铁路混凝土拌和站规划与建设分析

1工程概况

青连铁路ZQ-5标段北起山东省青岛市李沧区，从青岛北站引出后，于青岛制碱厂附近下穿青荣城际和胶济客专，后并行长顺路北侧，沿胶州湾高速公路至双埠互通立交桥，于青兰高速公路北侧约80m并行通过，至双积路前引入红岛站，出站上跨青兰高速后南侧并行，至营海镇线路走向由东西方向转为南北方向，引入洋河口站。途经青岛市李沧区、城阳区、高新区、胶州市。主要承担青连铁路正线DK20+090～GDK17+515段和改DK25+702.79～DK35+830段工程施工任务，线路长度分别为15.425km和10.127km，合计25.552km。线下主要工程数量有：正线双线特大桥6座21194.5延长米，双线大中桥3座1029.6延长米，涵洞8座，公路桥2座，正线现浇连续梁17联，累计混凝土60余万方。线下设城阳、红岛、胶州混凝土拌和站三处（箱梁预制场有独立的混凝土拌和站）。

2混凝土拌和站规划

2.1混凝土拌和站选址。混凝土拌和站应根据工程规模、分布特点、环境条件、工艺要求、经济运距和施工组织要求等进行选址。拌和站位置尽量远离居民区，地势平坦，地基基础较好的区域[1]。青连铁路ZQ-5标一分部全线长25.5km，被济青高铁分割成两部分，城阳、红岛15.4km，胶州10.1km，其中城阳、红岛15.4km被胶州湾分割成两部分，导致前期全线便道无法贯通，结合标段环境条件和运距要求，全线设置三处混凝土拌和站，最大运距6.1km，可有效避免跨区域运输，经济合理。拌和站场区规划应综合考虑施工生产情况，合理划分拌和作业区、材料计量区、材料存放区、运输车辆存放区及办公生活区[2]。根据拌和站生产能力大小不同，各功能区域占地面积不同，以120型拌和站为例，结合实际使用情况和理论计算，各功能区域占地面积见表1。2.2混凝土拌和站选型。混凝土拌和站选型时，需考虑拌和站的生产能力应满足最大批次混凝土的数量需要。拌和设备应能满足工程结构混凝土连续梁浇筑作业的施工要求，且宜采用双套设备[3]。青连铁路一分部负责60余万方的混凝土生产任务，设三个混凝土拌和站，平均每个拌和站20万方混凝土生产任务，根据工期安排，混凝土集中需求时间大约12个月，平均每天生产约550m3混凝土。考虑混凝土需求不均匀系数，每个拌和站设两台HLS120型拌和机能够满足施工需要。2.3混凝土拌和站主机选择。混凝土拌和站搅拌机的性能应满足在规定的时间内将混凝土物料搅拌成均匀混凝土的要求[4]。混凝土生产宜选用强制式卧轴搅拌机或强制式行星搅拌机[5]。搅拌机瞬时超载能力应大于10%。混凝土搅拌机的生产率可按下式计算[6]：式中：Q-生产率（m3/h）；V1-进料容量（m3）；t1-上料时间（s）；t2-纯搅拌时间（s）；t3-出料时间（s）；Ψ1-出料系数。搅拌机的型式与主参数应符合《混凝土搅拌机》GB/T9142的有关规定[7]；搅拌机应有在停电或其他意外情况下将搅拌机内混凝土卸出的机构；配套主机传动系统的裸露部件应有防护罩和安全检修保护装置；搅拌机的检修盖与启闭电源应有联锁装置，当检修盖打开时，设备应能自动切断电源，且搅拌机应无法启动。2.4混凝土拌和站储料系统选择。混凝土拌和站储料系统应包括骨料储料仓、粉料罐、水池和液体外加剂罐等。各种骨料、水泥掺合料等大型储料仓应设置料位计，其安装位置应便于维修、安全可靠，料位计与物料接触部分应具有耐磨和防冲击性能[8]。储料系统容量应根据从原材料送检至检测合格同意使用期间所生产混凝土总量进行计算。储料系统容量宜为额定生产量的1.25～2.5倍。水泥、掺和料等粉料应采用储料罐形式，粉料仓的有效储量应满足混凝土连续生产要求用量。由于水泥检测周期比较长，正常情况下从水泥进场委托试验至检测合格同意使用，一般需要四天时间，则水泥存储量易按下列公式计算：水泥仓储量=四天混凝土生产量*每方混凝土水泥含量。水泥仓的额定容量与其几何容积的关系可按以下公式计算：Q=K•V式中：Q-水泥仓的额定容量（t）；V-水泥仓的几何容积（m3）；K-调整系数，当Q＞25t时，K可取1.25；当Q≤25t时，K可取1.0。液料存储装置应包括水箱、外加剂箱和地面水池等，水箱容量和外加剂箱容量应满足混凝土连续生产需求。2.5混凝土拌和站供料系统选择。供料系统包括骨料供料设备、粉料供料设备、水及外加剂供料设备。供料设备的输送能力要满足拌和站生产能力的需要。一般骨料采用斜皮带输送机输送，其输送能力不小于骨料小时用量的1.2～1.5倍。水泥、粉煤灰等粉料一般采用螺旋输送机输送，螺旋输送机应根据输送原料的不同单独设置，水泥、掺和料不应共用螺旋输送机，螺旋输送机与配料秤之间应采用柔性密封连接，螺旋输送机与粉料仓之间采用万向节连接。水和液体外加剂采用泵送[9]，供水装置应满足混凝土生产需要的供水压力和供水量要求。2.6混凝土拌和站配料与计量设备选择。混凝土拌和站配料装置应满足混凝土搅拌桩各种配料功能的需要。称量斗的大小应与秤的称量能力相适应[10]。不同原材料选用秤的最大量程、设置数量、配料误差应符合表2。

