米拉多项目大型球磨机基础施工质量控制技术

曹建录

(中国黄金集团内蒙古矿业有限公司，内蒙古 新巴尔虎右旗 021400)

米拉多项目大型球磨机基础施工质量控制技术

曹建录

(中国黄金集团内蒙古矿业有限公司，内蒙古 新巴尔虎右旗 021400)

针对中铁建铜冠投资有限公司厄瓜多尔Ecuacorriente S.A公司(简称ECSA)米拉多项目磨矿厂房球磨机基础在施工过程中的质量控制技术进行了简要阐述，从方案优选、脚手架搭设、模板选用加固、钢筋制作安装、预埋螺栓安装加固、大体积混凝土浇筑、混凝土降温养护措施、施工缝留置和处理等方面提出了一些具体的施工质量控制技术。

质量控制； 方案优选； 模板加固； 降温措施

1 前言

在现代化大型矿山建设项目中，半自磨机、球磨机是矿山工艺流程中重要的核心设备。磨机安装质量的好坏直接关系到整个流程运行指标，同样半自磨机、球磨机基础施工质量是施工项目中的重要环节，磨机基础一般设计均为大体积混凝土，按设计要求分一次或两次浇筑完成。厄瓜多尔科里安特公司米拉多项目磨矿厂房球磨机基础属于超大体积混凝土，施工难度非常大。如果控制不好，很容易出现混凝土表面裂缝、预埋螺栓位置偏移等致命质量事故，因此如何控制基础混凝土的施工质量显得尤为重要。

2 质量控制要点

球磨机基础施工质量控制要点主要是原材料控制、施工措施控制、钢筋制安质量控制、模板安装质量控制、大体积混凝土施工过程控制、预埋螺栓(预埋套筒)安装质量控制等。每道工序均是球磨机基础工程施工的关键，任何环节出现质量缺陷，都会影响整体基础的施工质量。这就要求施工单位必须严格按照批准的施工方案执行，抓住工程施工各环节的控制要点，有序地开展过程质量控制，确保各个工序有序衔接。中国十五冶金建设集团作为多年从事矿山施工的大型企业，具有丰富的国内外矿山工程施工经验，建设单位ECSA也充分认识到磨机基础施工的重要性，提前5个多月就着手球磨机基础施工的各项准备工作，组织工程管理各方对球磨机基础专项施工方案进行多次反复讨论和研究论证，并针对球磨机基础施工成立了磨机基础施工领导小组，对各个环节的质量控制措施提出了详细要求。

3 控制方法

(1)施工原材料的控制。进场的钢筋必须有出厂合格证，并在监理、业主的见证下取样送检，检验合格后方可使用。

(2)模板工程的控制。为保证工程外观质量，模板选用外观质量好、弹性强度大的优质模板，保证施工过程动态荷载要求。

(3)混凝土工程控制。编制混凝土专项施工方案，从混凝土浇注过程、降温、养护等各环节进行质量控制。

(4)螺栓及预埋套筒安装质量控制。螺栓及预埋套筒安装固定，采用专用新型固定架进行固定，确保混凝土浇筑过程中标高位置不发生位移偏差。

4 球磨机基础施工质量控制技术的应用

4.1 工程简述

厄瓜多尔米拉多铜矿2 000万t/a采选项目，建设单位是中铁建铜冠投资有限公司在厄瓜多尔成立的ECSA公司，设计单位为中国恩菲工程技术有限公司，监理单位是江西瑞林建设监理有限公司。 选矿厂磨矿厂房共有2台φ10.97m×5.4m半自磨机及2台φ7.9m×13.6m球磨机，是目前南美洲矿山企业处理矿量最大的磨矿设备，设备基础垫层采用C15混凝土，基础底板及柱体采用C30混凝土，基础全部采用HRB400钢筋。其中半自磨机混凝土总方量2 812m3，基础总高度17.61m，底板尺寸18.116m(长)×17.6m(宽),基础底标高-3.5m，预埋螺栓套管30件，预埋螺栓40根，预埋铁件294块。球磨机混凝土总方量2 919m3，基础总高度12.23m，底板尺寸26.84m (长)×17.646m(宽),基础底标高-3.0m,预埋螺栓套管52件，预埋螺栓48根，预埋铁件150块。

施工难点：基础高度大，配筋量小，保证模板垂直度、整体刚度难度大；基础混凝土量大，混凝土水化热控制难度大；预埋件、预埋螺栓、预留孔数量多，且预埋螺栓套筒体积大、重量大，保证设计要求预埋精度难度大；基础顶面平台数量多，保证平台平面尺寸、标高、轴线准确度难度大。

4.2 方案优选

根据设计要求，半自磨机、球磨机基础混凝土要求一次浇筑完成，但根据现场资源条件及施工难度，一次浇筑存在很多安全质量风险，采取措施后也可按底板、上部柱体两次浇筑，两种方案优选对比如下。

