大崗山水電站混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及優(yōu)化分析

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A

文章編號(hào): 0559-9342(2015)07-0071-03

收稿日期: 2015-05-18

作者簡介:華正陽(1988—)，男，河南南陽人，助理工程師，主要從事水利水電建設(shè)工程監(jiān)理工作;嚴(yán)君漢(通訊作者)．

Analysis on the Design and Optimization of Concrete Production System in Dagangshan Hydropower Station

HUA Zhengyang，LIU Mengmeng，WU Nan，BIAN Xiaocao，YAN Junhan

(1．Construction，Consulting and General Contracting Company，

Changjiang Institute of Survey，Planning，Design and Research，Wuhan 430010，Hubei，China;

2．Guodian Dadu River Dagangshan Hydropower Development Co．，Ltd．，Shimian 625409，Sichuan，China)

Abstract: The dam of Dagangshan Hydropower Station is a hyperbolical concrete arch dam with a large amount of concrete pouring and high concrete construction strength．In order to meet the need on concrete production，the overall arrangement of concrete production system，aggregate storage method，quadratic sieve system and concrete mixing equipment are optimized in actual production．The optimizations ensure the construction progress，improve concrete quality and allocation of resources，and save investment．The actual production shows that the process of concrete production system is smooth，the arrangement is reasonable，the equipment selection is correct and the operation is also good．The concrete production system can meet the construction needs of Dagangshan Hydropower station．

Key Words: concrete production system; optimization; Dagangshan Hydropower Station

1　工程概況

大崗山混凝土雙曲拱壩高210 m，連同消力塘在內(nèi)混凝土澆筑總量353. 58萬m 3，混凝土澆筑規(guī)模大;大壩主體工程合同期計(jì)劃從2010年9月30日開始澆筑至2013年6月底完成，壩體平均上升速度達(dá)6. 18 m，連續(xù)25個(gè)月強(qiáng)度大于9萬m 3，施工強(qiáng)度高。

根據(jù)招標(biāo)要求，大壩共布置有高線和低線兩個(gè)混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)，其中高線混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)主要供應(yīng)有溫控要求的大壩、進(jìn)水口以及壓力管道上平段和斜井段的混凝土。根據(jù)施工總進(jìn)度安排，該系統(tǒng)承擔(dān)混凝土供應(yīng)總量約351萬m 3，需滿足混凝土月高峰生產(chǎn)強(qiáng)度16. 8萬m 3，系統(tǒng)生產(chǎn)能力500 m 3/h。高線混凝土系統(tǒng)生產(chǎn)特點(diǎn)是工期持續(xù)時(shí)間長，混凝土量大、月澆筑強(qiáng)度高，混凝土溫控要求高(幾乎全年需要生產(chǎn)預(yù)冷混凝土的大壩主要供應(yīng)系統(tǒng))。高線混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)是保證工程質(zhì)量與施工進(jìn)度的關(guān)鍵，必須保證其能長期可靠地連續(xù)高強(qiáng)度生產(chǎn)混凝土，并要保證預(yù)冷混凝土的質(zhì)量。

此外，高線混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)位于大渡河左岸馬頸子山脊，地表自然坡度一般為15°～30°，坡面僅有小溝發(fā)育，且切割較淺，地形較為完整。場地范圍呈刀把狀，高程范圍為1 255～1 120 m，東西方向長780 m，南北向?qū)挾炔坏?，?40～80 m，可利用來布置系統(tǒng)的場地長寬約在150～70 m之間，有效面積不足50 000 m 2，系統(tǒng)布置范圍非常有限，難度較大。

2　原系統(tǒng)布置

2. 1　原系統(tǒng)設(shè)施布置說明

按工藝設(shè)計(jì)，整個(gè)混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)主要由攪拌樓、骨料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、水泥和摻合料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、外加劑房、壓縮空氣站、試驗(yàn)室、調(diào)度室、地磅站、水池等組成。

(1)拌制設(shè)備。設(shè)計(jì)根據(jù)招標(biāo)文件中拌和樓產(chǎn)量不小于460 m 3/h、最大骨料粒徑150 mm、混凝土出料用運(yùn)輸車的技術(shù)要求，選用2座各配置4× 4. 5 m 3自落式攪拌機(jī)(HL360-4F4500L)的攪拌樓。為了實(shí)現(xiàn)最佳的二次風(fēng)冷效果，拌和樓骨料倉中特大石、大石和中石、小石的料倉容積分別設(shè)計(jì)為200 m 3和160 m 3，直倉段高于9 m。

(2)膠凝材料輸送系統(tǒng)。工地水泥及摻合料儲(chǔ)量按高峰期10天的使用量進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用9座1 500 t鋼制水泥罐及4座1 000 t鋼制摻合料罐。膠凝材料罐車經(jīng)系統(tǒng)地磅站稱量后，接入現(xiàn)場風(fēng)源卸入罐內(nèi)，再經(jīng)氣力輸送泵和管路輸送至攪拌樓。

