摘要：直孔水電站地處海拔3800m的高寒缺氧的西藏地區(qū)，施工中在低溫季節(jié)混凝土集料生產(chǎn)困難。依靠多年在西藏地區(qū)的施工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合直孔地區(qū)的氣候特點(diǎn)，采用暖棚、防滑、翻曬及調(diào)整篩分沖洗參數(shù)等措施在低溫季節(jié)進(jìn)行混凝土集料生產(chǎn)，創(chuàng)造了高寒缺氧地區(qū)低溫季節(jié)進(jìn)行集料生產(chǎn)的先例。
關(guān)鍵字：直孔水電站；高寒缺氧地區(qū)；集料生產(chǎn)；混凝土
1 工程氣候條件
直孔水電站工程砂石集料生產(chǎn)系統(tǒng)屬CI標(biāo)臨建工程，承擔(dān)CI標(biāo)31.5萬(wàn)m3混凝土澆筑所需集料的生產(chǎn)，混凝土施工從2004年3月開始至2005年底基本結(jié)束。按招標(biāo)文件要求，該標(biāo)段砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)除供應(yīng)本標(biāo)工程混凝土砂石集料外，另需為CII標(biāo)提供19萬(wàn)t反濾料(由反濾系統(tǒng)生產(chǎn))和10.85萬(wàn)t混凝土砂石集料。
該工程砂石篩分系統(tǒng)建于CI標(biāo)砂石料場(chǎng)內(nèi)，位于拉薩河直孔水電站壩體上游左側(cè)距壩址約1 km,每年夏季氣候濕潤(rùn)、溫和，降雨豐沛，冬季寒冷，氣溫較低。每年1、2、3月中旬和11月中旬、12月份(共4個(gè)月)為負(fù)溫，此時(shí)進(jìn)行砂石料開采及加工生產(chǎn)難度較大，成本較高，故一般情況下在負(fù)溫季節(jié)不進(jìn)行集料生產(chǎn)。
2 砂石集料生產(chǎn)系統(tǒng)特點(diǎn)
2.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介
直孔水電站混凝土集料篩分系統(tǒng)于2003年5月10日開始施工，9月20日全部完工，整個(gè)施工工期130d，整個(gè)系統(tǒng)由初篩分、篩分沖洗、成品集料轉(zhuǎn)運(yùn)三個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成，系統(tǒng)于2003年9月22日至2003年9月30日進(jìn)行試生產(chǎn)，經(jīng)取樣試驗(yàn)系統(tǒng)生產(chǎn)的成品集料符合行業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，滿足直孔電站混凝土集料要求。系統(tǒng)處理能力按300t/h進(jìn)行設(shè)計(jì)，后在施工過(guò)程中將皮帶機(jī)運(yùn)輸速度由1.25m/s提高到1.6m/s，處理能力比原設(shè)計(jì)提高約10%，建成后的系統(tǒng)處理能力可達(dá)330t/h。
2.2 低溫季節(jié)施工原因及施工特點(diǎn)
直孔電站集料生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)時(shí)段在原設(shè)計(jì)時(shí)只考慮了正溫季節(jié)進(jìn)行生產(chǎn)，負(fù)溫季節(jié)不進(jìn)行生產(chǎn)，但由于CII標(biāo)土石壩填筑工期提前，原計(jì)劃于2006年大量供應(yīng)的反濾料(用混凝土成品集料按比例摻和)提前到2004年開始供應(yīng)，導(dǎo)致了2004～2005年集料需用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出篩分系統(tǒng)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，為確保集料用量，需在2004年及2005年低溫季節(jié)生產(chǎn)約10萬(wàn)m3集料。根據(jù)西藏直孔地區(qū)氣候特點(diǎn)，除每年1、2兩個(gè)月(嚴(yán)寒季節(jié))不進(jìn)行生產(chǎn)外，其余低溫季節(jié)不停產(chǎn)。
低溫季節(jié)系統(tǒng)生產(chǎn)所面臨的主要問(wèn)題和常見故障主要為：(1)集料原料表面粘附泥砂凍結(jié)，很難沖洗干凈；(2)系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)發(fā)脆，受集料沖擊易斷裂；3)輸送皮帶表面粘附薄冰，易打滑，皮帶受凍后變硬易斷裂；(4)電動(dòng)滾筒易超荷絕緣體被擊穿損壞；(5)排水系統(tǒng)易堵，流水不暢；(6)儲(chǔ)料倉(cāng)料堆凍結(jié),地弄內(nèi)卸料口下料困難。
