水电站施工中混凝土拌和系统生产工艺

章波

摘 要：在进行水电站施工的过程中需要使用大量的混凝土，因此在水电站施工的过程中往往需要设计建造相关的混凝土拌合系统，以满足水电站施工的需求。加查混凝土生产系统设计生产能力为480m3/h，预冷、热混凝土生产能力为300m3/h。通过分析确定加查混凝土拌合系统的设计生产能力，对混凝土拌合系统的设备选型、混凝土生产、砂石料加工进行分析，总结了混凝土拌和系统的生产工艺，以期为同类的工程施工项目施工提供借鉴。

关键词：水电站施工 筛分冲洗 生产系统 储运工艺

1.工程概况

加查水电站骨料加工系统及混凝土生产系统工程主要承担加查水电站导流工程和主体工程的混凝土供应，以及其他设施所需要的少量成品骨料及混凝土供应。1.1骨料加工系统

加查水电站骨料加工系统需满足混凝土高峰月平均浇筑强度约9.6万m3的粗细骨料供应需求，系统毛料处理能力约1000t/h，成品骨料生产能力约800t/h，其中成品砂生产能力约240t/h。骨料加工系统承担整个工程混凝土骨料的生产任务，供应成品骨料总量不小于570万t。

1.2混凝土生产系统

混凝土生产系统混凝土生产总量约236万m3，其中导流工程约44.7万m3，主体工程约191.3万m3，其中高温季节需要预冷的温控混凝土约96.21万m3，低温季节需要预热的温控混凝土约69.96万m3。高温季节要求拌和楼出机口温度不高于10℃混凝土约42.7万m3，不高于14℃混凝土约53.51万m3；低温季节要求拌和楼出机口温度为10℃～15℃。混凝土生产系统充分考虑加查水电站混凝土浇筑的不均匀性和业主加速赶工的要求，确保本标系统生产规模不低于10.0万m3的混凝土月高峰浇筑强度要求，制冷温控混凝土不低于9.6万m3的月高峰浇筑强度要求，制热温控混凝土不低于8.5万m3的月高峰浇筑强度要求。

2.砂石加工系统工艺流程

2.1系统设计概况

在进行砂石料加工系统的研究时设计人员需要根据所在区域的实际情况进行设计，考虑各个料场的原料大于150mm以上的石料级配比例为8%左右，砂石加工系统设置一个格筛车间，料源中粒径大于150mm的石料自然成堆，堆满后进入粗碎进行处理；其余部分进入一筛车间进行筛分处理。考虑在生产过程中石中级配不够，因此一筛车间为闭路生产，粒径大于40mm的石料經过中碎车间碎碎后返回一筛车间。

成品砂生产是砂石骨料生产中技术含量最高、难度最大的环节。在选择制砂设备时，应考虑各料场砂的细度模数偏小，且波动性大的特点，制砂设备要能很好补充满足要求的粗砂，及时调整砂的细度模数，保证生产出来的砂能达到质量要求。针对制砂工艺的特点，并结合以前的制砂经验，决定采用棒磨机（MBZ2136）制砂工艺，以达到调整成品砂细度模数的目的。

根据多个砂石系统的运行经验和对不同岩石制砂的实验总结出，通过筛分冲洗及螺旋分级机分级后石粉含量在8%～10%之间。为灵活调整石粉含量，我们专门设计了细砂回收车间，回收部分细砂和石粉，根据石粉含量要求不同，多进、少进甚至不进，从而灵活调节各砂仓的石粉含量。

2.2工艺流程

根据加查工程的特点和对关键工艺的研究，本系统采用如下加工工艺：

（1）破碎

根据招标资料和附件资料，砂砾石料的硬度较大，因而宜采用技术先进，性能稳定的进口破碎设备，本系统采用美卓生产的C系列颚式破碎机与GP系列圆锥破碎机用作各个破碎车间的破碎设备。粗碎车间主要承担粒径大于150mm物料的破碎任务，其目的是处理超径石和调节原料中的中大石级配。由于料源的级配不均衡，为避免在实际生产过程中石级配不够，可以通过该破碎车间的生产料进行补充。

（2）筛分冲洗

砂石加工系统共设格筛、第一筛分、第二筛分三道筛分。第一筛分为干式筛分，第二筛筛分为湿式筛分。一筛车间筛分出特大石、大石进仓，将粒径大于40mm的多余石料通过胶带机送入中碎车间。二筛车间筛分出中石、小石和砂，并将中石和小石进仓平衡后多余的部分分别送入棒磨车间料仓，筛分楼筛分出来小于5mm的砂子进入螺旋分级机洗泥后，经过直线振动筛脱水后通过胶带机送入成品砂仓。

