1、梨園廠房深槽式皮帶機(jī)結(jié)合負(fù)壓溜槽混凝土水平運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用李曉光鄔成遠(yuǎn)崔征軒摘要高速深槽式皮帶機(jī)和負(fù)壓溜槽聯(lián)合輸送系統(tǒng)是一種新型混凝土運(yùn)輸入倉(cāng)系統(tǒng)，它成功地解決了高山狹谷地區(qū)兩岸陡峭、不利于修建汽車道路或水平運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)等混凝土入倉(cāng)運(yùn)輸問題。高速深槽式皮帶機(jī)和負(fù)壓溜槽聯(lián)合輸送系統(tǒng)，工藝先進(jìn)、簡(jiǎn)單，其設(shè)備占地面積小，輸送快捷，設(shè)備費(fèi)用低，維護(hù)方便，便于管理，減少了混凝土周轉(zhuǎn)次數(shù)，提高了混凝土的入倉(cāng)強(qiáng)度及其質(zhì)量。它對(duì)加快水電站施工速度，縮短施工周期起到了極大的作用，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。因此，其應(yīng)用前景十分廣闊。關(guān)鍵詞深槽式皮帶機(jī)負(fù)壓溜槽混凝土運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用1概述梨園水電站位于迪慶州香

2、格里拉縣與麗江市玉龍縣交界河段，是金沙江中游河段規(guī)劃的第三個(gè)梯級(jí)電站。電站裝機(jī)容量2400MW（ 4× 600MW），廠房土建及金屬結(jié)構(gòu)安裝工程為我局承建項(xiàng)目，同時(shí)也是我局目前承建的單機(jī)裝機(jī)容量最大的項(xiàng)目。本項(xiàng)目廠房土建結(jié)構(gòu)混凝土為43.6 萬 m3，施工平均強(qiáng)度為2.0 萬 m3/ 月。針對(duì)梨園廠房廠后邊坡坡比及左岸拌和系統(tǒng)布置在左岸廠后邊坡上部壩頂公路的特點(diǎn)， 如采用常規(guī)運(yùn)輸方法，運(yùn)距遠(yuǎn) （約 3.2km），難以滿足廠房大體積溫控混凝土高強(qiáng)度、大規(guī)模及有溫控要求的運(yùn)輸需要。通過在左岸布置負(fù)壓溜槽和深槽式高速皮帶聯(lián)合運(yùn)輸系統(tǒng)，較好的解決了這個(gè)技術(shù)難題題，同時(shí)也節(jié)約了運(yùn)輸成本，具有顯

3、著的經(jīng)濟(jì)效益。2混凝土水平運(yùn)輸方案選擇本工程充分利用拌和站布置在廠房后邊坡頂部這一地理優(yōu)勢(shì)，對(duì)混凝土運(yùn)輸方式進(jìn)行比選：（ 1）由于廠房混凝土工程量大 (43.6 萬 m3) ，如采用常規(guī)罐車運(yùn)輸，商品混凝土拌和站距廠房運(yùn)距遠(yuǎn)（ 3.2km），運(yùn)輸費(fèi)用高，且難以保證高強(qiáng)度混凝土運(yùn)輸要求。（ 2）從技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的角度考慮，采用深槽式皮帶機(jī)結(jié)合負(fù)壓溜槽運(yùn)輸混凝土，其投入混凝土水平運(yùn)輸設(shè)備少，運(yùn)行成本低。（ 3）廠房大體積混凝土量大 (34.2 萬 m3) ，如采用常規(guī)運(yùn)輸方式，運(yùn)距遠(yuǎn)，運(yùn)輸時(shí)間長(zhǎng)，不利于混凝土溫度控制，如采用深槽式皮帶機(jī)結(jié)合負(fù)壓溜槽運(yùn)輸，運(yùn)輸速度快，減少了混凝土的運(yùn)輸溫升，為大