4.2.1 一次浇筑方案分析

(1)一次浇筑优点: 不留施工缝，不需要增加层间插筋。

(2)缺点: 基础柱体模板支设、加固困难，需搭设底撑，下端5m高需采用型钢加固；因内脚手架高，仅靠底部100mm厚垫层做支撑面较薄弱，为保证整体刚度及稳定性，需设大量型钢框架加固；一次浇筑混凝土方量大，水化热控制难度大，底板需增设一层循环冷却水管；内外脚手架、基础柱体模板无可靠支撑点，脚手架及模板变形风险增大；一次浇筑，按2台泵车计算，作业时间长达40h，很难保证浇筑设备中途不损坏，同时底板混凝土未完全凝固，在浇筑上部混凝土时存在混凝土流动带动模板变形及预埋件偏移的风险。

4.2.2 两次浇筑方案分析

(1)两次浇筑优点:基础底板浇筑后，可形成柱体施工平台，作为上部脚手架搭设、模板支设的支撑面，降低施工控制难度，为保证质量提供有利条件；可减少混凝土连续浇筑量，适当降低混凝土水化热控制难度，降低浇筑设备损坏概率，从而保证混凝土施工质量；两次浇筑不需设吊模，大大减小模板、脚手架施工难度，更好地确保预埋件施工精度，从而保证设备安装质量；两次浇筑施工难度可大为降低，施工措施较少，施工成本相对较低。

(2)两次浇筑缺点: 在底板以上300mm处形成一道施工缝，在初凝后及下次浇筑前需处理；增加施工缝范围内竖向预留插筋，底板内增加拉固钢筋网。

根据以上分析，将两种方案经过多次对比讨论，最终经过中国恩菲工程技术有限公司设计核算同意，选择两次浇筑作为半自磨机、球磨机基础混凝土施工方案。

4.3 质量控制技术要点(以球磨机基础为例)

4.3.1 磨机基础钢筋工程施工

钢筋的配料：要严格依据图样要求，确保规格、弯钩长度、搭接长度、位置及保护层的厚度准确，并要考虑有利于加工安装，配料时还要考虑施工需要的附加钢筋，对于特殊形状的钢筋现场放样配料，每种型号钢筋配完后进行编号，标识出使用部位、尺寸、规格，并分别堆放，防止绑扎时混乱、误用。

钢筋安装：底板钢筋要求钢筋交叉点必须每点绑扎，绑扎应牢固，顺口应交错变换方向，保证钢筋不移位。为控制基础底板上层钢筋的位置，在上下层钢筋网间设置支撑马镫筋，间距按梅花形布置，纵横向间距1m。底板钢筋荷载大，垫块采用同基础混凝土标号相同的水泥砂浆垫块，间距800mm。

4.3.2 磨机基础预埋套管及螺栓的安装

预埋螺栓套管安装前先制作安装平台和固定架，安装平台和固定架与埋件支撑架焊接牢固，然后在安装平台上弹出“十字”线。同时在套筒底钢板和螺栓筒顶进行分中标识。安装螺栓套管时先将套筒放入固定架中，并根据平台上的中心线和套筒底板上的中心线进行初步就位，然后在固定架上口拉好标准线，根据上、下中心线和标高对螺栓套管中心线、标高进行精确调整，调整时采用铁片进行临时固定，调整完后，采用钢筋和型钢将螺栓套管与固定架焊接固定。螺栓套管端口采用泡沫板封堵牢，且螺栓套管导砂管管口要紧贴模板。

预埋螺栓安装采用钢筋或型钢支撑架固定。安装前对螺杆中心线、标高精确测量，并在模板上标识，然后根据标识拉上标准线。根据标准线安放螺杆和支撑架，调中对齐后将螺杆、支撑架焊接牢固。对于相邻的多个螺栓，可先将螺栓用钢板或型钢组装成螺栓组，然后安装。

4.3.3 磨机基础模板工程施工

(1)模板选用。基础底板采用组合钢模板施工，基础主体采用面板厚度18mm、弹性模量6 000N/mm2的木胶合板。

(2)模板安装加固。底板部分采用φ48钢架管和斜撑加固，主体部分采用50mm×100mm木方、φ48钢架管加固。模板背楞间距300mm，钢架管布置间距500mm，模板拐角处钢架管用扣件锁紧并增设防滑扣。考虑混凝土在浇筑时处于流动状态，对模板产生非常大的侧压力，模板加固采用内脚手架与外双排脚手架双向支撑加固，由于基础高度较大，为不发生涨模现象，设对拉螺栓对模板进行补强加固，采用圆钢φ12加工制作，对拉钢筋纵向间距为400mm，横向间距600mm进行布置。

4.3.4 磨机基础大体积混凝土施工

(1)施工前准备。磨机基础主体部分混凝土浇筑量为2 209m3，属超大体积混凝土。混凝土采用商品泵送混凝土，在浇筑前根据专项施工方案向所有施工人员进行技术交底，同时检查机具、材料准备情况，保证水电供应到位，检查模板、钢筋、预留洞等的预检和隐蔽项目。检查安全设施、劳动力配备是否妥当，能否满足浇筑速度的要求。采用2台泵车同时浇筑，混凝土浇筑速度约80m3/h，连续有效浇筑时间约28h，配置8m3混凝土运输罐车8台。

