混凝土拌合及砂石系统设计.docx
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混凝土拌合及砂石系统设计
混凝土拌合系统设计
5.1水泥混凝土拌合系统
5.1.1水泥混凝土拌和系统的任务
本标工程需要混凝土拌和系统生产的混凝土总量47036m³，根据施工进度安排，高峰期混凝土月浇筑强度为5456m³/月。
5.1.2混凝土拌和系统的设计依据
⑴招标文件和答疑的补充文件。
⑵本标施工组织设计中的总进度计划和混凝土浇筑方案。
5.1.3工艺流程设计
5.1.3.1生产规模的确定和拌和设备的选择
（1）混凝土拌和系统生产规模的确定
根据月浇筑最高强度5456m³/月按以下计算公式计算：
公式中Qm为5456m³/月，M为25天/月，N为16h/天，不均匀系数Kn取为1.5，由此计算出混凝土拌和系统的生产规模为20.46m³/h。
（2）混凝土拌和设备的选择
本标混凝土拌和系统拟在布置的场地内，选用1套HZS60拌和系统，拌合系统布置位置详见总平面布置图。
在计算生产强度的时候已经考虑了工作班制和月工作天数，所需设备的实际生产能力只要不低于20.46m³/h即可满足要求。
根据混凝土浇筑的施工计划，布置1座HZS60型拌和站。
1座HZS60型拌和站混凝土理论拌和能力可达60m³/h，生产率按60%计算可达36m³/h，可以满足混凝土拌和的要求。
（3）流程说明
拌和站的主要流程如下：
1砂石料输送流程：
2水泥输送流程：
水泥
水泥罐
螺旋输送机
计量斗
拌和机
气力输送
3外加剂输送流程：
4水输送流程：
5混凝土拌和料输出流程：
5.1.3.2材料储存：
（1）成品骨料仓布置于混凝土拌和系统内，骨料仓分大石、中石、小石和砂四个料仓，总储量约1000m³。
骨料用自卸汽车从成品砂石料场运送至拌合站储料场，保证储料满足生产要求。
（2）水泥的储存：
设计储存量，其计算公式如下：
Qm为5456m³/月，按无中转的公路运输的情况考虑，确定水泥储存7天的使用量，每立方混凝土用300kg水泥，据此计算出混凝土拌和系统水泥的储存量381t，设置2个200t水泥罐。
（3）各种混凝土外加剂的储存
根据实际的外加剂的品种（由实际混凝土施工配合比确定品种）、使用量（由实际混凝土施工配合比确定每方混凝土用量结合混凝土的总量、浇筑强度确定）、采购的途径、运输的方式、运距等因素确定实际储存量，暂按半月的使用量储存混凝土外加剂。
拌和系统布置外加剂储存仓库面积30m²。
5.1.3.3混凝土拌和系统工艺流程
混凝土拌和系统工艺流程详见投标附图《混凝土拌和系统工艺流程图》（投附-05-01）。
5.1.4混凝土拌和系统的温控措施
据附近气象站资料统计，工程区多年平均气温17.4℃，极端最高气温41.8℃，极端最低气温达-2.7℃。
冬季施工温控不作考虑，如遇极端低温天气，不宜混凝土施工时，暂停混凝土施工即可。
按照施工总进度计划安排，夏季安排了混凝土施工，夏季高温时节混凝土施工尽量避开高温时段，在夏季混凝土拌和气温高的情况下采取加冰拌和的温度控制措施。
5.1.5辅助设施
除上述主要设施外，混凝土拌和系统还设有办公室、现场实验室、值班室、原料仓库（棚）、配电室等生产用房。
水、电供应具体由施工总体布置统一考虑。
5.1.6拌和系统平面布置
5.1.6.1布置原则
严格在发包人提供的场地内布置，集中布置、紧凑规划、减少占地面积、减少临建工程量。
混凝土生产系统的生活区设施布置、生产的供水供电由本标施工总布置统一考虑，本处只考虑拌合系统内的生产用房和其他系统内必须的临建设施。
5.1.6.2混凝土拌和系统组成
混凝土拌和系统由拌和站、骨料仓、胶凝材料储存罐、外加剂仓库分、供水、供电等设施组成。
5.1.6.3平面布置
混凝土拌和系统布置在发包方提供的场地内，混凝土拌和系统占地面积为3500m²，具体布置详见投标附图《混凝土拌合系统平面布置图》（投附-05-02）。
5.1.6.4拌和系统用电
本标混凝土拌和系统施工用电根据施工总平面图所示的就近变压器。
5.1.7混凝土拌和系统机械设备