(3)骨料輸送系統(tǒng)。骨料倉采用直徑16 m的骨料豎井，共計(jì)使用4個(gè)直徑16 m的粗骨料罐和2個(gè)直徑16 m的砂罐，總?cè)莘e為1. 58萬m 3，滿足高峰期1. 5天用量。所需的骨料由海流溝砂石料加工系統(tǒng)供應(yīng)，采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸至1 165 m高程的料罐上方，經(jīng)卸料小車分級(jí)儲(chǔ)存。

(4)外加劑車間。車間內(nèi)建2個(gè)容積為15 m 3混凝土澆筑的池子，建筑面積為216 m 2。

(5)壓縮空氣站。建筑面積360 m 2，安裝5臺(tái)40 m 3/min空壓機(jī)和2臺(tái)20 m 3/min空壓機(jī)，均使用無油潤滑型空壓機(jī)，可向系統(tǒng)分別提供0. 7 MPa和0. 5 MPa兩種壓力的壓縮空氣，分別用于系統(tǒng)控制和粉料輸送，總產(chǎn)風(fēng)量為240 m 3/min。

(6)其他設(shè)施。包括調(diào)度室、試驗(yàn)室、配電室、地磅房、沉淀池、水池。2. 2　原系統(tǒng)平面布置

(1)進(jìn)場施工道路布置。對外交通主要靠3號(hào)公路，膠凝材料和外加劑等物資從3號(hào)公路經(jīng)過隧洞后到達(dá)1 135 m高程拌和平臺(tái);混凝土運(yùn)輸由1 135 m高程拌和樓，經(jīng)過301-2號(hào)公路隧洞就能到達(dá)纜機(jī)供料平臺(tái)，并與301-l號(hào)回駛洞構(gòu)成環(huán)路，回到拌和樓下。以301-1號(hào)隧洞與3號(hào)隧洞交點(diǎn)為起點(diǎn)，至系統(tǒng)內(nèi)1 165 m高程平臺(tái)，設(shè)計(jì)l條交通支洞，供1 165 m高程平臺(tái)施工和設(shè)備安裝及檢修用。

(2)平臺(tái)布置。根據(jù)施工布置，高線混凝土系統(tǒng)主要分為2個(gè)不同高程的平臺(tái)，即1 165 m高程二次篩分平臺(tái)及一次風(fēng)冷平臺(tái)，1 135 m高程布置拌和平臺(tái)及膠凝材儲(chǔ)罐。

(3)骨料儲(chǔ)存罐。罐體以地下豎井方式布置于山體內(nèi)1 165 m高程處，通過隧道向拌合樓輸送骨料和砂。

3　生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化

3. 1　整體布置調(diào)整

將原設(shè)計(jì)1 165 m高程平臺(tái)調(diào)整至1 168 m高程平臺(tái)，除混凝土拌和樓、制冰樓、膠凝材料罐等設(shè)施布置在1 135 m高程外，其他設(shè)施根據(jù)地形條件及空間位置需要布置在1 168 m高程平臺(tái)，包括原設(shè)計(jì)在1 135 m高程布置的平臺(tái)空壓車間、外加劑車間均移至1 168 m高程平臺(tái)，為1 135 m高程平臺(tái)節(jié)約建筑面積572 m 2，并減少了開挖量。另外，為了對外提供混凝土，專門在1 135 m高程平臺(tái)1號(hào)拌和樓下增建一堿水劑池，滿足了外供混凝土生產(chǎn)的需求。原設(shè)計(jì)方案中，拌和樓布置在儲(chǔ)料罐與運(yùn)輸隧洞之間，來料必須經(jīng)過拌和樓才能達(dá)到膠凝車間，為了車輛回駛方便，經(jīng)現(xiàn)場考察論證優(yōu)化了拌和樓和膠凝車間的平面位置布置，即將招標(biāo)文件中的拌和樓與膠凝車間位置進(jìn)行了對調(diào)，優(yōu)化后來料運(yùn)輸車輛與拌和樓駛往卸料平臺(tái)的出料車輛不再交叉，方便了工程需要。

3. 2　骨料儲(chǔ)料方式調(diào)整

原設(shè)計(jì)中混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)的成品骨料采用地下豎井暫存方式。由于骨料豎井開挖工程量及難度大，危險(xiǎn)程度高，同時(shí)由于骨料豎井γ輻射年有效劑量當(dāng)量和氡子體平衡當(dāng)量濃度超標(biāo)等諸多因素，在一期的施工中優(yōu)化取消了地下豎井開挖，取而代之采取將1 168 m平臺(tái)進(jìn)行適量拓寬的方案，把地下豎井骨料罐改為采用6個(gè)鋼結(jié)構(gòu)骨料罐，各級(jí)骨料分罐儲(chǔ)存，各級(jí)骨料儲(chǔ)量不小于系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模1. 5天的用量。該項(xiàng)優(yōu)化措施減少了一期開挖工程量，使洞挖變明挖，減小了施工難度，節(jié)約了投資，增大了施工的安全系數(shù)。