4、體積混凝土溫控提供了運(yùn)輸保證。通過選擇、設(shè)計(jì)、改進(jìn)深槽式皮帶機(jī)結(jié)合負(fù)壓溜槽混凝土運(yùn)輸系統(tǒng)，解決了廠后邊坡深槽式皮帶機(jī)結(jié)合負(fù)壓溜槽混凝土運(yùn)輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工等專業(yè)技術(shù)問題，同時(shí)解決了廠房混凝土運(yùn)輸強(qiáng)度、成本及運(yùn)輸質(zhì)量等問題，為類似工程提供借鑒。3 系統(tǒng)布置3.1混凝土輸送路線梨園廠房砼輸送線由皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)、負(fù)壓溜槽系統(tǒng)、液壓儲(chǔ)料斗組成。皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)由拌合樓下移動(dòng)皮帶YDS、 YD、固定皮帶J1、 J2、J3、跨路皮帶H1、H2 組成；負(fù)壓溜槽系統(tǒng)由四段 60m的負(fù)壓溜槽組成；在系統(tǒng)之間設(shè)有5 個(gè)液壓儲(chǔ)料斗。輸送系統(tǒng)可運(yùn)輸 2 3 級(jí)配混凝土，理論最大運(yùn)輸能力為3120m/h 。由左岸拌和系統(tǒng)

5、（ 1625m）通過拌合樓下移動(dòng)皮帶、J1、 J2 高速深槽皮帶將砼運(yùn)至 E1625m中間轉(zhuǎn)料斗，再通過雙道負(fù)壓溜槽輸送至E1574m中間轉(zhuǎn)料斗，然后分成兩條線路， 1#線通過高速深槽跨路皮帶和坡面負(fù)壓溜槽將砼運(yùn)至E1524m 接料斗， 2#線通過高速深槽皮帶沿E1574m中線公路將砼輸送至下游E1574m中間轉(zhuǎn)料斗， 再通過負(fù)壓溜槽和高速深槽皮帶將砼輸送至E1524m中間轉(zhuǎn)料斗。3.2 系統(tǒng)布置與設(shè)備參數(shù)砼供料線皮帶速度為3.4m/s ，負(fù)壓溜槽半徑260mm，生產(chǎn)率為 120 m3/h 。在澆筑 832.0 萬萬 m 砼正常使用條件下，皮帶托輥不更換，在正常使用條件下硬質(zhì)合金刮刀約m3 更

6、換一次，樹脂刮刀約1.0 萬 m3 更換一次，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較低。根據(jù)地形條件和拌和樓與廠房位置的相對(duì)關(guān)系，皮帶機(jī)從拌和樓到負(fù)壓溜槽進(jìn)口的水平運(yùn)距為 105.9m，中線公路到負(fù)壓溜槽進(jìn)口兩條線路的水平運(yùn)距為152m，主要設(shè)計(jì)3參數(shù)為：帶寬 650mm，帶速 3.4m/s ，單機(jī)額定輸送能力 160m/h ，最大爬坡角度 9°，總運(yùn)距 257.9m。負(fù)壓溜槽在高度上的布置范圍是從高程1625m到 1574m，從高程 1574m 到 1524m垂直運(yùn)距 101m。負(fù)壓溜槽斷面為半圓形，半徑260mm，下滑傾角 45°，單條輸送能力為120m3/h 。具體系統(tǒng)布置見圖1。路公回頂填

7、壩道路岸左路道圖 1負(fù)壓溜槽結(jié)合皮帶機(jī)混凝土輸送系統(tǒng)布置圖4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在問題及解決辦法4.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)及布置的主要問題（ 1）拌和樓出料口接料與其他單位同時(shí)接料協(xié)調(diào)問題。由于本工程混凝土為集中拌和供料，涉及到其他單位同步供料問題，解決這一現(xiàn)實(shí)問題，是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)需考慮的關(guān)鍵。（ 2）皮帶機(jī)與負(fù)壓溜槽的相互銜接問題。為了滿足高強(qiáng)度常態(tài)混凝土施工的需要，本系統(tǒng)設(shè)置雙道并列負(fù)壓溜槽，以備負(fù)壓溜槽檢修時(shí)交替使用。（ 3）廠房后邊坡坡比為 1:1 ，且每 20m高差設(shè)置一道 3m寬?cǎi)R道，在 EL1574.0m 設(shè)置 10m 寬中線公路，根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，負(fù)壓溜槽的坡度不能小于45o，由此，需解決因馬道及公

