水泥廠礦渣存儲庫、石灰石存儲庫方案設計研究

姚紅

摘 要：水泥廠建廠以來，礦渣存儲庫、石灰石存儲庫一直沒有建設;礦渣、石灰石一直露天堆放。去年以來，國家環保部、介休市環保局多次督查和檢查，要求所有原材料進入庫內密閉堆放，新建礦渣存儲庫、石灰石存儲庫迫在眉睫。

關鍵詞：礦渣存儲庫;石灰石存儲庫;方案設計

1 現場現狀

設計礦渣存儲庫場地比較開闊。東側為一座地磅房，西側為擋土墻，北側為場內與場外之間的圍墻，南側為場內運輸通道以及煤堆棚。現場露天堆放礦渣。采用汽車自卸礦渣，推土機上料。設計石灰石存儲庫場地較為狹窄。東側為擋土墻，擋土墻上部為道路，西側為石灰石破碎間，北側為砂巖堆場及場內運輸通道。現場露天堆放石灰石，采用汽車自卸石灰石，推土機上料進行石灰石破碎。本次設計主要是用于存儲礦渣、石灰石，對礦渣、石灰石材料進行全封閉設計。

2 方案論述

本設計以汾西礦業水泥廠設計委托及現場收集資料為設計依據，并結合現行相關規程、規范要求，對礦渣、石灰石進行全封閉方案設計。

2.1 礦渣存儲庫方案

本次設計對礦渣存儲庫提出以下兩個方案進行比較。

方案一：礦渣存儲庫（輕型門式剛架結構）

設計使用年限：50年。

防火：戊類二級廠房。

矩形尺寸：最大跨度40m，長度72m;面積約2880m2。

建筑高度：檐高9.65m;體積約27792m3。

外墻圍護：2.5m高擋墻采用鋼筋混凝土結構，2.5m以上做檁條外掛0.5mm厚單層彩鋼板。

屋面圍護：采用檁條外掛0.5mm厚單層彩鋼板。

結構形式：2.5m高扶壁柱擋墻采用鋼筋混凝土結構;厚度約250mm。主體采用輕型門式剛架;剛架柱腳座于扶壁柱上。主體基礎采用獨立基礎;擋墻下采用條形基礎。

存儲量：儲量計算（預留車輛通道寬6m，自然堆放角30度，最高堆高約8m）：（40-6）×（72-6）×2.3×1.2t/m3+

100×72×1.2+9×72×1.2t/m3=15798t;礦渣每日用量730t。

礦渣存儲庫儲量為15798t，約21天儲量滿足礦方儲存要求。

其他：扶壁柱設鋼護角，防止車輛碰撞、摩擦。

方案二：礦渣存儲庫（鋼筋混凝土框架+屋面焊接螺栓球網架結構）

設計使用年限：50年。

防火：戊類二級廠房。

矩形尺寸：最大跨度40m，長度72m;面積約2880m2。

建筑高度：檐高9.65m;體積約27792m3。

外墻圍護：2.5m高擋墻采用鋼筋混凝土結構，2.5m以上采用加氣砼砌塊。

屋面圍護：采用檁條外掛0.5mm厚單層彩鋼板。

結構形式：2.5m高扶壁柱擋墻采用鋼筋混凝土結構;厚度約250mm。柱子采用鋼筋混凝土柱，屋面采用焊接球節點平板網架。網架周邊支撐于柱上，采用周邊支撐體系。主體基礎采用獨立基礎;擋墻下采用條形基礎。

