关于建设绿色混凝土搅拌站有关技术问题探讨

关于建设绿色混凝土搅拌站有关技术问题探讨

李琳

中铁五局集团机械化工程有限责任公司湖南衡阳422100

摘要：习近平总书记说“绿水青山便是金山银山”。混凝土搅拌站是土建项目的主要大型临建工程之一，既是项目进行结构物施工进度保障和质量控制的关键环节，也具有展示企业形象和项目施工管理能力的标志。因搅拌站具有占地面积大、对周边环境影响因素多、使用时间长、在项目成本中占比大等特点，所以，建设功能满足项目施工需要且能展示企业形象的经济、节能、环保搅拌站，是项目部进场后所需达到的首要目标。本人从事多年的项目搅拌站规划设计、建设和管理工作，现将工作中经常面对的一些问题和解决的技术措施与大家进行探讨。

关键词：建设绿色搅拌站；环保；节能

一、建设绿色混凝土搅拌站常见问题及原因

搅拌站常见主要问题包括：一是场地规划设计不合理，导致占地面积过大，造成土地资料浪费，增加建设成本；或场地面积过小，功能不能满足施工生产要求及安全生产、文明施工要求。二是搅拌站内相关的环保设备、设施功能不能满足要求，造成粉尘、污水等排放不达标，造成附近水体、空气、土地污染，影响周围居民的正常生产和生活。三是因规划和设计、施工中不科学，造成设备燃油、电、人力等的资源浪费。

二、绿色搅拌站的建设

科学规划、精心设计、高效的组织施工是绿色搅拌站建设的基础和前提，混凝土搅拌站是系统的大型临建工程，包括场地平整及基础建设、污工及地面硬化、场内厂房及相关房屋设施建设、设备安装、给水排水系统、供电系统等，一般具有工程量大、工期紧、参与建设队伍人员多、工作和生活环境差等特点。要快速、高质量建成搅拌站必须要有科学规划、精心设计、高效的组织施工作为基础和前提保证。如果前期的规划设计不合理或施工质量不达标，将影响后期使用功能。

（一）全面的施工调查是科学规划、精心设计的基础。

项目施工调查应安排有经验的施工技术及管理人员参加。通过施工调查掌握地形地貌、道路状况、施工管段长度及结构物分布状况、工期、混凝土数量及分布、水文地质、气候、供电线路、便道便桥线路方案、村庄分布、地材供应、民风民俗、施工组织设计、业主及监理特殊的技术要求；原材料的供应情况；当地环保水保特殊要求；施工设备资源、运输设备市场及设备维修能力等，施工调查后应及时编写施工调查报告。通过施工调查分析，可对搅拌站的设置进行初步规划，确定搅拌站混凝土供应范围、生产的混凝土总量、选址方案、场地面积、主要设备和人员配备、便道等。

（二）搅拌站规划设计

1、搅拌站规划设计的四条原则：

一是保供原则。搅拌站生产运输能力必须全天候2满足现场施工生产对混凝土的需求。搅拌站的场地、设备、道路、人员都必须满足这一原则。

二是保质原则。为保证混凝土质量，从混凝土出场到运输至工地浇筑时间应小于混凝土初凝时间，一般不超过1小时。

三是多方案经济性比选、综合成本最低原则。要从进料运输成本、生产成本、站场建设与复耕成本、运输成本等进行全面测算比较，选择可行且较为经济的方案进行实施。

四是环境影响最小原则。对周围的居民生活及土地及其附作物、空气、水体等影响最小。

2、搅拌站场地面积测算

混凝土搅拌站的场地面积：搅拌设备安装区面积、主要由料仓的占地面积、停车区、场内道路、泥浆池、办公生活区等组成。

（1）搅拌设备安装区面积：包括搅拌设备安装所需面积、搅拌用水池所占面积、减水剂存放区面积和一些人员通道等所组成，三者面积有些在空间内可相互重叠，一般以搅拌设备安装基础图为依据，在其安装平面积的基础上增加20-40%

