擊力，降低鋼結(jié)構(gòu)受擊斷裂事故，初篩采用移動式簡易蓖條篩隔篩。初篩后的原料呈松散狀態(tài)，孔隙率大，如暴露在空氣中時間過長易凍結(jié)，故堆存量不宜過多，一般是現(xiàn)產(chǎn)現(xiàn)用，當天備料當天用完,當天未用完的原料應(yīng)進行覆蓋保護，利用廢舊材料搭設(shè)保溫棚，防止原料被雨雪打濕凍結(jié)，當棚外氣溫延續(xù)低于-8℃時棚內(nèi)應(yīng)用煤炭(或架設(shè)碘鎢燈具)取暖，以保證棚內(nèi)溫度為正溫。原料運輸時表面進行覆蓋，運至篩分樓進料口時及時卸料，避免長時間等候?！?/P>

3.2　系統(tǒng)運行控制措施

3.2.1 　生產(chǎn)前準備工作

    在低溫季節(jié)，系統(tǒng)運行前的準備工作顯得尤其重要，是系統(tǒng)全天是否能夠正常運行的關(guān)鍵。準備工作主要包括積雪(水或冰)清理、系統(tǒng)檢查、人力運轉(zhuǎn)皮帶機等電動機具及系統(tǒng)預(yù)熱等工作。每天上班的第一件工作是將系統(tǒng)元件上的積雪、積水及冰清除干凈，尤其是皮帶機皮帶表面、電動滾筒、托輥、洗砂機及振動篩等傳動部位的冰雪一定要徹底清理干凈，以防起動時傳動裝置打滑。積雪清理完成后，用人力將每條皮帶機運轉(zhuǎn)1至2 圈，將水泵、洗砂機和振動篩傳動裝置正反向各轉(zhuǎn)動幾圈,直至感覺轉(zhuǎn)動流暢時為止，以防止傳動裝置被“凍死”，造成在電力起動時無法起動而損壞電器設(shè)備和元件，引起系統(tǒng)故障。人力運轉(zhuǎn)正常后，方可進行電力起動，生產(chǎn)前系統(tǒng)應(yīng)空載運行一段時間，對系統(tǒng)各部位進行預(yù)熱，使皮帶機皮帶由“硬脆”狀態(tài)恢復(fù)其韌性，空載運行時間視氣溫情況而定，根據(jù)直孔電站篩分系統(tǒng)冬季運行經(jīng)驗，在外界氣溫為0～-5℃時，系統(tǒng)空載運行時間應(yīng)不少于20min，在外界氣溫為-5～-8℃時，運行時間不于45min，在外界氣溫為-8～-12℃時，運行時間不少于90min,如外界氣溫低于-12℃，此時系統(tǒng)將無法保證正常生產(chǎn)，原料在進入篩分機前表面極易結(jié)塊，無法沖洗干凈且超遜徑嚴重，滿足不了混凝土集料的質(zhì)量要求，故此時停止生產(chǎn)。

3.2.2 　生產(chǎn)過程中應(yīng)注意的問題

    在生產(chǎn)過程中主要注意的問題是預(yù)防和及時迅速地處理皮帶機打滑現(xiàn)象，以防皮帶被集料“壓死”，預(yù)防辦法主要有兩種: ( 1)在每條皮帶機的驅(qū)動裝置部位搭設(shè)暖棚，棚內(nèi)用碘鎢燈或其它暖具升溫，棚內(nèi)溫度保持處于正溫狀態(tài)；( 2)在運行過程中用草把或青稞桿隨時掃除皮帶與滾筒接觸面的附著水和冰雪，防止其表面結(jié)冰。當發(fā)生打滑現(xiàn)象時及時快速處理，處理辦法主要有以下三種: ( 1)在打滑處灑干細砂或工業(yè)鹽并輔以人力使其通過打滑面，通過后立即清除表面附冰或雪，防止下圈通過該處時再次打滑；(2)張緊皮帶增加摩擦力；( 3)減少皮帶上的帶料量，降低皮帶機負重。