混凝土拌和系统机械设备配置见表5.1-1。
表5.1-1混凝土拌和系统机械设备表
序号
设备名称
规格型号
设备能力
单位
数量
备注
1
混凝土拌和站
HZS60
60m³/h
套
1
2
水泥罐
200T
个
2
3
粉煤灰罐
100T
个
2
4
螺旋输送机
D300
只
2
水泥输送
5
水泵（耐酸型）
15m³/h
台
2
扬程20m
6
自卸汽车
20T
辆
4
骨料运输（开挖共用）
7
装载机
ZL-50
3m³
台
1
骨料上料
5.1.8混凝土拌和系统土建工程量
本标混凝土拌和系统临建工程量见表5.1-2。
表5.1-2混凝土拌和系统临建工程量汇总表
序号
项目
土石开挖
（m³）
土石回填
（m³）
C20混凝土
（m³）
钢筋
（t）
浆砌石
（m³）
建筑面积
（m²）
1
场地平整
500
利用开挖
2
拌和站基础
100
利用开挖
10
3
骨料配料仓
20
4
骨料配料仓雨（阳）棚
15
0.3
100
270
5
仓库房（棚）
5
0.1
30
6
生产用房
10
240
7
水泥罐
5
8
粉煤灰罐
3
8
拌合站蓄水池
30
合计
600
98
0.4
100
540
5.2沥青混凝土生产系统
5.2.1沥青混凝土生产系统的任务
负责本合同沥青混凝土生产系统的设计和施工，该生产系统应能满足本合同工程施工所需的沥青混凝土施工需要。
包括沥青混凝土骨料储存、拌和、运输以及设备和设施的采购、安装、调试、运行管理和维修等。
本标工程需要沥青混凝土生产系统生产的混凝土总量4310m³，根据施工进度安排，高峰期沥青混凝土月施工强度为834m³/月。
5.2.2混凝土生产系统的设计依据
⑴业主的招标文件和答疑补充文件。
⑵本标施工组织设计中的总进度计划和沥青混凝土施工方案。
5.2.3工艺流程设计
5.2.3.1生产规模的确定和生产设备的选择
⑴沥青混凝土生产系统生产规模的确定
拌和设备的生产能力取决于沥青混凝土的铺筑强度。
铺筑强度P计算公式:
P=（W/Tmn）×k
式中P为铺筑强度，t/h；
W为防渗墙沥青混凝土的工程量，t；
T为有效铺筑天数，d；
m为日工作班数，班/d；
n为班实际工作天数，h/班；
K为小时生产不均匀系数，K=1.2～1.4。
W为高峰月的沥青混凝土工程量834m³/月×2.1t/m³=1751t/月，沥青混凝土设计指标:
＞2.0t/m³；T为22天/月；m为2班/d；n为8h/班；不均匀系数K取为1.4。
由此计算出的混凝土生产系统的生产规模为6.96t/h。
实际按沥青混凝土生产强度不低于15t/h选取设备。
⑵沥青混凝土生产设备的选择
在计算生产强度的时候已经考虑了工作班制和月工作天数，所需设备的实际生产能力只要不低于15t/h即可满足要求。
实际生产能力按下式计算：
P=KP′
式中K为折减系数，一般为0.6～0.7；
P′为沥青混凝土生产设备的额定生产能力，t/h。
综上所述，P′=P/K=P/0.6=40t/h，沥青混凝土生产系统选用1套NTAP1000型沥青混凝土搅拌站，完全能满足混凝土生产的要求。
⑶沥青混凝土制备工艺流程
沥青混凝土制备工艺流程见附图《沥青混凝土生产系统工艺流程图》（图号：
投附-05-03）。
5.2.3.2材料储存
⑴沥青
本标采用桶装沥青。
对桶装沥青，为了避免沥青从桶内流出，不得横放或倒置。
每桶重200kg（桶重约25kg）。
桶的直径60cm，高90cm。
一般码放1～2层。
桶装储存占地面积A可按下式计算：
A=（Q/q）×K
其中Q=P×t×T[α/（1+α）]
以上两式中A为桶装沥青储存占地面积，m²；
α为沥青混凝土中沥青与骨料填充料重量比；
T为储备天数，d；
Q为沥青储存量，t；不小于一次运来的沥青量；
q为单位面积的堆存定额，t/m²；码放两层时，q=1t/m²；
K为系数，一般为1.2～2.0；
P为沥青混凝土铺筑强度，t/h；
t为日实际工作时数，h/d；这里采用两班班制，每班按8h计。
综上所述，计算得A为360m²。
⑵骨料
粗细骨料的储存数量以满足约7天的铺筑用量为宜。
储存仓布设有防雨设施，砂料含水率不宜大于4%。
