梨园厂房深槽式皮带机结合负压溜槽混凝土水平运输系统设计与应用李晓光 邬成远 崔征轩摘 要 高速深槽式皮带机和负压溜槽联合输送系统是一种新型混凝土运输入仓系统，它成功地解决了高山狭谷地区两岸陡峭、不利于修建汽车道路或水平运输距离较远等混凝土入仓运输问题 高速深槽式皮带机和负压溜槽联合输送系统，工艺先进、简单，其设备占地面积小，输送快捷，设备费用低，维护方便，便于管理，减少了混凝土周转次数，提高了混凝土的入仓强度及其质量它对加快水电站施工速度，缩短施工周期起到了极大的作用，具有良好的社会效益和经济效益因此，其应用前景十分广阔关键词深槽式皮带机负压溜槽混凝土运输系统设计应用1 概述梨园水电站位于迪庆州香格里拉县与丽江市玉龙县交界河段， 是金沙江中游河段规划的第三个梯级电站电站装机容量 2400MW（ 4× 600MW），厂房土建及金属结构安装工程为我局承建项目，同时也是我局目前承建的单机装机容量最大的项目本项目厂房土建结构混凝土为 43.6 万 m3，施工平均强度为 2.0 万 m3/ 月针对梨园厂房厂后边坡坡比及左岸拌和系统布置在左岸厂后边坡上部坝顶公路的特点， 如采用常规运输方法，运距远 （约 3.2km），难以满足厂房大体积温控混凝土高强度、大规模及有温控要求的运输需要。
通过在左岸布置负压溜槽和深槽式高速皮带联合运输系统，较好的解决了这个技术难题题，同时也节约了运输成本，具有显著的经济效益2 混凝土水平运输方案选择本工程充分利用拌和站布置在厂房后边坡顶部这一地理优势， 对混凝土运输方式进行比选：（ 1）由于厂房混凝土工程量大 (43.6 万 m3) ，如采用常规罐车运输，商品混凝土拌和站距厂房运距远（ 3.2km），运输费用高，且难以保证高强度混凝土运输要求 2）从技术先进、经济合理的角度考虑，采用深槽式皮带机结合负压溜槽运输混凝土，其投入混凝土水平运输设备少，运行成本低 3）厂房大体积混凝土量大 (34.2 万 m3) ，如采用常规运输方式，运距远，运输时间长，不利于混凝土温度控制，如采用深槽式皮带机结合负压溜槽运输，运输速度快，减少了混凝土的运输温升，为大体积混凝土温控提供了运输保证通过选择、设计、改进深槽式皮带机结合负压溜槽混凝土运输系统，解决了厂后边坡深槽式皮带机结合负压溜槽混凝土运输系统的设计及施工等专业技术问题， 同时解决了厂房混凝土运输强度、成本及运输质量等问题，为类似工程提供借鉴3 系统布置3.1 混凝土输送路线梨园厂房砼输送线由皮带输送机系统、负压溜槽系统、液压储料斗组成。
皮带输送机系统由拌合楼下移动皮带 YDS、 YD、固定皮带 J1、 J2、J3、跨路皮带 H1、H2 组成；负压溜槽系统由四段 60m的负压溜槽组成；在系统之间设有5 个液压储料斗输送系统可运输 2～ 3 级配混凝土，理论最大运输能力为3120m/h 由左岸拌和系统（▽ 1625m）通过拌合楼下移动皮带、J1、 J2 高速深槽皮带将砼运至 E1625m中间转料斗，再通过双道负压溜槽输送至E1574m中间转料斗，然后分成两条线路， 1#线通过高速深槽跨路皮带和坡面负压溜槽将砼运至E1524m 接料斗， 2#线通过高速深槽皮带沿 E1574m中线公路将砼输送至下游 E1574m中间转料斗， 再通过负压溜槽和高速深槽皮带将砼输送至 E1524m中间转料斗3.2 系统布置与设备参数砼供料线皮带速度为3.4m/s ，负压溜槽半径260mm，生产率为 120 m3/h 在浇筑 832.0 万万 m 砼正常使用条件下，皮带托辊不更换，在正常使用条件下硬质合金刮刀约m3 更换一次，树脂刮刀约1.0 万 m3 更换一次，运行维护费用较低根据地形条件和拌和楼与厂房位置的相对关系，皮带机从拌和楼到负压溜槽进口的水平运距为 105.9m，中线公路到负压溜槽进口两条线路的水平运距为152m，主要设计3参数为：带宽 650mm，带速 3.4m/s ，单机额定输送能力 160m/h ，最大爬坡角度 9°，总运距 257.9m。
负压溜槽在高度上的布置范围是从高程1625m到 1574m，从高程 1574m 到 1524m垂直运距 101m负压溜槽断面为半圆形，半径260mm，下滑倾角 45°，单条输送能力为120m3/h 具体系统布置见图1路公回顶 填坝 道路岸左路道图 1 负压溜槽结合皮带机混凝土输送系统布置图4 系统设计存在问题及解决办法4.1 系统设计及布置的主要问题（ 1）拌和楼出料口接料与其他单位同时接料协调问题由于本工程混凝土为集中拌和供料，涉及到其他单位同步供料问题，解决这一现实问题，是本系统设计需考虑的关键 2）皮带机与负压溜槽的相互衔接问题为了满足高强度常态混凝土施工的需要，本系统设置双道并列负压溜槽，以备负压溜槽检修时交替使用 3）厂房后边坡坡比为 1:1 ，且每 20m高差设置一道 3m宽马道，在 EL1574.0m 设置 10m 宽中线公路，根据以往施工经验，负压溜槽的坡度不能小于 45o，由此，需解决因马道及公路而影响坡比的问题 4）系统的备用能力为避免由于故障和检修引起全线停产，系统必须具备一定的备用能力4.2 主要问题的解决办法（ 1）在拌和楼受料口底部架设轨道，小楼通过移动深槽式皮带机控制，大楼通过移动伸缩式皮带机控制，对应受料口部位的皮带机上部增加一小型缓冲集料斗，解决下料集中对皮带机的冲击。