(2)混凝土浇筑。采用全面分层浇筑法，浇筑混凝土先从短边开始，沿长边方向进行浇筑，下料采用φ160mm双壁波纹管做串筒，操作人员由上部预留孔从内部满堂脚手架下到底部移动作业平台作业，在逐层浇筑过程中，上层混凝土要在下层混凝土初凝前浇筑完毕，每层浇筑厚度为30～40cm。在浇筑过程中，应控制混凝土振捣的均匀性和密实性。

(3)大体积混凝土养护采用“内降外蓄”的方法进行养护，避免混凝土产生大的温度裂缝。施工单位在专项方案中制定了冷却降温措施，内部降温采用循环冷却水方式，在混凝土浇筑前埋设循环水管，采用φ42×2.5钢管作为冷却水管，层距1.2m，共11层，水平间距约1.0～1.4m，每层设置一个出水口、一个进水口，钢管之间连接采用焊接，用内部脚手架做支撑，出水口及入水口采用阀门控制流量。浇筑后通循环冷水，带走混凝土中水化热量，达到降低混凝土内部温度的目的。浇筑完毕，在外部用土工布覆盖，外加浇热水方式进行蓄热(可利用循环水管排出的热水)，达到提高混凝土表面温度的目的。

(4)大体积混凝测温控制。采用预埋测温导线及温度传感器，DJC- 2型测温器测量混凝土温度。①测温导线及温度传感器埋设在基础柱体内，布设7组测温点，沿混凝土浇筑体厚度方向，每组测温点按上、中、下分别埋设3组测温探头。埋设时竖向设3根导线，利用基础内满堂脚手架立杆作为导线支撑，用小木方绑在钢管上做保护隔离，然后安装测温元件，3个传感器的安装高度分别为：浇筑最低面以上100mm，柱体高度中心，基础表面以下100mm。②温度监测：前7d按照每间隔2h记录一次，7d后根据混凝土实际温度差值每4h记录1次，连续进行测温记录时间不少于14d，测温记录交项目总工审阅，发现局部或整体温度升高，及时进行人工调整循环水流速或调整基础面的养护材料，使混凝土基础中心温度与外界温度的差值不大于25℃。③冷却水管处理：混凝土养护完成后，采用水泥砂浆对冷却水管进行灌浆处理。

4.3.5 施工缝留置和处理

球磨机、半自磨基础按底板和上段基础分两次施工，为保证基础抗扭剪强度，对施工缝采取如下构造措施。

(1)第一次混凝土浇筑至底板以上300mm，使施工缝避开磨机基础上下结合处最大应力部位。

(2)在施工缝范围内竖向满面埋设2m长的φ25钢筋，钢筋梅花形布置，间距为600mm，上下层各锚固1m；同时按上、中、下设置3层φ14水平钢筋网，钢筋横向间距600mm，纵向间距300mm。

(3)混凝土初凝后将接缝处混凝土表面浮浆凿除，露出混凝土中粗骨料。

(4)浇筑上层混凝土前，在接缝处下层混凝土表面涂刷一层素水泥浆。

5 施工效果

(1)经过施工单位、监理及业主几方努力，对球磨机基础施工进行了严格的过程控制，因而顺利地实现了磨机基础浇筑计划，目前，厄瓜多尔科里安特公司米拉多项目磨矿厂房4台磨机基础施工，通过精心组织，运用严密的质量控制措施，3台基础已顺利完工，第四台基础正在按计划施工，磨机基础的顺利浇筑，为设备安装争取了宝贵的时间，为整个项目按计划完工迈出坚实的一歩。

(2)磨机基础混凝土施工，通过对脚手架、模板精确设计，对预埋套管、预埋螺栓位置的精准控制，有规律布置对拉螺栓，规范混凝土施工工艺，保证结构混凝土浇筑完成后，达到表面平整光滑，颜色一致均匀、无质量缺陷，保证了磨机基础施工质量，达到了预期质量控制的目的。

6 结语

大型磨机基础施工质量控制技术是一项非常复杂的施工技术，需要各方人员在施工中精心组织，严密施工。施工过程中通过对各环节施工质量进行有效控制，最终达到了很好的效果，值得在今后类似的大体积混凝土施工中推广。

[1] GB 50204-2015，混凝土结构工程施工质量验收规范[S].

[2] GB 50496-2009，大体积混凝土施工规范[S].

[3] JGJ/T10-2011，混凝土泵送施工技术规程[S].

Quality control techniques of ball mill foundation construction of Mirador project

The quality control techniques in the construction of ball mill foundation of Mirador mine in Ecuador was introduced. Some specific measures, such as scheme optimization, scaffold erection, formwork selection and reinforcement, reinforcing bar fabrication and installation, embedded blots installation and reinforcement, large volume concrete spouting, concrete cooling and curing, construction joint setting and treatment, were put forward.

quality control; scheme optimization; formwork reinforcement; cooling measures

TU476

B

2017-07-12

曹建录(1968-)，男，山西阳高人，工程师，从事建筑施工管理工作。