8、路而影響坡比的問題。（ 4）系統(tǒng)的備用能力。為避免由于故障和檢修引起全線停產(chǎn)，系統(tǒng)必須具備一定的備用能力。4.2主要問題的解決辦法（ 1）在拌和樓受料口底部架設(shè)軌道，小樓通過移動(dòng)深槽式皮帶機(jī)控制，大樓通過移動(dòng)伸縮式皮帶機(jī)控制，對(duì)應(yīng)受料口部位的皮帶機(jī)上部增加一小型緩沖集料斗，解決下料集中對(duì)皮帶機(jī)的沖擊。（ 2）皮帶機(jī)與負(fù)壓溜槽的相互銜接問題。為解決皮帶機(jī)與負(fù)壓溜槽過程受料銜接，在皮帶機(jī)與負(fù)壓溜槽端部連接部位設(shè)置一集料斗，為解決雙道負(fù)壓溜槽間的相互切換，將壩頂公路下的集料斗底部設(shè)置了雙向液壓分動(dòng)箱。（ 3）為解決廠房后邊坡馬道對(duì)負(fù)壓溜槽坡比的影響，保證中線公路的交通不中斷，計(jì)劃對(duì)負(fù)壓溜槽的支撐系統(tǒng)

9、采用型鋼桁架按 15m跨度進(jìn)行分段支撐， 采用空間有限元法進(jìn)行計(jì)算，確保支撐系統(tǒng)安全，對(duì)中線公路跨路段增加深槽式皮帶機(jī)及中轉(zhuǎn)料斗，確保道路暢通。（ 4）為使系統(tǒng)能長(zhǎng)期、高效地運(yùn)行，避免由于故障和檢修引起全線停產(chǎn)，系統(tǒng)必須具備一定的備用能力。本系統(tǒng)在 3 個(gè)環(huán)節(jié)上作了備用性考慮：拌和樓下的給料機(jī)采用軌道移動(dòng)及皮帶機(jī)伸縮機(jī)構(gòu)，可方便地移位，因此系統(tǒng)允許汽車和皮帶機(jī)兩種運(yùn)送方式共存并列布置兩條主負(fù)壓溜槽，通過集料斗分動(dòng)口的分料，可運(yùn)行其中的任意一條，3另一條作檢修備用；大斗容集料斗，最多可儲(chǔ)備12m 的混凝土，保證系統(tǒng)可以在不間斷連續(xù)運(yùn)行中作局部維修和故障處理。5系統(tǒng)運(yùn)行方案梨園廠房砼輸送系統(tǒng)采用高

10、速深槽皮帶和砼負(fù)壓溜槽聯(lián)合輸送系統(tǒng)，由拌合樓下移動(dòng)皮帶機(jī)YDS、YD受料，通過調(diào)整移動(dòng)皮帶的位置，拌合樓可分別給汽車或皮帶機(jī)出料。YDS或 YD皮帶接料后，再通過J1、J2 高速深槽皮帶將砼運(yùn)至E1625m中間轉(zhuǎn)料斗（1#分動(dòng)箱），再通過1#雙線負(fù)壓溜槽輸送至E1574m中間轉(zhuǎn)料斗。在E1574m中間轉(zhuǎn)料斗處分成兩條線路： 1#線通過 H1 皮帶和 2#負(fù)壓溜槽將砼運(yùn)至 E1524m接料斗（ 2#分動(dòng)箱）；2#線通過 J3 皮帶沿 E1574m道路將砼輸送至下游 E1574m中間轉(zhuǎn)料斗， 再通過 H2 皮帶和3#負(fù)壓溜槽將砼輸送至 E1524m轉(zhuǎn)料斗中（ 3#分動(dòng)箱）。6 操作控制6.1移動(dòng)式