（3）制砂

砂石系统制砂工艺，采用常规的棒磨机（MBZ2136）制砂。我们采用如下进料流程：棒磨车间进料为二筛车间筛分满足进仓平衡后多余的中石、小石和部分3mm～5mm物料。根据流程计算，我们设置3台MBZ2136棒磨机。

3.混凝土生产系统

加查水电站混凝土系统是承担大坝建设的关键项目，混凝土系统设计、运行、维护、管理的好坏直接影响到加查水电站大坝混凝土的质量和加查水电站能否实现按期发电的工程目标。因此我们将调集工程局内的设计经验丰富的工程师进行系统的设计、高标准、高要求、高质量全面完成加查水电站混凝土系统的设计，调集经验丰富的操作能手和优秀管理人员对系统进行运行、维护、管理。

3.1整体设计

针对混凝土浇筑总量大，混凝土浇筑强度高，高峰时段持续时间长，混凝土质量要求高、温控要求严的特点，从提高系统的可靠性、完好率着手，采取如下对策：混凝土系统内所有设备新设备占70%，主要设备如：拌和楼、制冷设备、空压机、运输设备、给料设备等均选用国内外技术先进、质量可靠的优秀产品，且已在同类工程中成功应用。相同工艺要求的设备尽可能选用二台以上；相同工艺要求的设备，选用的规格型号尽可能相同，有利于配件供应和操作、维修。粗、细骨料成品料仓下设置了两套输送胶带机、筛分楼出的骨料与热风加热料仓一一对应、骨料与热风加热料仓下设置了两套输送胶带机与拌和楼一一对应。根据二滩、三峡、构皮滩、小湾、溪洛渡、龙开口等电站工程的经验，系统设置一座制冷、制热车间对两台拌和楼；便于冷、热量的调配、运行管理、使制冷、热系统更加可靠。我们调集混凝土系统操作能手、制冷制热系统的熟练人员参加本工程的建设，来保证混凝土的温控要求。

3.2混凝土拌和系统工艺设计

（1）骨料储运工艺

混凝土系统粗、细骨料由本标的砂石加工系统供应，由B=1000m、V=2.5m/s的胶带机将骨料送到混凝土系统二次筛分楼上。为了保证混凝土的质量，消除混凝土骨料运输过程中产生的逊径及二次污染，根据骨料的质量和加查水电站的气候特殊情况，系统采取对混凝土粗骨料进行二次筛洗工艺来保证粗骨料的质量。输送砂的胶带机、预热前的粗骨料胶带机、骨料调节料仓均设置防雨防晒棚。预热料仓以后的胶带机均设置保温措施。

（2）胶凝材料的储运工艺

发包人提供的水泥、石粉以散装为主，煤灰为袋装煤灰，当煤灰供应不足时按比例加入石粉。水泥、石粉由散装罐车将其运输到混凝土生产系统，经设于进场R-4#公路旁边的胶凝材料称量站100t地磅计量后，利用系统压缩空气经散装罐车自带气力输送装置送进系统内储料罐储存每个罐的储存情况可通过导波雷达料位指示装置进行控制。发包人提供的袋装胶凝材料经汽车转运卸入混凝土生产系统高程3262.0m的袋装煤灰库拆包房处，经拆包机拆包后，再用气力射流泵输送至相应的储料罐内储存。系统压缩气源由空压机房供气系统提供，压缩气源压力为：0.3～0.5Mpa。每个罐的储存情况可通过导波雷达料位指示装置进行控制。

（3）外加剂拌制及输送工艺

外加剂车间设在3262m高程平台，将搅拌配制好的外加剂溶液储存在外加剂储液池，通过耐酸泵及管道将外加剂溶液從外加剂储液池分别送至至1#、2#拌和楼外加剂箱。为满足招标文件不少于3种外加剂的要求，我们设置了4个外加剂搅拌池和4个外加剂储液池，输送管道均用无缝钢管。

4.结论

近年来，我国加大了对于水利工程的投资力度，大中型的水利工程建设项目数量不断增加，对于混凝土拌合系统的生产提出了更高的要求。在多年的施工中发现，大坝施工附属企业的混凝土加工系统直接影响着大坝工程的施工质量，因此在进行水利工程施工之前就要根据工程的施工情况估算好相应的混凝土用量，从而进行混凝土拌合系统的规划与设计，最大程度上确保混凝土的质与量都能够满足水利工程项目施工的要求。

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