巴基斯坦卡洛特水电站砂石料加工及 混凝土拌和系统关键工艺

刘曦 时之光 陈迁

摘要：巴基斯坦卡洛特水电站料场细骨料局部含泥量偏大，细度模数偏小，粗骨料局部含泥量偏大，级配不良，砂、砾石均具有潜在碱活性，需要采取相应的工艺措施进行处理。对砂石加工及混凝土拌和系统的关键工艺进行了分析研究，阐述了主要工艺的设计方案。生产实践表明，系统正常有序运行，各项指标符合设计要求，系统关键工艺的研究成果应用有效控制了混凝土质量，减少了建安投资与运营成本。

关键词：砂石料加工;混凝土拌和;细骨料;粗骨料;卡洛特水电站;巴基斯坦

中图法分类号：TV544文献标志码：ADOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2020.03.016

1 工程概况

卡洛特（Karot）水电站是巴基斯坦境内吉拉姆河（Jhelum）规划的5个梯级电站的第四级，坝址位于巴基斯坦旁遮普省境内卡洛特桥上游1 km，下距曼格拉大坝74 km，西距伊斯兰堡直线距离约55 km。砂石加工及混凝土拌和系统承担主体工程全部混凝土和部分大坝填筑料以及喷护混凝土用砂石料生产。其中，砂石加工系统生产三级配混凝土骨料，处理能力按540 t/h设计，混凝土拌和系统按混凝土浇筑强度5万m3/月配置。

砂石系统料源为比珥（Beor）料场和那拉（Nara）料场开采的天然砂石料。料场砾（卵）石原岩成分主要为石英岩、玄武岩、石英砂岩、岩屑砂岩、变质岩等。料场细骨料局部含泥量偏大，细度模数偏小，粗骨料局部含泥量偏大，级配不良[1]。砂、砾石均具有潜在碱活性，需要采取相应的工艺措施进行处理。

2 砂石加工系统关键工艺

砂石加工系统工艺流程按三级配进行计算，采用二级配进行校核，在按三级配计算系统各级骨料生产能力时，适当考虑了二级配生产因素。各级成品骨料设计小时生产能力见表1。

设计系统时主要考虑的关键工艺如下。

（1）利用篦条筛进行大块料筛分。根据料场粒度分布资料和现场查勘情况，料场中大于300 mm的骨料含量很少，在开采过程中，尽量避免大料装车。在砂石加工系统受料坑设置篦条筛，将大于300 mm的大块料弃掉，小于300 mm的物料送入毛料堆场[2]。采用此工艺能减少一段破碎环节，提高系统生产效率。

（2）粗碎车间选用颚式破碎机提高破碎效率。颚式破碎机进料口较大，有利于控制毛料开采的粒径，减少弃料，从而提高破碎效率[3]。一筛中大于80 mm的物料全部进入颚式破碎机破碎。破碎后的物料进入中碎调节堆，如果80～40 mm成品料不够，也可以返回一筛筛分，补充80～40 mm的物料。

（3）设置二筛车间补充生产粗骨料。二筛车间设置大于40 mm筛网，中碎车间圆锥破碎机破碎后的骨料进入二筛车间，大于40 mm的骨料送入圆锥破碎机再次破碎。粒径小于5 mm的细骨料送入成品砂堆，大于5 mm的粗骨料送入细碎车间，利用立轴破碎机生产细骨料。

（4）细骨料的细度模数调整。由于比珥料场和那拉料场的细骨料局部含泥量偏大，细度模数偏小，需生产部分人工砂补充成品砂产量，同时调节成品砂细度模数[4]。在细碎车间设置立轴破碎机，破碎后的骨料送三筛车间，三筛车间设置3 mm筛网，调节成品砂中小于3 mm和大于3 mm的砂比例，从而调节成品砂细度模数。砂石加工系统工艺流程见图1。

3 混凝土拌和系统关键工艺

混凝土月高峰浇筑强度5.0万m3混凝土，预冷混凝土生产强度为160 m3/h。以高峰月强度计算拌和系统的小时生产能力Qh=150（m3/h），选取2座HL115-3F1500的拌和楼，最大小时生产能力230 m3/h，制冷混凝土生产能力160 m3/h。混凝土拌和系统工艺流程见图2。