11、皮帶機(jī)移動(dòng)式 YDS、YD皮帶機(jī)機(jī)構(gòu)采用英威騰變頻器控制電機(jī)，設(shè)有啟動(dòng)、停止按鈕和四檔調(diào)速凸輪按鈕。正常工作時(shí)由總運(yùn)行控制皮帶機(jī)的投入。移動(dòng)式皮帶機(jī)的伸縮動(dòng)作由按鈕直接控制，由限位器進(jìn)行保護(hù)。6.2皮帶機(jī)和轉(zhuǎn)料斗皮帶機(jī)機(jī)構(gòu)分為J1 皮帶機(jī)、 J2 皮帶機(jī)、 J3 皮帶機(jī)、 H1 跨路皮帶機(jī)、 H2 跨路皮帶機(jī)。設(shè)有三個(gè)分動(dòng)箱。（1）在 J2 皮帶機(jī)設(shè)有1 號(hào)分動(dòng)箱，安裝著控制J2 皮帶機(jī)啟停接觸器、控制ZL1料斗門和振動(dòng)器的啟動(dòng)停止按鈕。設(shè)有啟停指示燈、緊急停車按鈕及拉繩開關(guān)。由PLC整體控制運(yùn)行，也可以在調(diào)試狀態(tài)下單獨(dú)運(yùn)行該皮帶機(jī)。（2)在 H1 段皮帶機(jī)設(shè)有2 號(hào)分動(dòng)箱，安裝著控制H1 段

12、皮帶機(jī)啟停接觸器、選擇工況按鈕（選擇是H1 段皮帶機(jī)工作，還是J3 皮帶機(jī)和H2 段皮帶機(jī)工作） 、控制 ZL2 料斗門和振動(dòng)器的啟動(dòng)停止按鈕。還設(shè)有啟停指示燈、緊急停車按鈕及拉繩開關(guān)。由PLC整體控制運(yùn)行，也可以在調(diào)試狀態(tài)下單獨(dú)運(yùn)行該皮帶機(jī)。(3)在 J3 段皮帶機(jī)設(shè)有3 號(hào)分動(dòng)箱，安裝著控制J3 皮帶機(jī)和H2 段皮帶機(jī)啟停接觸器、選擇工況按鈕（選擇是H1 段皮帶機(jī)工作，還是J3皮帶機(jī)和H2 段皮帶機(jī)工作） 、控制 ZL3 料斗門和振動(dòng)器的啟動(dòng)停止按鈕。設(shè)有啟停指示燈、 緊急停車按鈕及拉繩開關(guān)。由 PLC整體控制運(yùn)行，也可以在調(diào)試狀態(tài)下單獨(dú)運(yùn)行該皮帶機(jī)。6.3設(shè)備運(yùn)行前的檢查每次混凝土輸料前

13、，運(yùn)行人員必須檢查桁架各焊接點(diǎn)是否脫焊，設(shè)備上是否有影響運(yùn)行的雜物，料斗弧門開啟是否正常、電纜是否漏電，各傳動(dòng)軸潤(rùn)滑是否良好，空段清掃器橡膠塊是否完好，若設(shè)備各部位無異常情況方可開機(jī)運(yùn)行。整個(gè)混凝土運(yùn)輸系統(tǒng)工作時(shí)，所有皮帶機(jī)必須先空轉(zhuǎn)起動(dòng)1 2min，可以延長(zhǎng)使用壽命和防止轉(zhuǎn)料斗堵料。停機(jī)時(shí)比整個(gè)混凝土運(yùn)輸系統(tǒng)晚1min，防止積料。7 實(shí)用情況及效果梨園廠房深槽式皮帶機(jī)結(jié)合負(fù)壓溜槽聯(lián)合輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)際測(cè)試表明：皮帶運(yùn)輸能力可達(dá)到33以上，實(shí)際運(yùn)輸能力受倉(cāng)面汽車接料110m/h ，而溜槽的運(yùn)輸能力在80m/h配合等其他環(huán)節(jié)的制約。采用負(fù)壓溜槽和深槽式皮帶機(jī)運(yùn)輸，混凝土從拌和樓出機(jī)口輸送到廠區(qū)E