3 低溫季節(jié)集料生產(chǎn)措施及方法
3.1 原料控制措施
3.1.1 料場(chǎng)選擇原則
料場(chǎng)選用遵循了以下兩條原則： (1)優(yōu)先選用最近的料場(chǎng)以縮短運(yùn)距，防止毛料在運(yùn)輸途中凍結(jié)；(2)使用水上料場(chǎng)，盡量避免進(jìn)行水下開采,以防原料在運(yùn)輸生產(chǎn)過(guò)程中表面結(jié)冰，導(dǎo)致沖洗不凈?！?/P>
3.1.2 原料開采及運(yùn)輸
原料開采取料時(shí)，先將表層凍料清除，取用里層未凍料。在天然料場(chǎng)應(yīng)對(duì)原料進(jìn)行初篩分，將粒徑大于80mm的超徑石剔除，以減少原料對(duì)篩分系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)的沖擊力，降低鋼結(jié)構(gòu)受擊斷裂事故，初篩采用移動(dòng)式簡(jiǎn)易蓖條篩隔篩。初篩后的原料呈松散狀態(tài)，孔隙率大，如暴露在空氣中時(shí)間過(guò)長(zhǎng)易凍結(jié)，故堆存量不宜過(guò)多，一般是現(xiàn)產(chǎn)現(xiàn)用，當(dāng)天備料當(dāng)天用完,當(dāng)天未用完的原料應(yīng)進(jìn)行覆蓋保護(hù)，利用廢舊材料搭設(shè)保溫棚，防止原料被雨雪打濕凍結(jié)，當(dāng)棚外氣溫延續(xù)低于-8℃時(shí)棚內(nèi)應(yīng)用煤炭(或架設(shè)碘鎢燈具)取暖，以保證棚內(nèi)溫度為正溫。原料運(yùn)輸時(shí)表面進(jìn)行覆蓋，運(yùn)至篩分樓進(jìn)料口時(shí)及時(shí)卸料，避免長(zhǎng)時(shí)間等候。
3.2 系統(tǒng)運(yùn)行控制措施
3.2.1 生產(chǎn)前準(zhǔn)備工作
在低溫季節(jié)，系統(tǒng)運(yùn)行前的準(zhǔn)備工作顯得尤其重要，是系統(tǒng)全天是否能夠正常運(yùn)行的關(guān)鍵。準(zhǔn)備工作主要包括積雪(水或冰)清理、系統(tǒng)檢查、人力運(yùn)轉(zhuǎn)皮帶機(jī)等電動(dòng)機(jī)具及系統(tǒng)預(yù)熱等工作。每天上班的第一件工作是將系統(tǒng)元件上的積雪、積水及冰清除干凈，尤其是皮帶機(jī)皮帶表面、電動(dòng)滾筒、托輥、洗砂機(jī)及振動(dòng)篩等傳動(dòng)部位的冰雪一定要徹底清理干凈，以防起動(dòng)時(shí)傳動(dòng)裝置打滑。積雪清理完成后，用人力將每條皮帶機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)1至2 圈，將水泵、洗砂機(jī)和振動(dòng)篩傳動(dòng)裝置正反向各轉(zhuǎn)動(dòng)幾圈,直至感覺轉(zhuǎn)動(dòng)流暢時(shí)為止，以防止傳動(dòng)裝置被“凍死”，造成在電力起動(dòng)時(shí)無(wú)法起動(dòng)而損壞電器設(shè)備和元件，引起系統(tǒng)故障。人力運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，方可進(jìn)行電力起動(dòng)，生產(chǎn)前系統(tǒng)應(yīng)空載運(yùn)行一段時(shí)間，對(duì)系統(tǒng)各部位進(jìn)行預(yù)熱，使皮帶機(jī)皮帶由“硬脆”狀態(tài)恢復(fù)其韌性，空載運(yùn)行時(shí)間視氣溫情況而定，根據(jù)直孔電站篩分系統(tǒng)冬季運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在外界氣溫為0～-5℃時(shí)，系統(tǒng)空載運(yùn)行時(shí)間應(yīng)不少于20min，在外界氣溫為-5～-8℃時(shí)，運(yùn)行時(shí)間不于45min，在外界氣溫為-8～-12℃時(shí)，運(yùn)行時(shí)間不少于90min,如外界氣溫低于-12℃，此時(shí)系統(tǒng)將無(wú)法保證正常生產(chǎn)，原料在進(jìn)入篩分機(jī)前表面極易結(jié)塊，無(wú)法沖洗干凈且超遜徑嚴(yán)重，滿足不了混凝土集料的質(zhì)量要求，故此時(shí)停止生產(chǎn)。
3.2.2 生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題