拌和樓骨料倉底部保溫由原設(shè)計(jì)方案中的聚苯乙烯泡沫板加鍍鋅鐵皮組合形式，改為橡塑板粘貼，施工更加簡單，并且質(zhì)量更易保證，保溫效果更好。

骨料倉里取消了緩降器(原設(shè)計(jì)粒徑大于40 mm的骨料豎井內(nèi)應(yīng)設(shè)置緩降設(shè)施)，降低了噪音，有利于環(huán)保并減少了設(shè)備維護(hù)成本。骨料經(jīng)過二次篩分和試驗(yàn)人員對骨料用量的微調(diào)，混凝土半成品滿足設(shè)計(jì)要求。

3. 3　二次篩分系統(tǒng)調(diào)整

為控制混凝土成品骨料的質(zhì)量以及骨料預(yù)冷的要求設(shè)置二次篩分車間，因骨料品質(zhì)滿足要求，取消了沖洗骨料程序，并通過試驗(yàn)檢測驗(yàn)證，對二次篩分后小于5 mm的細(xì)骨料進(jìn)行了回收利用，使之沒有棄料。該優(yōu)化不僅滿足了設(shè)計(jì)對骨料經(jīng)二次篩分車間的沖洗后需達(dá)到含水率≤1%的要求，同時(shí)將對原設(shè)計(jì)中篩分后的遜徑廢料進(jìn)行重新利用，減少了資源浪費(fèi)，節(jié)約了施工成本，并減少了棄料對環(huán)境的污染。

3. 4　混凝土拌制設(shè)備調(diào)整

現(xiàn)場根據(jù)原設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場纜機(jī)調(diào)運(yùn)能力，對拌制設(shè)備選型進(jìn)行了調(diào)整，選用2座配置4×4. 8 m 3自落式攪拌機(jī)(型號(hào)為HL380-4F4800L)的攪拌樓，替換了原設(shè)計(jì)方案中的配置的4×4. 5 m 3自落式攪拌機(jī)的攪拌樓。該優(yōu)化提高了混凝土拌制效率，結(jié)合工程對纜機(jī)混凝土輸送效率的改進(jìn)提升，使資源得到了最優(yōu)化利用，減少了纜機(jī)吊運(yùn)時(shí)間，有效地保證了施工進(jìn)度，并提高了混凝土澆筑質(zhì)量。

4　結(jié)語

混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)是水利水電工程

4　結(jié)論

大型水電工程的技術(shù)質(zhì)量管理工作雖然時(shí)間跨度大，影響因素多，但從源頭上分析，重大技術(shù)方案隱含在前期階段，在合理的勘測設(shè)計(jì)周期內(nèi)，通過深入細(xì)致的方案比較工作，選擇了最優(yōu)布置方案就是工程管理最大的節(jié)約。

優(yōu)良的工程質(zhì)量一方面是干出來的，另一方面是通過細(xì)化合同條款管理出來的。大崗山工程在項(xiàng)目進(jìn)入到實(shí)施階段后，選擇了合適的參建單位，為技術(shù)質(zhì)量管理創(chuàng)造了良好的開端，在此基礎(chǔ)上，大崗山公司通過嚴(yán)格而先進(jìn)的數(shù)字化管理和第三方技術(shù)質(zhì)量把關(guān)等外部手段，使項(xiàng)目的技術(shù)質(zhì)量管理達(dá)到了令人滿意的效果。施工規(guī)劃的重要內(nèi)容，是直接影響工程質(zhì)量和工程進(jìn)度的關(guān)鍵因素。

(1)混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)劃應(yīng)根據(jù)主體工程的布置、施工總體規(guī)劃、現(xiàn)場的地形與地質(zhì)條件等因素進(jìn)行綜合考慮，達(dá)到降低施工難度、節(jié)約工程成本和加快系統(tǒng)建設(shè)的目的。

(2)大崗山工程根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際，取消二次篩分中的沖洗骨料程序，并將篩分后的棄料進(jìn)行回收利用，節(jié)約了成本。

(3)通過對混凝土拌制設(shè)備的選型優(yōu)化，使施工流程得到更好的布置，資源得到了最優(yōu)化利用，有效地保證了施工進(jìn)度，并提高了混凝土澆筑質(zhì)量。

大崗山水電站主體施工已完成，生產(chǎn)實(shí)踐表明，混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工藝流暢、布置合理，設(shè)備選型正確且運(yùn)行狀況良好，滿足工程施工的需要。