大型煤粉爐磨煤機(jī)技術(shù)進(jìn)展及選型分析

楊獻(xiàn)鵬

摘要：磨煤機(jī)是火力發(fā)電廠煤粉爐制粉系統(tǒng)重要的設(shè)備，對(duì)廠用電、燃燒特性有重要影響。文章分別介紹了低速、中速、高速磨煤機(jī)的工作原理、性能特點(diǎn)，同時(shí)分析比較了幾種主要制粉系統(tǒng)及磨煤機(jī)類型。

關(guān)鍵詞：煤粉鍋爐；磨煤機(jī)；制粉系統(tǒng)；火力發(fā)電廠；廠用電；燃燒特性 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM621 文章編號(hào)：1009-2374（2016）15-0151-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.15.071

近些年來(lái)，隨著地質(zhì)采礦工程施工量的增多，它的施工技術(shù)和施工工藝在實(shí)踐中得到了進(jìn)一步的創(chuàng)新和完善。和傳統(tǒng)的鉆孔灌注樁技術(shù)相比，支盤樁施工技術(shù)在復(fù)雜地層中的應(yīng)用效果十分明顯。在滿足相同的設(shè)計(jì)承載力的前提下，使用支盤樁技術(shù)可以大幅度減少鉆孔工作量和混凝土需求量，從而達(dá)到提高工作效率，減少原材料使用，降低成本和節(jié)能增效的目的，具有很高的推廣應(yīng)用價(jià)值。本文以某一工程施工案例為研究對(duì)象，對(duì)這一技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述。

1 支盤樁的實(shí)際應(yīng)用綜述

1.1 受力的作用原理

在支盤樁的結(jié)構(gòu)設(shè)置中，它的樁身包含有一個(gè)承力盤部件，在這個(gè)承力盤的作用下，它的受力作用原理就會(huì)比普通灌注樁更為繁瑣，涉及到的細(xì)節(jié)更多，通過(guò)實(shí)際的工程施工總結(jié)，普通直孔灌注樁和支盤樁的承受力原理可以由圖1所示：

x圖中可以看出，普通灌注樁的豎向抗壓極限承載力Quk主要由側(cè)摩阻力qsk和樁底的端承力qpk構(gòu)成，支盤樁則是除了側(cè)摩阻力qsk和樁底的端承力qpk之外，還包括有各個(gè)盤的支承力qspk，對(duì)于盤的端承面積以豎向投影來(lái)計(jì)算。此外，因?yàn)樗某辛ΡP的自身面積較大，因此每一個(gè)單獨(dú)的盤都可以給施工提供一個(gè)受力量較大的承載力，這樣在承力盤的作用下，支盤樁自身就可以大大促進(jìn)樁基荷載量的增加。

1.2 支盤樁承載力的計(jì)算公式

根據(jù)支盤樁施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，從它的技術(shù)規(guī)范角度來(lái)講，支盤樁單樁豎向極限抗壓承載力的標(biāo)準(zhǔn)值可以由下列計(jì)算式得出：

Quk=qsk+qpk=U+∑qsik·li∑ψpiqpik·Api+qpk·Ap

式中：Quk是單樁豎向極限承載力的標(biāo)準(zhǔn)值；qsk是單樁總極限側(cè)阻力；qpk是單樁總極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值；U是主樁樁身的周長(zhǎng)；qsik是樁側(cè)第i層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值；li是樁穿越第i層土的厚度，在計(jì)算時(shí)需要去掉盤根的高度；qpik是樁身第i個(gè)盤所處的土的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值；qpk是主樁底部所處的土的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值；Api是去掉主樁樁身截面積的盤的水平投影面積大小；Ap是主樁端的截面面積；ψpi是盤極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值的修正

系數(shù)。

1.3 支盤樁的破壞形式

支盤灌注樁的破壞形式主要有兩種情況：一是在位于軟弱層的上部的摩擦樁屬于是一種刺入式的破壞，也可以是在一般土層中的小直徑樁類型；二是直徑較大的擴(kuò)底樁，直徑較大的擴(kuò)底樁中，它的頂端部分的支承面積較大，而且從它的擠壓變形形式來(lái)說(shuō)，也屬于是以壓密為主。從實(shí)際的工程施工來(lái)看，對(duì)于支盤樁承載能力的控制最主要的條件是樁基所具有的承載力和樁發(fā)生的下沉，尤其是以沉降變形為主。它的破壞模式如圖2