系统主要关键工艺如下。

（1）骨料碱活性工艺处理措施。比珥料场料源碱活性试验表明料场砂、砾石具有潜在碱活性。为保障混凝土工程的安全和正常使用寿命，采用掺入矿渣粉的工艺措施，不仅能有效抑制骨料碱活性，还有助于提高混凝土的密实性能，增强硬化混凝土的抗化学侵蚀性能。

（2）混凝土预冷工艺。当地日平均气温高达33.2 ℃。为了生产合格的预冷混凝土（出机口温度16 ℃），必须采用适当的制冷措施，才能达到设计要求。二次风冷可进一步将骨料冷透，成品混凝土温升慢，但从经济角度分析，增加一次风冷，累计需多投入约650万元，且运行期冷风机能耗大、噪音大，对环境造成破坏;而制冰设备投入小，运行成本低，片冰的冷却效果较好。结合该工程占地面积小，预冷混凝土需求量不大且多为二级、三级配混凝土，混凝土高峰浇筑时间持续久以及多年月平均气温高等特点，选择占地小、调节方便、预冷效果好、可靠度高的“冷水+片冰+一次风冷”预冷工艺，确保生产出合格的预冷混凝土。

（3）系统内混凝土温控措施。①骨料堆场高度及贮存时间应满足规范要求，使地弄出料温度不高于月平均气温;②地面骨料上料胶带机采取遮阳措施，避免骨料受到阳光直射;③搅拌楼料仓风冷粗骨料;④加片冰拌和混凝土;⑤加6 ℃冷水拌和混凝土;⑥外加剂掺加6 ℃冷水。

4 结 语

在系统设计过程中，充分利用了国内砂石混凝土系统成熟的工艺设计经验。针对天然料源情况，对关键工艺进行了分析研究，有效控制了混凝土质量，减少了建安投资与运营成本。目前，系统正常有序运行，各项指标符合设计要求。

随着“一带一路”倡议的提出，中国工程建设者近几年“走出去”拓展业务，“中国标准”“中国方案”也越来越多地走出国门。我国砂石混凝土系統设计施工企业可充分利用国内生产实践经验，打造砂石混凝土系统行业的中国标准，打响中国工程服务的品牌。

参考文献：

[1] 刘百兴， 倪锦初， 朱卫军.  水利水电工程施工组织设计指南[M].  北京： 中国水利水电出版社， 2015.

[2] 陳迁， 龙慧文， 孔繁忠，等. 银盘水电站砂石混凝土生产系统设计与生产实践[J].  人民长江， 2008， 39（4）： 50-52.

[3] 陈迁， 龙慧文， 孔繁忠. 乌江彭水水电站大型施工工厂设计[J].  人民长江， 2006， 37（1）： 56-57.

[4] 陈迁， 胡良洪.  彭水水电站鸭公溪砂石加工系统主要设备选型[J].  人民长江， 2005， 36（10）： 13-14.

（编辑：唐湘茜）

Key technology of aggregate processing and concrete mixing system of Karot Hydropower Station in Pakistan

LIU Xi，SHI Zhiguang，CHEN Qian

（Changjiang Survey， Planning， Design And Research Co.，Ltd.，Wuhan 430010，China）

Abstract： The partial fine aggregate of Karot Hydropower Station in Pakistan has large mud content， small fineness modulus while the partial coarse aggregate has poor gradation and large mud content. Both sand and gravel have potential alkali activity and should be treated by correspondent technologies. This paper analyses and studies the key technologies of sand and stone processing and concrete mixing system， and expounds the design scheme of the main technology. The production practice shows that the system runs normally and orderly， and each index meets the design requirements. The application of the researched key technology of the system can effectively control the quality of concrete and reduce the investment and operation cost of construction and installation.

Key words： aggregate processing; concrete mixing; fine aggregate; coarse aggregate; Karot Hydropower Station; Pakistan