⑶矿粉
矿粉细度对水工沥青混凝土性质影响极大，矿粉不允许受潮结块，一般应在防潮棚内或罐内储存。
5.2.3.3沥青混凝土生产系统工艺流程
沥青混凝土生产系统工艺流程详见投标文件附图《沥青混凝土生产系统工艺流程图》（图号：
投附-05-03）。
5.2.3.4沥青混凝土生产系统温控措施
生产好的沥青混凝土卸入提升斗，并提升至沥青混凝土储罐储存，储罐储存量应有沥青混凝土摊铺1天或1班需用量。
5.2.4沥青混凝土生产系统布置
严格控制在布置在规划的场地内，集中布置、紧凑规划、减少占地面积、减少临建工程量。
5.2.4.1混凝土生产系统组成
混凝土生产系统由沥青拌和站、骨料储存仓、沥青储存仓、供水、供电等设施组成。
5.2.4.2平面布置
混凝土生产系统布置在规划的场地内，占地面积4700m²，其中骨料仓占地500m²。
混凝土生产系统平面布置详见投标文件附图《沥青混凝土生产系统平面布置图》（图号：
投附-05-04）。
5.2.4.3混凝土生产系统机械设备
混凝土生产系统机械设备配置见表5.2-1。
表5.2-1混凝土生产系统机械设备表
序号
设备名称
规格型号
设备能力
单位
数量
备注
1
沥青混凝土搅拌站
NTAP1000
套
1
2
沥青脱筒装置
套
1
3
柴油储罐
套
1
4
柴油泵
台
1
5.2.5沥青混凝土生产系统土建工程量
混凝土生产系统临建工程量见表5.2-2。
表5.2-2混凝土生产系统临建工程量汇总表
序号
工程项目
单位
工程量
备注
1
储料仓混凝土
m³
214
二级配
2
储料仓钢筋制安
t
10.8
3
挡墙浆砌石
m³
150
4
拌和站基础混凝土
m³
120
5
拌和站基础钢筋制安
t
7.2
6
储料仓底部皮带
m
30
80cm宽
7
上料皮带
m
30
从储料仓到配料仓,80cm宽
8
储料仓顶棚
m²
150
9
土石方开挖
m³
250
5.3砂石骨料加工系统
5.3.1系统设计要求
由招标文件给定的条件计算出，本砂石骨料加工系统承担本标工程混凝土（含喷护混凝土）和砂浆约55188m3（表5.3-1所示），相应的骨料供应总量约10.4万t，砂石料分级配需用量如表5.3-2所示。
表5.3-1混凝土需求量表（单位：
m3）
编号
项目名称
小计
砂浆
一级配
二级配
三级配
1
本标混凝土
48173
/
4007
38041
6125
2
砂浆
7015
7015
/
/
/
合计
55188
7015
4007
38041
6125
对于本工程所需的大坝过渡料、垫层料约32430m3、沥青混凝土骨料4610m3相对工程量较小，不再独立设置加工系统。
本砂石加工系统仅设置一套骨料加工系统，工程所需大坝过渡料、垫层料、沥青混凝土骨料均由本筛分系统生产的骨料配制。
加工生产时要达到工程所需9731t／月的供应料（见表5.3-2所示）。
5.3.2系统工艺流程设计选型
设计原则：
（1）生产能力满足招标文件要求，并且要求有一定裕度；
（2）各粒径砂石料的产量能根据需要即时调整；
（3）成品砂石料储量满足混凝土浇筑5～7天的用量；
（4）工艺性能可靠，节约占地，建设周期短。
根据招标文件《技术条款》的要求，混凝土骨料及垫层料加工系统采用海峡村料场开采料作原料，生产出合格的骨料，生产规模需满足本标过渡料、垫层料填筑施工高峰月强度约5333m3/月的供应、沥青混凝土整个工程混凝土浇筑（含喷护混凝土及砂浆）6074m3/月的供应,加工系统按2班制生产考虑，月生产320小时，加工系统的设计生产能力确定为80t/h。
（各种砂石料的均衡小时产量见表5.3-2）。
5.3.2.1原料开采
骨料加工原料在料场爆破开挖后，大于500mm粒径的石块在装车前剔除，用于大坝堆石料填筑，小于500mm粒径的石碴装20t自卸汽车运输至砂石料加工系统受料部位。
表5.3-2砂石骨料需求量表
混凝土
种类
各级配混凝土
比例
工程量
（m3）
各粒径骨料含量（mm）
80～40
40～20
20～5
5～0
合计
砂浆
12.71%
7015
/
/
0.00
7015
7015
一级配
7.26%