14、L1524.3m自卸汽車的時(shí)間正常為3 5min ；自卸汽車或罐車運(yùn)輸，從拌和樓出機(jī)口到廠區(qū)EL1524.3m 的運(yùn)行時(shí)間至少為20min。所以前者混凝土從拌和到入倉(cāng)澆筑的時(shí)間更短，質(zhì)量及溫控更有保證。采用這套系統(tǒng)可運(yùn)輸 5 14cm坍落度混凝土，運(yùn)輸過程中坍落度損失約為 1.5cm 左右，在允許變化范圍之內(nèi)，混凝土性能經(jīng)過運(yùn)輸?shù)竭_(dá)倉(cāng)面時(shí)，基本沒有改變，因加有中轉(zhuǎn)料斗，運(yùn)輸造成的骨料分離比較輕微。深槽皮帶機(jī)因刮刀調(diào)節(jié)性能的改進(jìn)，其混凝土漿液的損失率較小，拌和樓配料配比不必考慮該因素的影響。這項(xiàng)技術(shù)的成功運(yùn)用，解決了廠房的水平運(yùn)輸混凝土問題，同時(shí)也為大體積混凝土溫控提供了運(yùn)輸保證。8 經(jīng)驗(yàn)與建議

15、8.1運(yùn)行過程中需注意的主要事項(xiàng)：（ 1）在梨園廠房皮帶機(jī)系統(tǒng)中，皮帶機(jī)系統(tǒng)中采用了懸掛式三輥托輥，有利于防止皮帶的跑偏；同時(shí)在皮帶機(jī)桁架設(shè)計(jì)上采取了有效措施，防止了皮帶跑偏問題。（ 2）為適應(yīng)拌和樓直接卸料至拌和樓下移動(dòng)式皮帶機(jī)內(nèi)，加大了移動(dòng)式皮帶機(jī)接料斗斗容，同時(shí)為了防止下料口沖擊皮帶機(jī)，將拌和樓下的移動(dòng)式皮帶機(jī)進(jìn)行了加寬設(shè)計(jì)（帶寬 850mm），提高了運(yùn)輸能力，減少了拌和樓出料口對(duì)皮帶機(jī)的沖擊性。（ 3）皮帶機(jī)合金刮刀，雖然采用了加設(shè)彈簧和調(diào)節(jié)螺栓的形式控制松緊度，但因合金刮刀硬度高，仍然存在彈簧松緊控制不好的情況，控制較緊對(duì)皮帶磨傷較大，影響皮帶的使用壽命，控制較松，則會(huì)出現(xiàn)混凝土運(yùn)輸

16、過程中皮帶機(jī)粘漿、漏漿情況。刮刀的使用壽命與運(yùn)行時(shí)間有關(guān)，屬消耗性材料，為確保其對(duì)皮帶的清潔及保護(hù)作用，在刮刀兩側(cè)設(shè)置彈簧及螺栓調(diào)節(jié)裝置，以解決磨損后的松弛問題，相對(duì)延長(zhǎng)了其有效壽命同時(shí)為了解決合金刮刀硬度對(duì)皮帶的傷害，將合金刮刀更換為樹脂刮刀。,（ 4）負(fù)壓溜槽全線要設(shè)置足夠數(shù)量和容積的轉(zhuǎn)料漏斗，具備充足的貯料調(diào)節(jié)能力，以保證其他設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行及其與負(fù)壓溜槽的正常配合。（ 5）系統(tǒng)的控制方式和通信聯(lián)系對(duì)運(yùn)輸效率也有較大影響。采用集中控制和應(yīng)用工業(yè)電視等先進(jìn)的聲光圖象信號(hào)，可使系統(tǒng)調(diào)度靈活，有利于提高效率。（ 6）深槽皮帶的深槽型式有利于防止骨料分離，但如果皮帶寬度太小，使用中就形不成合適的料層厚度，保證不了深槽的效果，分離就嚴(yán)重。（ 7）應(yīng)提