老撾南立1-2項目砂石系統的設計與安裝

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項目砂石系統的設計

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(兼導流)洞、引水發電系統、發電廠房、南立大橋工程等。

砂石加工系統生產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骨料生產外，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。依據招標文件中提供的工程量清單和技術規范要求，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，經過爆破后將粒徑小于600 mm的毛料裝運至砂石加工系統進行生產。為了控制成品骨料中的含泥量，砂石加工系統之成品骨料的生產采用濕法方式。由于是開山爆破的石料，系統生產全部靠破碎來滿足骨料級配的需要，因而砂石加工系統成品骨料生產采用四段破碎、三段篩分濕法閉路循環方式進行。

根據該工程混凝土月澆筑強度和墊層料的上壩強度要求，砂石系統的生產按每天工作8 h，每月工作25 d進行設計。砂石加工系統設計毛料的處理能力為450 t/h，成品骨料的生產能力為380 t/h，成品砂的生產能力為160 t/h。

(1)砂石加工系統的工藝流程。

砂石加工系統分為粗碎車間(受料倉、棒條式振動給料機、顎式破碎機、半成品料堆)；中、細碎車間(預篩分車間、中碎、細碎、主篩分車間，調節料堆)；制砂車間(制砂機、制砂篩分)。三個車間在生產過程中，既可以同時運行，也可以獨立運行。由于白云巖經過爆破和破碎后，其骨料粒型中的針片狀含量較高，為了保證所生產出來的成品骨料能滿足水工規范要求，在進行系統的工藝流程設計時進行了重點考慮，其解決方法就是將所有的粗骨料均經過B7150制砂機破碎后再由制砂篩分系統進行分級，這樣實施不僅滿足了人工制砂的要求，同時也達到了對粗骨料進行骨料整型的目的。

(2)供水系統。

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

(3)排水系統。

為了滿足環保的要求，砂石加工系統的生產廢水經排水溝流入5級沉淀池，經過沉淀并達到排放標準后再進行排放。

(4)砂石骨料加工系統的配電系統。

由于砂石加工系統的設備總功率為1 820 kW,根據設備布置位置和設備負荷的分布情況，砂石加工系統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。系統設備的用電由三個電器控制室集中控制。供電范圍：粗碎、中、細碎、制砂車間和生活營地。

2 主要設備選型

(1)原 則。

保證砂石加工系統主要設備運行的可靠性，系統破碎設備采用技術領先、性能優良的先進設備；所選設備應能適應工程要求的各級配混凝土變化，能適應各種工況的生產。為方便管理及維修，應盡量減少機型的種類；應選用性能優越、能耗低、操作簡單、工作可靠并且便于拆裝和轉運的設備。

(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，最大給料粒徑為700 mm，其生產能力為450～600 t/h；一臺C100型顎式破碎機，最大給料粒徑為600 mm。當破碎機的緊邊排礦口設置為165 mm時，毛料破碎后的排料粒徑均小于280 mm，負荷系數為66%，其生產能力大于350 t/h。

(3)預篩分車間。

預篩分車間配置了一臺YKR1852型圓振動篩，其生產能力為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，最大給料粒徑為300 mm；當破碎機的排礦口設置為60 mm、負荷系數為74%時，其生產能力大于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，其生產能力為400～650 t/h。

(6)細碎車間。

細碎車間配置了一臺GP100MF型液壓圓錐破碎機，主要目的是進行骨料的級配調整。最大給料粒徑為100 mm，當破碎機的排礦口設置為20 mm，負荷系數為66%時，其生產能力大于100 t/h。

(7)制砂車間。

本工程全部采用人工制砂。根據施工強度的要求，制砂設備配置了兩臺B7150型立軸式沖擊破碎機，立軸式沖擊破碎機的最大進料粒徑為66 mm，經過立軸式沖擊破碎機破碎后的半成品骨料中粒徑小于5 mm的料占30%～40%，單臺制砂機的生產通過能力為350 t/h，負荷系數為75%。單臺制砂機的制砂獲得能力為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，其生產能力為550～750 t/h。