4007
/
/
2204
1803
4007
二级配
68.94%
38041
/
12934
12934
12173
38041
三级配
11.10%
6125
1360
1360
1813
1593
6125
合计
100.00%
55188
1360
14294
16951
22584
55188
混凝土骨料需求量（t）
2991
27873
33054
38844
104015
沥青混凝土
4610
/
/
1899
2038
4610
需求量（t）
/
/
3704
3505
7018
过渡料、垫层料
32430
19%
18%
33%
30%
100%
需求量（t）
13556
11383
20869
16734
62541
计入加工的总需用量（t）
16547
39256
57626
59083
166556
骨料需求综合级配
9.59%
22.76%
33.40%
34.25%
100%
骨料需求强度（t/月）
2229
3324
4178
4569
9731
骨料系统设计生产能力（t/h）
7.38
11.01
13.84
15.71
47.94
注：
加工损耗系数为筛洗＝1.06；洗砂＝1.1；其它＝1.02
5.3.2.2砂石料加工
工艺流程图
本砂石料加工系统应能够生产出满足需求的垫层料（Dmax=80～100mm,含砂率35～40％）以及混凝土骨料大石（80～40mm）、中石（40～20mm）、小石（20～5mm）、砂（<5mm）四种成品砂石料，设计采用一套加工系统进行生产，它由三段破碎及两段筛分来完成生产过程，系统生产能力为80t/h。
根据破碎筛分的流程计算，确定工艺流程如图：
投附：
《砂石料加工系统工艺流程图》所示。
流程设备选型说明
骨料加工系统
粗碎（第一段破碎）：
粗碎设备的生产能力应不小于90ｔ/ｈ，其计算过程见表3.2-1所示。
粗碎原料要求石料粒径控制在500mm以下，石料粒径大于500mm在装车时剔出，用于大坝堆石料。
根据以上计算结果，选用1台PE-600×900型颚式破碎机作为粗碎设备，破碎机的开口控制在80～100mm之间，此时，破碎机产出粒径<150mm,其产量即能达到150t/h。
半成品料堆于半成品料堆以便进一步加工生产所需。
中碎（第二段破碎）：
由PF-B-1210I型反击式破碎机的产品级配曲线计算得出（见：
表3.2-1破碎筛分流程计算表），经过筛分进入中碎破碎机的平均流量为51.57t/h。
当选用1台PF-B-1210I型反击式破碎机其排料粒径<40mm时，破碎机的生产能力是85t/h。
表5.3-3砂石骨料生产流程计算表
设备
项目
骨料粒径（mm）
合计
>80
80～40
40～20
20～5
5～0.15
<0.15
粗碎PE-600*900
产出（半成品）
级配
42.0%
23.5%
14.5%
16.0%
3.5%
0.5%
100%
第一筛分机2YA1536
取半成品料
（t/h）
37.8
21.15
13.05
14.4
3.15
0.45
90
中碎闭合回筛
流量（t/h）
0
21.14
20.63
7.74
2.06
51.57
累计筛面流量
（t/h）
141.57
成品产出（t/h）
7.38
中碎
PF-B1210I
产出级配
0.0%
41.0%
40.0%
15.0%
4.0%
100%
原料流量（t/h）
51.57
中碎产量（t/h）
21.14
20.63
7.74
2.06
51.57
第二筛分机2YA1236
基础流量（t/h）
34.19
35.03
10.89
2.51
82.62
闭合回筛流量
（t/h）
5.00
15.01
5.00
25.02
累计筛面流量
（t/h）
34.19
40.03
25.90
7.52
107.64
成品产出（t/h）
24.04
23.87
8.95
细碎制砂PFK1008
初始原料流量
（t/h）
20.44
产出级配
20.0%
60.0%
20.0%
100%
细碎1循环产量
（t/h）
4.09
12.26
4.09
20.44
细碎2循环产量
（t/h）