（2）料仓面积计算：

料仓的数量主要由混凝土粗骨料种类确定，每种粗骨料分为合格料仓和待检仓，目前在铁路、公路项目用混凝土一般不少于4种骨料，假如，项目生产的各种型号混凝土所用粗骨料质量等级一样的情况下，总料仓数量最少也是8个。随着所用粗骨料规格、质量等级的增加，料仓的数量也应成倍增加。对料仓的分隔，传统的做法一般是均衡分隔，即各料仓面积相等。均衡分隔的缺点：因混凝土生产配比原因，导致各料仓的周转次数不同，料仓的有效利用率降低。根据经验，料仓最小库容应保证施工大干期间正常生产3天混凝土所需的各种材料储备要求，并根据当地材料的供应和运输情况进行适当调整。比如：某搅拌站在正常施工期间，日平均混凝土量1000方，其中：每方混凝土砂用量0.4方，假如料仓堆料高度为2.5米，计算砂仓的堆料面积：

S=1000*3*0.4/2.5=480(m2)

建设时，为了经济使用，各料仓的长度一般一致，宽度可作调整。一般采用2-3种宽度。最小一般不小于6米。为减少上料时装载机油耗，大料仓一般放中间，小料仓放两边。料仓内上料通道宽度：一般取10-18米。取决运料车的种类。如采用后8轮自卸车进料，车身长度一般在10米左右，宽度一般取10-15米。若采用拖挂车进料，宽度一般取15-18米。

（3）设备停车区面积：根据搅拌站混凝土运输车辆数量计算确定。

根据经验：运输车数量=搅拌站月均生产混凝土量/1100~1300，（道路好时取大值，道路差时取小值）

（4）办公区生活区的面积根据办公生活人员的数量测算，试验室按规定所需房屋间数和面积计算，生产区面积按人均10~20平米计算（在人口密积地区取小值）

（5）车辆通道面积：根据通道功能测算通道宽度，结合地形算出通道面积。主要通道宽度一般不小于7米。

（6）泥浆沉淀池面积，现在一般采用五级沉淀，一级沉淀池长度就不少于8米，宽度不小于3.5米，确保混凝土运输车清洗作业要求。各级池总长不少于20米，宽度不小于3.5米。

（7）其他配电房、发电房、过磅房等面积根据设备和功能要求设计确定。

以上各个占地面积相加，基本就是搅拌站的经济适用面积。

3、搅拌主机设备的配置能力计算

一般搅拌站搅拌设备的配置有单机、双机、多机等形式。采取哪一种形式，主要取决于混凝土种类的数量、混凝土所用的原材料是否一致、设备的生产能力和性能等。当混凝土品种较多且所用原材料质量要求不同时，应采用双机或多机。当采用单机生产能力不能满足施工要求，或设备可靠性较差时，应采用双机或多机配置模式。当混凝土品种相对单一，单机生产能力满足要求，设备性能可靠时，可采用单机配置模式。

搅拌能力的计算：

搅拌站铭牌上标注的是理论生产率：是指搅拌站在每一盘料搅拌时间为1分钟的情况下，每小时的理论产量。理论生产率未考虑以下客观影响因素：配料时间的变化、搅拌时间变化、运输车衔接、操作人员熟练程度、设备故障检修等。而且，这些延误时间及间隔是施工中必然发生的。比如高铁项目要求混凝土搅拌时间不少于2分钟，冬季施工或高性能混凝土搅拌时间不少3分钟。

根据施工经验统计:公路项目一般每小时实际产量约为额定产量的40%－50%左右；铁路及高铁项目一般实际产量约为额定产量的25%－40%左右；即公路项目HZS90站按30－45方/小时计算，HZS120按40－60方/小时计算，才接近实际值。HZS90搅拌站年平均产量5-7万方，HZS120年平均产量8-12万方。铁路项目施工对混凝土质量要求和管控更严格，实际产量比公路项目要低得多。