所示。

2 工程的基本概況

本工程以某地三幢高層建筑施工為例（8#、9#、11#），介紹了支盤樁施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，8#、9#、11#三個(gè)樓的樓層高度是28～32層，樁基是以支盤樁設(shè)計(jì)為主，它的主體結(jié)構(gòu)是現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。該工程所處的地質(zhì)環(huán)境為山區(qū)，根據(jù)施工場(chǎng)地的鉆孔顯示，該地區(qū)地表以下60米總共有8層不同的土質(zhì)，由上到下分別是雜填土、粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土、中砂、黏土、黏土以及石灰?guī)r。

3 對(duì)于樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)優(yōu)化

本地區(qū)的地層有以下特性：一是基坑內(nèi)的地表土質(zhì)是以粉質(zhì)性砂土和中砂層為主，而且在厚度方面也有很大的差異，有一定的水分，在基坑的內(nèi)部中地表土的巖性也有很大差距；二是在技術(shù)人員的指導(dǎo)下，對(duì)勘察鉆孔的剖面圖來(lái)看，它的相鄰鉆孔的基巖深度差較為明顯，甚至達(dá)到了15～20m；三是分鉆孔中所發(fā)現(xiàn)的巖溶發(fā)育很好，而小溶洞和裂縫中主要是以黏土來(lái)填充。

通過(guò)上述分析不難看出，該工程的地質(zhì)狀況十分復(fù)雜，施工單位在一期的打樁環(huán)節(jié)，所采用的很多種成孔方法都沒(méi)有達(dá)到工程要求的工期。那么從工程長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)講，為了更為全面地對(duì)支盤施工技術(shù)所起到效果進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)于施工單位來(lái)說(shuō)，還需要對(duì)它的施工樁基進(jìn)行更細(xì)致的優(yōu)化和完善，并在完善的基礎(chǔ)上確定出設(shè)計(jì)的參數(shù)、樁的長(zhǎng)度、所需支盤的數(shù)量以及對(duì)樁周圍的極限端阻力進(jìn)行檢測(cè)等信息，并將其看成是樁的設(shè)計(jì)參考。要得到樁身的應(yīng)變內(nèi)力以及樁的頂端部位產(chǎn)生的變形狀況，還需要技術(shù)人員依據(jù)工程實(shí)際和技術(shù)參考標(biāo)準(zhǔn)，在進(jìn)行試樁的過(guò)程中要在樁和土層之間的交接面位置設(shè)置一個(gè)應(yīng)變式的鋼筋應(yīng)力計(jì)，條件允許的話，還要在樁身的內(nèi)部埋設(shè)樁端的變形觀測(cè)桿，這樣可以在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)對(duì)每一個(gè)支盤樁的變形狀況起到實(shí)時(shí)的觀測(cè)，對(duì)于場(chǎng)地內(nèi)的三個(gè)不同區(qū)域的基巖變化狀況，設(shè)置了三組靜載試驗(yàn)，試驗(yàn)樁的數(shù)量總共為9根。

3.1 確定出試樁的基本方案

本工程在這方面采用的是Ф650支盤嵌巖灌注樁，依據(jù)基巖所露出的深度不同，我們把支盤樁劃分為三種，即：一個(gè)支盤的一組；兩個(gè)支盤的一組；三個(gè)支盤的一組，每一組有三根樁。樁端的持力層都是以第8層石灰?guī)r為主，天然單軸的極限抗壓強(qiáng)度是28.7MPa。

3.2 所需的支盤數(shù)量

從施工的前期調(diào)查資料不難發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)的地層條件不是很好，地層的基巖部分起伏程度較大，而且樁體的自身長(zhǎng)度的確定也需要考慮到基巖的自身高度大小和所需要的支盤數(shù)量來(lái)綜合確定。為了盡可能地體現(xiàn)出支盤和嵌巖對(duì)于單樁承載力的作用和特點(diǎn)，對(duì)于技術(shù)人員來(lái)說(shuō)就需要做好前期分析工作，準(zhǔn)確確定支盤的個(gè)數(shù)，并對(duì)嵌巖的深度進(jìn)行合理選擇，最佳的標(biāo)準(zhǔn)是盡可能地保證單樁的承載力可以最佳的發(fā)揮對(duì)樁數(shù)使用的優(yōu)化作用。除此之外，技術(shù)人員在對(duì)試樁所采取的方案進(jìn)行技術(shù)方面核查時(shí)，需要配合設(shè)計(jì)部門和審圖部門，在兩部門的參與下對(duì)三種樁的長(zhǎng)度進(jìn)行詳細(xì)的檢查和分析，經(jīng)過(guò)商討后，確定最佳的方案，本工程中所采用的樁的自身長(zhǎng)度分別是其中一個(gè)的樁基嵌入巖層的深度在8m以上，長(zhǎng)度是14m；兩個(gè)支盤的嵌入深度是在至少1.5m以上，長(zhǎng)度大小是18m；而三個(gè)支盤的樁基所要深入的基巖深度是在至少0.8m，樁的長(zhǎng)度是25m。