在生產(chǎn)過(guò)程中主要注意的問(wèn)題是預(yù)防和及時(shí)迅速地處理皮帶機(jī)打滑現(xiàn)象，以防皮帶被集料“壓死”，預(yù)防辦法主要有兩種: ( 1)在每條皮帶機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置部位搭設(shè)暖棚，棚內(nèi)用碘鎢燈或其它暖具升溫，棚內(nèi)溫度保持處于正溫狀態(tài)；( 2)在運(yùn)行過(guò)程中用草把或青稞桿隨時(shí)掃除皮帶與滾筒接觸面的附著水和冰雪，防止其表面結(jié)冰。當(dāng)發(fā)生打滑現(xiàn)象時(shí)及時(shí)快速處理，處理辦法主要有以下三種: ( 1)在打滑處灑干細(xì)砂或工業(yè)鹽并輔以人力使其通過(guò)打滑面，通過(guò)后立即清除表面附冰或雪，防止下圈通過(guò)該處時(shí)再次打滑；(2)張緊皮帶增加摩擦力；( 3)減少皮帶上的帶料量，降低皮帶機(jī)負(fù)重。
3.2.3 停產(chǎn)后應(yīng)做的工作
每天系統(tǒng)停產(chǎn)后，特別注意做好以下幾個(gè)方面的工作，一是清理系統(tǒng)漏料，以防長(zhǎng)時(shí)間凍結(jié)形成頑渣，尤其是皮帶機(jī)、振動(dòng)篩和洗砂機(jī)等主要設(shè)備上的積料和冰塊應(yīng)徹底清除，對(duì)傳動(dòng)部位等關(guān)健部位用干布擦干并覆蓋；二是疏通排水溝和沉砂池，將其內(nèi)的沉積物挖除，防止凍結(jié)；三是排除水管、泵內(nèi)積水,防止積水在管內(nèi)結(jié)冰造成管路堵塞；四是系好防風(fēng)扣，防止大風(fēng)吹翻皮帶。
3.3 質(zhì)量保證措施
從直孔水電站混凝土集料生產(chǎn)系統(tǒng)低溫季節(jié)集料生產(chǎn)試驗(yàn)資料看，在進(jìn)料量、篩洗水壓力及篩網(wǎng)品種均相同的條件下，負(fù)溫季節(jié)生產(chǎn)的集料超遜徑與正溫季節(jié)生產(chǎn)的集料基本一致，符合質(zhì)量要求，但出現(xiàn)含泥量超標(biāo)且成品集料內(nèi)夾有冰渣及凍塊現(xiàn)象，針對(duì)此情況，在低溫季節(jié)生產(chǎn)時(shí)對(duì)系統(tǒng)生產(chǎn)相關(guān)環(huán)節(jié)及有關(guān)參數(shù)進(jìn)行了幾項(xiàng)調(diào)整，一是降低進(jìn)料量，將進(jìn)料量由250～300t/h調(diào)整至200～250t/h，使篩面處理量減少，單位集料用水量相對(duì)增加；二是將篩面水壓力由2kg/cm2增加至2.5kg/cm2，加大沖洗力；三是將篩面角度由12°調(diào)整為10°，延長(zhǎng)集料在篩面跳動(dòng)及沖洗時(shí)間，使集料表面附著物完全剝落。四是將塑膠篩網(wǎng)改為鋼絲篩網(wǎng)，增大了篩網(wǎng)過(guò)水面積，降低了集料內(nèi)含水量，以減少集料中夾冰和凍結(jié)現(xiàn)象。通過(guò)以上措施，集料質(zhì)量得到了有效提高，超遜徑、含泥量等參數(shù)均符合規(guī)范要求，滿足直孔電站混凝土集料質(zhì)量要求(見表1) ，但集料中仍?shī)A有少量冰塊及凍塊現(xiàn)象。針對(duì)集料夾冰及凍塊現(xiàn)象，也采取了二項(xiàng)應(yīng)對(duì)措施，一是在低溫季節(jié)生產(chǎn)的集料不直接用于冬季混凝土澆筑，只作為備料；二是在每年四月份將低溫季節(jié)生產(chǎn)的集料進(jìn)行翻曬，使集料內(nèi)的夾冰和凍塊融化并適量灑水沖洗后再進(jìn)行使用。
4 其他措施
在氣候特別寒冷的1～2月份，直孔水電站主要篩分系統(tǒng)(樓式篩分系統(tǒng))停產(chǎn)后，又用一套鼠籠篩進(jìn)行了集料生產(chǎn)試驗(yàn)，鼠籠篩上部搭設(shè)暖棚，使整個(gè)鼠籠篩處于暖棚內(nèi)進(jìn)行集料生產(chǎn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，除大石含泥量超標(biāo)外，其余集料均符合質(zhì)量要求，但在集料堆放場(chǎng)貯存的集料表面30～50cm的集料全部?jī)鼋Y(jié)形成硬塊，必須在暖季進(jìn)行翻曬和灑水沖洗后方可使用。
5 結(jié) 語(yǔ)
直孔水電站在負(fù)溫季節(jié)進(jìn)行集料生產(chǎn)的成功探索，對(duì)類似工程具有很好的參考意義，在此經(jīng)驗(yàn)上,類似工程在進(jìn)行篩分系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，延長(zhǎng)集料生產(chǎn)時(shí)間，從而減小系統(tǒng)規(guī)模，降低臨建費(fèi)投入，但低溫季節(jié)生產(chǎn)成本較高，從本工程的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，比正溫季節(jié)生產(chǎn)成本約提高20%，因此是否在低溫季節(jié)進(jìn)行生產(chǎn)，應(yīng)作具體的經(jīng)濟(jì)比較，不可盲目采用。