2）皮带机与负压溜槽的相互衔接问题为解决皮带机与负压溜槽过程受料衔接，在皮带机与负压溜槽端部连接部位设置一集料斗，为解决双道负压溜槽间的相互切换，将坝顶公路下的集料斗底部设置了双向液压分动箱 3）为解决厂房后边坡马道对负压溜槽坡比的影响，保证中线公路的交通不中断，计划对负压溜槽的支撑系统采用型钢桁架按 15m跨度进行分段支撑， 采用空间有限元法进行计算，确保支撑系统安全，对中线公路跨路段增加深槽式皮带机及中转料斗，确保道路畅通 4）为使系统能长期、高效地运行，避免由于故障和检修引起全线停产，系统必须具备一定的备用能力本系统在 3 个环节上作了备用性考虑：①拌和楼下的给料机采用轨道移动及皮带机伸缩机构，可方便地移位，因此系统允许汽车和皮带机两种运送方式共存②并列布置两条主负压溜槽， 通过集料斗分动口的分料， 可运行其中的任意一条，3另一条作检修备用；③大斗容集料斗， 最多可储备 12m 的混凝土，保证系统可以在不间断连续运行中作局部维修和故障处理5 系统运行方案梨园厂房砼输送系统采用高速深槽皮带和砼负压溜槽联合输送系统， 由拌合楼下移动皮带机 YDS、YD受料，通过调整移动皮带的位置， 拌合楼可分别给汽车或皮带机出料。
YDS或 YD皮带接料后，再通过 J1、J2 高速深槽皮带将砼运至 E1625m中间转料斗（ 1#分动箱），再通过 1#双线负压溜槽输送至 E1574m中间转料斗在 E1574m中间转料斗处分成两条线路： 1#线通过 H1 皮带和 2#负压溜槽将砼运至 E1524m接料斗（ 2#分动箱）；2#线通过 J3 皮带沿 E1574m道路将砼输送至下游 E1574m中间转料斗， 再通过 H2 皮带和3#负压溜槽将砼输送至 E1524m转料斗中（ 3#分动箱）6 操作控制6.1 移动式皮带机移动式 YDS、YD皮带机机构采用英威腾变频器控制电机，设有启动、停止按钮和四档调速凸轮按钮正常工作时由总运行控制皮带机的投入移动式皮带机的伸缩动作由按钮直接控制，由限位器进行保护6.2 皮带机和转料斗皮带机机构分为 J1 皮带机、 J2 皮带机、 J3 皮带机、 H1 跨路皮带机、 H2 跨路皮带机设有三个分动箱1）在 J2 皮带机设有 1 号分动箱，安装着控制 J2 皮带机启停接触器、控制 ZL1料斗门和振动器的启动停止按钮设有启停指示灯、紧急停车按钮及拉绳开关由 PLC整体控制运行，也可以在调试状态下单独运行该皮带机。
2) 在 H1 段皮带机设有 2 号分动箱，安装着控制 H1 段皮带机启停接触器、选择工况按钮（选择是 H1 段皮带机工作，还是 J3 皮带机和 H2 段皮带机工作） 、控制 ZL2 料斗门和振动器的启动停止按钮还设有启停指示灯、紧急停车按钮及拉绳开关由 PLC整体控制运行，也可以在调试状态下单独运行该皮带机3) 在 J3 段皮带机设有 3 号分动箱，安装着控制 J3 皮带机和 H2 段皮带机启停接触器、选择工况按钮（选择是H1 段皮带机工作，还是J3皮带机和H2 段皮带机工作） 、控制 ZL3 料斗门和振动器的启动停止按钮 设有启停指示灯、 紧急停车按钮及拉绳开关由 PLC整体控制运行，也可以在调试状态下单独运行该皮带机6.3 设备运行前的检查每次混凝土输料前，运行人员必须检查桁架各焊接点是否脱焊，设备上是否有影响运行的杂物，料斗弧门开启是否正常、电缆是否漏电，各传动轴润滑是否良好，空段清扫器橡胶块是否完好，若设备各部位无异常情况方可开机运行整个混凝土运输系统工作时，所有皮带机必须先空转起动 1～ 2min，可以延长使用寿命和防止转料斗堵料停机时比整个混凝土运输系统晚 1min，防止积料。
7 实用情况及效果梨园厂房深槽式皮带机结合负压溜槽联合输送系统的设计实际测试表明： 皮带运输能力可达到33以上，实际运输能力受仓面汽车接料110m/h ，而溜槽的运输能力在80m/h配合等其他环节的制约采用负压溜槽和深槽式皮带机运输，混凝土从拌和楼出机口输送到厂区 EL1524.3m自卸汽车的时间正常为 3 ～ 5min ；自卸汽车或罐车运输，从拌和楼出机口到厂区EL1524.3m 的运行时间至少为 20min所以前者混凝土从拌和到入仓浇筑的时间更短，质量及温控更有保证采用这套系统可运输 5～ 14cm坍落度混凝土，运输过程中坍落度损失约为 1.5cm 左右，在允许变化范围之内，混凝土性能经过运输到达仓面时，基本没有改变，因加有中转料斗，运输造成的骨料分离比较轻微深槽皮带机因刮刀调节性能的改进，其混凝土浆液的损失率较小，拌和楼配料配比不必考虑该因素的影响这项技术的成功运用，解决了厂房的水平运输混凝土问题，同时也为大体积混凝土温控。