3.3 最終測(cè)試的效果

從圖3、圖4、圖5可以看出，三組試樁都表現(xiàn)出了緩慢的變形，單樁的承載力較為均勻，并且對(duì)于建筑物的變形也有一定的控制作用。通過(guò)對(duì)上述9根試樁的實(shí)際測(cè)試可以發(fā)現(xiàn)，在樁頂?shù)牟课坏臍堄嘧冃纬潭群苄。€處于合適的范圍內(nèi)，并且樁體在實(shí)際承載中還會(huì)有一定的承載余量。

4 支盤樁施工技術(shù)的要點(diǎn)

依據(jù)本工程的施工實(shí)際，對(duì)于樁基的成孔環(huán)節(jié)來(lái)說(shuō)，它的具體方案是在土層部分利用長(zhǎng)螺旋來(lái)完成鉆孔處理，而在基巖部分則是最常見(jiàn)的沖擊鉆來(lái)實(shí)現(xiàn)，詳細(xì)來(lái)說(shuō)它的成樁步驟為：上層土層螺旋鉆成孔→嵌巖部分沖擊鉆成孔→樁底終孔驗(yàn)收→擴(kuò)孔支盤→支盤驗(yàn)收→清孔→安制鋼筋籠→灌注混凝土。具體每個(gè)環(huán)節(jié)的施工內(nèi)容如下：

第一，土層成孔要采用Ф650成螺旋鉆機(jī)進(jìn)行成孔，這一過(guò)程中要重點(diǎn)保證鉆機(jī)的垂直度，可以采用經(jīng)緯儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)，確保鉆機(jī)的中心是和護(hù)筒的中心處于同一垂線上。

第二，在土層和基巖的相交部位要盡可能把鉆的壓力減小，壓力的減少就會(huì)保證鉆孔的準(zhǔn)確性，不會(huì)出現(xiàn)偏差，也可以使鉆機(jī)的工作速度更為穩(wěn)定，從而起到保護(hù)鉆頭和鉆具的作用。

第三，對(duì)于它的基巖部位，技術(shù)人員可以采用清水來(lái)完成鉆進(jìn)工作，這種形式可以有效規(guī)避泥皮過(guò)多而造成的樁的側(cè)阻力嚴(yán)重下降，這樣也就從根本上確保了工程樁的承載力得到提高。

第四，在進(jìn)行支盤處理時(shí)，首先要做的就是對(duì)鉆孔的垂直度進(jìn)行檢測(cè)測(cè)定，這樣的好處是可以避免支盤設(shè)備在深入鉆孔中會(huì)因?yàn)殂@孔的傾斜而導(dǎo)致其支撐臂的位置偏移，最終給支撐設(shè)備的性能發(fā)揮帶來(lái)嚴(yán)重影響，也可以減少鉆孔的浪費(fèi)。

第五，對(duì)支盤的尺寸大小進(jìn)行測(cè)量，采用測(cè)孔器進(jìn)行測(cè)量，在確保符合標(biāo)準(zhǔn)要求后再開(kāi)始下一道施工工序。

第六，在對(duì)鉆孔進(jìn)行驗(yàn)收合格之后，要及時(shí)把鋼筋籠進(jìn)行下放同時(shí)把混凝土灌注其中，這樣可以有效保障它的支擴(kuò)區(qū)域具有很好的穩(wěn)定性，規(guī)避塌方事故的出現(xiàn)。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)采礦工程施工量的不斷增多，它的施工技術(shù)和施工工藝越來(lái)越完善。支盤樁施工技術(shù)作為一種常用的技術(shù)形式，以其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在復(fù)雜巖土地層中可以很好對(duì)地層進(jìn)行施工處理，通過(guò)實(shí)際工程施工分析，它的應(yīng)用不僅可以保證工程施工質(zhì)量，也可以降低工程的造價(jià)成本，對(duì)于施工單位來(lái)說(shuō)具有重要應(yīng)用價(jià)值。

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作者簡(jiǎn)介：朱文幫（1965-），男，江西撫州人，贛中南地質(zhì)礦產(chǎn)勘查研究院工程師，研究方向：地基與基礎(chǔ)工程。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）