3.2.3 　停產(chǎn)后應(yīng)做的工作

    每天系統(tǒng)停產(chǎn)后，特別注意做好以下幾個方面的工作，一是清理系統(tǒng)漏料，以防長時間凍結(jié)形成頑渣，尤其是皮帶機、振動篩和洗砂機等主要設(shè)備上的積料和冰塊應(yīng)徹底清除，對傳動部位等關(guān)健部位用干布擦干并覆蓋；二是疏通排水溝和沉砂池，將其內(nèi)的沉積物挖除，防止凍結(jié)；三是排除水管、泵內(nèi)積水,防止積水在管內(nèi)結(jié)冰造成管路堵塞；四是系好防風扣，防止大風吹翻皮帶。

3.3　質(zhì)量保證措施

    從直孔水電站混凝土集料生產(chǎn)系統(tǒng)低溫季節(jié)集料生產(chǎn)試驗資料看，在進料量、篩洗水壓力及篩網(wǎng)品種均相同的條件下，負溫季節(jié)生產(chǎn)的集料超遜徑與正溫季節(jié)生產(chǎn)的集料基本一致，符合質(zhì)量要求，但出現(xiàn)含泥量超標且成品集料內(nèi)夾有冰渣及凍塊現(xiàn)象，針對此情況，在低溫季節(jié)生產(chǎn)時對系統(tǒng)生產(chǎn)相關(guān)環(huán)節(jié)及有關(guān)參數(shù)進行了幾項調(diào)整，一是降低進料量，將進料量由250～300t/h調(diào)整至200～250t/h，使篩面處理量減少，單位集料用水量相對增加；二是將篩面水壓力由2kg/cm²增加至2.5kg/cm²，加大沖洗力；三是將篩面角度由12°調(diào)整為10°，延長集料在篩面跳動及沖洗時間，使集料表面附著物完全剝落。四是將塑膠篩網(wǎng)改為鋼絲篩網(wǎng)，增大了篩網(wǎng)過水面積，降低了集料內(nèi)含水量，以減少集料中夾冰和凍結(jié)現(xiàn)象。通過以上措施，集料質(zhì)量得到了有效提高，超遜徑、含泥量等參數(shù)均符合規(guī)范要求，滿足直孔電站混凝土集料質(zhì)量要求(見表1) ，但集料中仍夾有少量冰塊及凍塊現(xiàn)象。針對集料夾冰及凍塊現(xiàn)象，也采取了二項應(yīng)對措施，一是在低溫季節(jié)生產(chǎn)的集料不直接用于冬季混凝土澆筑，只作為備料；二是在每年四月份將低溫季節(jié)生產(chǎn)的集料進行翻曬，使集料內(nèi)的夾冰和凍塊融化并適量灑水沖洗后再進行使用。

4 　其他措施

    在氣候特別寒冷的1～2月份，直孔水電站主要篩分系統(tǒng)(樓式篩分系統(tǒng))停產(chǎn)后，又用一套鼠籠篩進行了集料生產(chǎn)試驗，鼠籠篩上部搭設(shè)暖棚，使整個鼠籠篩處于暖棚內(nèi)進行集料生產(chǎn)，試驗結(jié)果表明，除大石含泥量超標外，其余集料均符合質(zhì)量要求，但在集料堆放場貯存的集料表面30～50cm的集料全部凍結(jié)形成硬塊，必須在暖季進行翻曬和灑水沖洗后方可使用。

5 　結(jié)　語

    直孔水電站在負溫季節(jié)進行集料生產(chǎn)的成功探索，對類似工程具有很好的參考意義，在此經(jīng)驗上,類似工程在進行篩分系統(tǒng)設(shè)計時，延長集料生產(chǎn)時間，從而減小系統(tǒng)規(guī)模，降低臨建費投入，但低溫季節(jié)生產(chǎn)成本較高，從本工程的經(jīng)驗數(shù)據(jù)分析，比正溫季節(jié)生產(chǎn)成本約提高20%，因此是否在低溫季節(jié)進行生產(chǎn)，應(yīng)作具體的經(jīng)濟比較，不可盲目采用。