注意事项：（1）公路等路外项目单机配置模式，节能及经济性较好。目前的搅拌站生产技术已比较成熟，故障少，利用单台设备完成一般公路项目混凝土供应已成为常态.(2)铁路项目对搅拌站进场水泥“未检先用”质量控制非常严格，而到场检验周期一般要3天时间才能出结果，搅拌站的设备生产能力更多是受到粉罐仓储能力的制约。因此，铁路尤其是高铁项目，搅拌站设备在向大型化、多粉仓、大粉仓方向发展。

三、绿色搅拌站设计及施工中须高度重视几个常见技术问题

（一）搅拌站的料斗大坡度上料问题

装载机大坡度爬坡给搅拌机配料斗上料，司机需加油使设备上坡，增加设备油耗，设备不易操作，稍有不慎，装载机就撞在配料机上，造成配料斗损坏，增加上料难度，造成安全隐患。

造成这种情况的原因：料仓底面标高和搅拌设备安装基础标高设计问题，搅拌站安装设计深度不够。

3.1水平上料平台

3.2大坡度上料平台

一般情况下，采取装载机（ZL40-50）上料的方式，配料斗顶面高度距料仓底高度为1.8-2.4米，若超出2.4米左右，装载机上料就会困难，就只能把上料平台修成一定坡度，以满足上料的要求。而且，这种情况往往是在搅拌站基本建成时才发现这一问题，导致无法改变的结果。

搅拌站料仓与搅拌设备的布置分为上、下平台模式和同一平面布置两种方式，应根据现场的地形地貌选择。上、下平台即将料仓放在上平台，搅拌设备放在下平台；这种模式比较美观、经济。当料仓与搅拌设备放在同一平面时，为解决爬坡上料问题，在设计时，应从保证配料斗顶面高度不高出料仓底高度为2.4米这一要求，反算搅拌设备各部件安装基础标高，采取基础下沉式安装。

（二）搅拌站排水系统及泥浆沉淀池设计及施工

搅拌站排水系统应将坡面排水、沟渠排水、泥浆沉淀池和日常冲洗用水等进行综合考虑。

搅拌站属于多粉尘、多泥浆的场地，为保证混凝土质量和场地清洁，经常需进行场地的清扫和骨料的清洗工作，且清洗后不允许场地积水情况发生，尤其是出现料仓积水的情况。因此，在进行地面坡面设计和施工过程中应高度重视：

1、以前我们都习惯采用2%坡度，这个坡度在施工中稍有控制不到位，就会造成场地积水。设计时，应采为3-4%的坡度较好。无论是基础施工还是进行场地硬化，应按2米一点进行标高控制。

2、为保证平整度等施工质量，建议采访摊捕机或轴棍机施工，临建工程按永久工程方法施工。

3、在搅拌机出料口下端的后部或侧面设一2米*2米泥浆沉淀池，使每天冲洗机子的废水经初步沉淀后经沟渠再流入5级沉淀池，保证沟渠整洁。

4、五级沉淀池的设计和施工应保证其适用性和经济性。沉淀池应设计规划在搅拌站内标高较低的位置，使场内污水能够通过沟渠自流到沉淀池。以下两图为原设计的沉淀池和现在改进后的深沉池比较：

3.3原设计（三级沉淀池）

这种设计的缺点是：运输车洗车不方便，如在站外洗车同样会造成污染；一级沉淀池小，要不了多久沉碴就满了；清碴不方便，需要找专用机械（挖机）清碴；过滤级数少，处理效果差。