(9)螺旋分級設備。

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

(10)皮帶輸送機。

砂石加工系統的皮帶輸送機選用 帶 寬B=

1 000 mm，B=800 mm和B=650 mm三種規格。

3 鋼結構的設計及制作安裝

3.1 鋼結構的設計

由于本工程地處國外，為便于運輸和減少運輸成本，在進行本系統設計時，決定系統所用的皮帶機排桁架等鋼結構均從國內采購相應的型鋼在現場進行制作和安裝。依據系統生產的工藝要求，對鋼結構的設計嚴格按照“皮帶運輸機械設計”規范和“有關鋼結構設計”規范進行設計。這就要求現場施工人員從鋼材的選用、鋼構件的制作質量、鋼結構的焊接技術、鋼結構的安裝質量、鋼結構的防腐措施等方面對鋼結構的制作、安裝施工過程進行全面的質量控制。

3.2 鋼結構的制作

在進行皮帶機排桁架等鋼結構制作時，首先在現場搭建了一個能滿足制作要求的鋼構架制作平臺，從而保證了所有鋼結構制作的質量和精度要求。

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

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

系統的排桁架制造工藝流程：

3.3 鋼結構制作的質量控制

(1)對于鋼結構制作的胎架劃線和搭設尺寸、鋼結構拼裝時的基準線和定位方式等進行嚴格檢查控制。

(2)鋼結構的拼裝檢查應在制作焊接完成后自由狀態下進行，應按每榀結構拼裝胎架中節點與節點之間的距離位置驗收結構尺寸。

(3)當結構總體裝配好后進行焊接時，為了減少結構焊后的彎曲變形，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構變形加以約束，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，結構剛度逐漸增大，后焊的焊縫引起的變形比先焊的焊縫小；對于不對稱焊縫，應先焊焊縫少的一側，因為先焊焊縫的變形大，故焊縫少的一側先焊時產生了較大的變形，然后再用另一側多的焊縫引起的變形來加以抵消，就可以減少整個結構的變形。應及時清除附著在構件上的飛濺物。焊接過程中出現飛濺物后，由專人對飛濺物進行清除，以確保構件表面的清潔美觀。

3.4 鋼結構的安裝

(1)皮帶機排架的安裝。

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

(2)皮帶機桁架的安裝。

用兩臺吊車將組合好的皮帶機桁架吊至排架的安裝位置后，用聯接螺栓將桁架聯接在已經吊裝就位的排架上，同時使用墊板和楔鐵調整好桁架的水平度，當其滿足安裝要求后再緊固聯接螺栓。起吊前，兩臺吊車應找準桁架的起吊位置，防止在起吊過程中桁架變形，兩臺吊車應聽從相關人員的指揮，同步平穩起吊。皮帶機的驅動裝置、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構安裝完成后再進行安裝。

(3)破碎設備和篩分設備鋼結構的安裝。

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

4 破碎及篩分設備的安裝

4.1 破碎設備的安裝

系統破碎設備主要由粗碎、中碎和細碎、制砂四部分組成。粗碎選用C100型顎式破碎機一臺，中碎選用HP400EC型液壓圓錐破碎機一臺，細碎選用GP100MF型液壓圓錐破碎機一臺，制砂選用B7150型立軸沖擊式破碎機兩臺，設備重量分別為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備廠家專業人員的指導下進行，起吊過程應平穩緩慢，吊裝就位后用墊板和楔鐵調整好設備的水平度，待其滿足設備的安裝工藝要求后再緊固地腳螺栓。

4.2 篩分樓的安裝

該系統篩分設置預篩分、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，在起吊前按篩分機的安裝傾角準備不同長度的起吊繩，以保證篩分機起吊后與它需要安裝在鋼結構支撐體上的傾角基本一致，以便于篩分機的安裝就位。在設備安裝過程中，需在專業人員指導下進行，吊裝就位并調校好鋼基架的水平和傾角后再進行篩分機聯接螺栓和地腳螺栓的緊固。

5 結 語

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