3混凝土拌和站建设

3.1混凝土拌和站场区建设。混凝土拌和站地面整平压实后，站内主要道路及料仓内采用20cm厚C20混凝土硬化，其他站区采用15cm厚C20混凝土硬化。场区硬化时纵向、横向均设置沉降缝，沉降缝设置间距均为6m，缝内填塞竹胶板。场区设1.5‰排水坡，排水沟设于站区四周及料仓门口处。排水沟内口尺寸为0.5m×0.5m，侧面为12cm厚砖墙，用1.5cm厚砂浆抹面，沟底浇筑10cm厚C20混凝土，沟底混凝土浇筑时注意控制排水沟排水坡度。排水沟穿越道路及围墙时埋设混凝土水管。拌和站围墙采用24cm厚砖墙+栅栏形式，砖墙高0.5m，每3m设0.24m×0.24m×1.5m方柱，方柱间安装栅栏，围墙基础用水泥砖砌筑，尺寸为0.37m×0.25m。砖墙表面用1.5cm厚M10砂浆抹面。料仓围墙采用37cm厚砖墙，料仓围墙高2.5m，每3m设置一处加强墩，加强墩厚37cm，三角形，底宽0.75m，高2.5m。料仓围墙基础用水泥砖砌筑，尺寸为0.5m×0.5m。料仓隔墙采用50cm厚砖墙，隔墙每6m设置一处钢管立柱，钢管立柱外径168mm，壁厚4.5mm，立柱高度9m。钢管立柱基础为C30混凝土基础，尺寸为0.5m×0.5m×0.5m。钢管立柱与砖墙间采用C20混凝土浇筑。基础施工时预埋相应预埋件。钢管立柱与预埋件相连结实，且立柱竖直安设。料仓围墙以上部分及顶部采用桁架结构彩钢瓦棚全封闭，避免阳光直射和雨水侵蚀。活动板房墙身用4cm厚彩钢夹心板、房顶用红色彩钢板搭设，单间尺寸为3.6m×5.5m。板房基础用水泥砖砌筑，尺寸为0.24m×0.25m，室内采用5cm厚C20混凝土硬化、5cm厚M10砂浆抹面。砂石料仓采用彩钢瓦+钢结构进行全封闭[11]。3.2混凝土拌和站临电设置。一般拌和站用电采用地方电力线路上“T”接，根据拌和站所有用电设备计算，设一台630KVa变压器能够满足施工、生活用电需求。为保证混凝土生产连续，设350kW发电机一台。拌和站电力线路全部采用三相五线制，TN-S接零保护系统。采用三级配电两级保护，总配电箱，分配电箱和开关箱，发电机侧设总配电箱，沿线路方向设分配电箱，各用电设备处设开关箱，分配电箱与开关箱之间距离小于30m，开关箱与用电设备之间距离小于3m，分配电箱和开关箱必须装设漏电保护器。用电设备实行“一机一闸一漏一箱”制，杜绝1个开关箱同时控制2台或2台以上用电设备[12]。施工范围内从变压器低压侧到用电设备，包括电缆线路，工作接地电阻不得大于4Ω，供电线路始端、末端必须做重复接地，其电阻值不大于10Ω。3.3混凝土拌和站文明施工设置。为保证拌和站场区内部及周边环境卫生，拌和站门口宜设置车辆清洗设备，供进出车辆清洗；所有水泥罐顶部设除尘装置，减少粉尘污染；场区内设置三级沉淀池，场内所有污水必须经三级沉淀合格后方可排放；拌和站离居民区较近时，拌和站周边围墙设置降噪声装置，减少噪声污染；拌和站内设消防池、消防铲、灭火器等消防设施。3.4混凝土拌和站冬施措施。由于受工期限制，必须进行冬期施工的项目，在拌和站规划建设过程中宜直接将冬施措施一次建设成型。经过理论计算，结合青连铁路冬施情况，拌和站宜设置承压式燃油蒸汽锅炉一台，料仓采用暖气片加热，单个料仓设8组暖气片，可满足温度要求；外加剂房采用电热风配合空调进行加热；拌和楼每层设3组暖气片；拌和用水采用地埋水罐储存，采用蒸汽加热。通过验证，该方法保温、加热效果比较好，满足冬期施工规范相关要求。

4结束语

通过对混凝土拌和站规划、建设的理论研究和实践验证，总结归纳出一套科学、合理、经济、高效的拌和站选型与建设标准，降低施工成本，提高施工效率，为铁路工程建设提供有力保障。

作者:靳玉栋 单位:中铁十四局集团第三工程有限公司