加強工地混凝土拌和站粉料檢測管理工作的探討

郁前軍 中國鐵路上海局集團有限公司九景衢鐵路浙江有限公司

1 引言

新建衢州至寧德鐵路浙江段全線210 km，其中隧道工程占約60%，全線共建立25個大型集中混凝土拌和站，大部分設在山區，交通不便，高峰期間每天生產約2萬方混凝土，消耗各種混凝土原材料約4.4萬t。按照鐵路工程混凝土質量管理規范要求，粉料吹入相應的儲倉后，必須經過檢驗合格后方可使用，檢驗時間為3～4天。在實際管理過程中僅僅依靠制度不能完全達到管理的目標。指揮部嘗試用信息化管理手段來加強監控管理。2016年9月指揮部與山東博碩自動化技術有限公司合作，共同研發了粉料吹灰監控系統。并在中鐵三局衢寧站前Ⅰ標1號拌和站進行試運行。經過一段時間的試驗，該系統的確起到未檢先用報警作用，但受制于水泥檢驗周期長等因素，儲罐的利用效率不高，一定程度上制約到了拌和站混凝土生產。為盤活存量，拌和站保持不間斷生產，大膽提出了劃分交融區的設想。允許同廠家、同品種、同標號不同批次的水泥按進場先后順序存儲在同一儲罐內，儲罐內的庫存量減去新舊水泥交融區的噸位，剩余的已檢水泥可繼續使用。交融區量值根據不同儲罐尺寸、容量確定。為此指揮部分別在中鐵三局衢寧站前Ⅰ標1號拌和站、中鐵十二局衢寧站前Ⅱ標5號拌和站、中鐵隧道局衢寧站前Ⅳ標2號拌和站進行了試驗，在積累了大量試驗數據的基礎上確定了不同規格水泥儲罐交融區重量值，并對系統軟件進行了優化和升級，增加了其適用性和便捷性。2017年2月19日，指揮部邀請鐵科院、鐵路總公司工管中心、中國建材研究院、山東大學等技術專家對粉料吹灰監管系統進行了評審。與會專家認為該系統實現了對拌和站粉料使用過程監控的信息化，提高了粉料的利用效率，該系統有利于預防未檢先用問題的發生，盤活了儲罐的存量，對保證混凝土質量有積極意義。目前指揮部已在衢寧鐵路浙江段全線推廣應用，并制定了《工地混凝土拌和站粉料吹灰監管系統管理實施細則》（九景衢安發〔2017〕65號），進一步規范了其使用管理，充分保障其發揮功能作用，在對拌和站粉料使用管控方面取得了顯著效果。

2 系統目的及意義

（1）實時監測粉料儲罐進料和使用情況，做到提前預警，最大限度避免未檢先用。

（2）盤活了儲罐的存量，提高儲罐的利用率，最大限度緩解了山區因交通不便運輸困難給拌和站生產造成的影響。

（3）貼片式稱重料位的使用，讓粉料倉中的庫存清晰可見，方便管理人員、生產人員安排相關工作。

（4）電子門禁的使用，防止出現吹灰錯罐的情況，避免重大質量事故。

（5）所有粉料來料及使用情況均實時采集、存儲，可對質量問題進行歷史追溯。

3 系統架構

圖1 系統架構

粉料吹灰監管系統，由系統軟件平臺和系統硬件平臺兩大部分組成。系統硬件平臺，包括BSTCOM吹灰中心處理器、BSQ300終端處理器、吹灰傳感器、貼片式料位傳感器、吹灰管電子鎖等五部分。系統軟件平臺，包括云平臺服務器端軟件、瀏覽器客戶端、移動APP客戶端軟件、生產線客戶端軟件等四部分（圖1）。

4 工作流程及相關要求

工地混凝土拌和站粉料監管系統的過程控制由施工監理單位共同完成，系統通過吹灰傳感器將粉料吹灰記錄傳輸至管理平臺，該批次粉料處即于待檢狀態。檢測完成后由施工單位試驗人員輸入該批次粉料的相關信息，并提交試驗報告，發出報驗申請，由監理單位人員審核通過后，系統顯示該批次粉料處于已檢可用狀態。其工作流程如圖2。

圖2 工作流程

5 水泥交融區設定

5.1 水泥交融區定義

交融區：粉料罐內儲存有已檢驗合格的粉料，在此情況下向該粉料罐加入未檢驗的新粉料時，新舊粉料混合的部分就叫交融區；

預警區：在交融區量值的基礎上加上一定余量，此區就叫做預警區，目前預警區暫設為5 t；

可用區：儲罐內已檢驗合格庫存中去掉交融區和預警區后的部分

5.2 試驗方法

選擇熒光粉（熒光粉化學成分與河砂一致，不影響混凝土質量；熒光粉用量很少，也不會影響混凝土顏色）；把熒光粉吹入含有已檢驗的庫存水泥儲罐，熒光粉自然沉降，均勻分布到庫存水泥表層；再吹入新批次水泥后，新老批次的水泥交融區就含有熒光粉；混凝土生產過程中，通過檢查水泥螺旋中原料是否含有熒光粉就可確定水泥交融區重量。

5.3 試驗結論

針對不同直徑的水泥儲罐，相同儲罐不同庫存量的情況，經過大量的試驗，得出水泥交融區結論如下：

（1）倉直徑2.6 m，容量100 t，不同庫存情況下：水泥交融區重量最大16.0 t，最小13.9 t；

（2）倉直徑3.2 m，容量150 t，不同庫存情況下：交融區水泥重量最大17.9 t，最小15.7 t；

（3）倉直徑4.2 m，容量200 t，不同庫存情況下：交融區水泥重量最大19.1 t，最小17.5 t；

（4）倉直徑4.5 m，容量250 t，不同庫存情況下：交融區水泥重量最大22.3 t，最小19.0 t。

在拌和站操作臺電腦上能自動顯示粉倉料位，用不同顏色顯示交融區、預警區，可用區。當粉倉料位一進入預警區時系統就會自動報警。相關人員電腦和手機立即就能收到報警信息。

6 粉料吹灰監管系統的應用效果

（1）通過系統管理平臺可以對每個拌和站粉料的進料時間、檢驗狀態、使用狀況實時監控，克服了時間、空間、地域上帶來的限制，依托信息化管理降低了管理難度。

（2）系統粉料預警區的設定可最大限度避免出現未檢先用問題發生，當粉料儲罐庫存使用到達預警區時，系統會通過手機APP短信的方式提醒管理者，同時拌和站工控電腦會自動彈出報警對話框提醒操作人員，以便采取更換儲罐等措施。

（3）系統兼具查詢、存儲、統計功能，對水泥等粉料質量追溯有著至關重要作用，當某一批次水泥經檢驗不合格已發生使用情況，利用系統的查詢功能可準確查找到該批次水泥吹灰入罐時間、對應使用狀態（庫存量多少和已使用多少），進而通過拌和站信息管理系統可查詢到該批次水泥使用的具體工程部位，便于管理者采取后續處理措施。對拌和站精細化管理、工程事故調查、質量追溯等有著重要意義。

（4）工地混凝土拌和站加裝粉料吹灰監管系統作為一項技術管理措施，對施工、監理單位的管理行為也起到了一定監督和促進作用。

7 今后需改進的方面

目前粉料計量數量靠人工輸入電腦，今后增加有關設備自動采集，自動生存數據，數量更精確。手機的APP功能需進一步完善。