0.82
2.45
0.82
4.08
细碎累计产量
（t/h）
4.90
14.71
24.52
系统最终
结果
成品产量（t/h）
7.38
24.04
28.77
23.66
83.85
成品骨料需求
比例
8.8%
28.7%
34.3%
28.2%
100%
设计成品产量
（t/h）
7.38
24.04
28.77
23.66
83.85
表5.3-4砂石骨料储存设计参数表
序号
骨料
种类
骨料日需求量（m3）
骨料综合
配比
料堆直径
（m）
料堆高度（m）
料堆容量（m3）
存料天数（天）
1
大石
50.66
13.56%
20
8
837
16
2
中石
89.23
23.88%
20
8
837
9
3
小石
95.38
25.53%
20
8
837
8
4
砂
138.37
37.03%
30
10
2355
16
合计
373.64
100.00%
4866
细碎制砂（第三段破碎）：
经过筛分流程计算（见：
破碎筛分流程计算表），选用1台PFK1008型反击式破碎机制砂，进入破碎机和筛分机的平均流量为82.62t/h，此时,洗去石粉后系统的产砂总量是24.52t/h。
初筛分：
设置1台筛分机共2层筛网（80mm和40mm），经过筛分流程计算，通过初筛分的流量是141.57t/h。
选用１台2ＹA1536振动筛分机，本筛分机内不考虑冲洗，只在40～80mm骨料溜槽上加水冲洗。
复筛分：
设置1台筛分机共2层筛网（20mm和5mm），经过筛分流程计算，通过初筛分到复筛分时平均筛面流量是113t/h。
选用１台2ＹA1236振动筛分机，在筛分机内加水冲洗。
在筛分机下设置ＦＧ-10型洗砂机对砂料进行脱水。
成品砂石料储存：
成品粗骨料堆场容量不小于3～5天用量，成品砂料堆场容量不小于5～7天用量。
在各种混凝土级配需求情况下各种砂石料的堆场容量、可使用天数和料堆尺寸如表3.2-2所示。
污水处理：
砂石骨料加工系统产生的污水主要是石粉和泥浆混合液，污水由排水沟和排水涵洞汇集输入沉淀池，经过沉淀后再排入河道。
沉淀下来的石粉和淤泥用机械挖运至指定弃碴场永久堆放。
5.3.3垫层料和骨料加工系统的技术特性
表5.3-5砂石骨料加工系统的技术特性表
序号
项目
单位
数量
1
设计生产能力
1.1
原料处理能力
t/h
90
1.2
成品生产能力
1.2.1
人工骨料
t/h
80
2
原料最大粒径
mm
500
3
成品最大粒径
mm
80
4
成品料堆容量
m3
5000
5
生产系统耗水量
t/h
100
6
设备总装机
kw
379
7
系统占地面积
m2
15000
8
工作班制
班/天
2
5.3.4砂石骨料加工系统主要机械设备性能表
表5.3-6砂石骨料加工系统主要机械设备表
序号
设备名称
型号、规格
数量
单机功率（kw）
单机重量（t）
单机能力
1
受料斗
钢结构
1台
0
10
2
给料机
ZSW420×110
1台
15
4.74
120～240
3
鄂式
破碎机
PE-600×900
1台
75
15.5
48～120
4
圆锥破
PYFB-0917
1台
75
12.5
59～163
5
可逆反击破
PFK1080
1台
75
7.47
35～50
6
筛分机
2YA1536
1台
11
5.624
7
筛分机
2YA1236
1台
11
5.311
8
筛分机
2YA1530
1台
11
4.675
9
脱水筛
ZKR1230
1台
8
2.693
10
螺旋分级机
FG-10
1台
5.5
4.2
11
胶带机
J=500～800
14台
6.2
12
除铁器
RCDC-8
1
2
2.1
13
地衡
SCS-50A（50t）
1
0.5
2.3
14
装载机
ZL-50
1
16
15
自卸汽车
20t
10
14
5.3.5砂石骨料加工系统平面布置
砂石骨料生产系统布置在业主指定的施工场地，加工场于施工道路紧邻。
相邻布置的有混凝土拌和系统。
砂石骨料加工系统占
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