3.4新设计（五级沉淀池）

新设计的好处：

（1）新设计的沉淀池为五级，第一级沉淀池长度加长到8米，作为洗车池，底面设计成斜面，三面不封闭，使运输车能开进去清洗。

（2）沉淀后的泥砂可以用搅拌站装载机直接清出来，不需再找挖掘机清泥浆池，减少了费用开支。

（3）经过四级沉淀后流入第五级的废水已基本变清，经水泵抽取后，作为清洗材料、场地和设备使用，从而实现污水的循环使用，需要使用新清洁水较少。

（三）粉尘防控技术措施

1、骨料仓及搅拌设备的粉尘防控

目前，随着环保管控的越来越严，骨料仓、配料设备、搅拌主机一般都采取用彩钢结构全密封的方式，防止粉尘向大气排放。在骨料仓通道上端安装自动控制喷淋洒水降尘，改善料仓内作业环境。在主机楼上，采取密封与吸尘方法相结合，确保主机楼的整洁。

2、搅拌站场地粉尘的控制

以每天定期清洗、及时清扫为主，保持场地、设备、设施的清洁。

3.5脉冲除尘器基本结构如图

3、粉罐扬尘控制

粉罐扬尘控制是搅拌站治污的重点和难点。传统的粉罐除尘装置主要是布袋式除尘。粉料输送到粉料罐是通过压缩空气输送，压缩空气把粉料送到粉料罐后，通过罐顶除尘机滤芯排到空气中，如除尘机滤芯堵塞，则压缩空气不能及时排出而产生“憋压”，当压力达到罐顶安全阀开启压力时，安全阀打开，压缩空气与粉料通过安全阀排到大气中，产生冒灰现象。另因料位计失效，粉料装满后继续送料，也会出现罐顶冒灰现象。

为解决粉罐扬尘问题，我们进行了用管子从粉罐顶接下水池过滤等多种方案措施，但效果不好。最后，经过考察和咨询，采用DMC型脉冲袋除尘器，取得了较好效果。DMC型脉冲除尘器，该除尘器采用高压（0.5~0.7Mpa）大流量脉冲阀和文氏管逐条滤袋喷吹清灰的技术，具有清灰动能大，清灰效率高的特点，特别是其在线清灰的特性，可使除尘器连续运转，克服了原机械振打停机清灰的缺点。该机滤料一般选用涤纶针刺毡，排放浓度低于50mg/Nm3，采用高质滤料时收集0.3~2μm粉尘具有比任何其它除尘器都优越的效率。该机控制系统采用脉冲喷吹控制仪，对清灰进行自动控制。DMC系列规格性能见表一。

除了以上三个大的方面问题外，绿色搅拌站还包括料仓大棚彩光和通风设计、混凝土余料的控制和管理、混凝土运输过程中滴漏控制等相关技术和管理工作，在此，就不再进行详述。

总结

总之，绿色搅拌站建设是一项综合性系统工程，企业和项目对其定位要高，其本身是一项目临建工程，但若仅仅只把它当成一般临建工程来对待，边设计边施工，或无设计靠现场管理人员经验建设，要建绿色环保的标准搅拌站，那是做不到的。必须要把临建工程当成永久工程的标准来做，按施工调查——规划——设计——复核——审批——交底——施工——质量监督——竣工验收的流程来实施。此外，在建站过程，一般时间紧，现场作业工班多，项目现场管理能力要强，要注意各工班间工作进度和工艺方面的协调。及时掌握现场动态，发现问题及时纠正。要确保快速而高质量完成，必须要安排有施工经验的专业化队伍施工。中铁五局机械化公司自2013年以来，在“永争第一”企业文化的引领下，充分发挥项目和专业化分公司作用，把“快速、优质、环保”建成搅拌站作为新上项目第一个亮点进行打造，至今在所参与建设的各条公路、铁路战线上，我们所建的搅拌站都成为各条线上的标杆。短期的精心付出，长期完美的受益；我们搅拌站建成后，一般业主都会组织其他项目来现场观摩，在给企业的品牌和信誉添彩的同时，也会获得了业主的经济奖励。更主要的是我们在以后生产管理中，节成本、保形象、省麻烦。为了使天更蓝、水更清、山更美，绿色搅拌站建设，我们一起同行，一起努力。

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