存儲量：儲量計算（預留車輛通道寬6m，自然堆放角30度，最高堆高約8m）：（40-6）×（72-6）×2.3×1.2t/m3+

100×72×1.2+9×72×1.2t/m3=15798t;礦渣每日用量730t。

礦渣存儲庫儲量為15798t，約21天儲量滿足礦方儲存要求。

其他：鋼筋混凝土柱設鋼護角，防止車輛碰撞、摩擦。

2.2 石灰石存儲庫方案

本次設計對石灰石存儲庫提出以下兩個方案進行比較。

方案一：石灰石存儲庫（輕型門式剛架結構）

設計使用年限：50年。

防火：戊類二級廠房。

不規則尺寸：最大跨度21m-28m，長度66m;面積約1631m2。

建筑高度：檐高13.15m;體積約21447.65m3。

外墻圍護：3.0m高擋墻以上做檁條外掛0.5mm厚單層彩鋼板。

屋面圍護：采用檁條外掛0.5mm厚單層彩鋼板。

結構形式：3.0m高扶壁柱擋墻采用鋼筋混凝土結構;厚度約400mm。主體采用輕型門式剛架;剛架柱腳座于扶壁柱上。主體基礎采用獨立基礎;擋墻下采用條形基礎。

存儲量：儲量計算（預留車輛通道寬6m，自然堆放角40度，最高堆高約4m）：1560×2.8×1.6t/m3-6×6×2×

2.8×1.6t/m3+（28-6）×（66-6）×4×1.6t/m3=15114t;石灰石每日用量1100t。石灰石存儲庫儲量為15114t，約13天儲量滿足礦方儲存要求。

其他：扶壁柱設鋼護角，防止車輛碰撞、摩擦。

方案二：石灰石存儲庫（鋼筋混凝土框架+屋面焊接螺栓球網架結構）

設計使用年限：50年。

防火：戊類二級廠房。

不規則尺寸：最大跨度21m-28m，長度66m;面積約1631m2。

建筑高度：檐高13.15m;體積約21447.65m3。

外墻圍護：3.0m高擋墻采用鋼筋混凝土結構，3.0m以上采用加氣砼砌塊墻。

屋面圍護：采用檁條外掛0.5mm厚單層彩鋼板。

結構形式：3.0m高扶壁柱擋墻采用鋼筋混凝土結構;厚度約400mm厚。柱子采用鋼筋混凝土柱，屋面采用焊接球節點平板網架。網架周邊支撐于柱上，采用周邊支撐體系。主體基礎采用獨立基礎;擋墻下采用條形基礎。

存儲量：儲量計算（預留車輛通道寬6m，自然堆放角40度，最高堆高約4m）：1560×2.8×1.6t/m3-6×6×2×2.8×1.6t/m3+（28-6）×（66-6）×4×1.6t/m3=15114t;石灰石每日用量1100t。石灰石存儲庫儲量為15114t，約13天儲量滿足礦方儲存要求。

其他：扶壁柱設鋼護角，防止車輛碰撞、摩擦。

3 方案比較

礦渣存儲庫、石灰石存儲庫方案比較：本次設計對礦渣存儲庫、石灰石存儲庫采用不同的結構形式進行比較，輕型門式剛架與鋼筋混凝土框架+屋面焊接螺栓球網架結構從建筑結構、工程投資方面進行綜合比較。

3.1 建筑結構

方案一輕型門式剛架與方案二鋼筋混凝土框架+屋面焊接螺栓球網架結構建筑、結構相同之處：

設計使用年限：50年。

防火：該礦渣、石灰石存儲庫均為戊類二級廠房。

面積、體積、檐高：方案一與方案二均相同。

方案一輕型門式剛架與方案二鋼筋混凝土框架+屋面焊接螺栓球網架結構不同之處：

方案一：

主體：門剛;圍護：檁條+彩鋼板;基礎：獨立基礎

施工工期：3-4個月，施工周期較短。

優缺點：構造簡單，材料單一;現場安裝、預制、裝配化程度高，自重輕，抗震性能好，施工周期短，現場安裝不受氣候的影響。

缺點是須做防腐、耐火處理，后期需維護。

方案二：

主體：現澆鋼筋混凝土柱+焊接螺栓球網架屋蓋

圍護：加氣混凝土砌塊砌筑;基礎：獨立基礎

施工工期：6-8個月，施工周期較長。

優缺點：缺點是自重較重，對地基承載力要求高，現場施工安裝受一定的氣候影響，焊接螺栓球網架須做防腐防銹耐火處理。優點是圍護結構保溫隔熱性能好，柱及圍護無需做耐火處理。

3.2 工程投資

4 結論

從結構方面比較：方案一較方案二施工周期快，自重輕，構造簡單，材料單一;現場安裝、預制、裝配化程度高，自重輕，抗震性能較好，施工簡單，現場安裝不受氣候的影響，對施工場地要求不高。

從工程經濟方面比較：輕型門式剛架結構與鋼筋混凝土框架+屋面焊接螺栓球網架結構相比，費用節省了702.42萬元。

綜上所述，結合所建設的場地，以及對工期的要求，本次方案設計推薦選用方案一輕型門式剛架。