水電站施工中混凝土拌和系統(tǒng)生產(chǎn)工藝

章波

摘 要：在進(jìn)行水電站施工的過(guò)程中需要使用大量的混凝土，因此在水電站施工的過(guò)程中往往需要設(shè)計(jì)建造相關(guān)的混凝土拌合系統(tǒng)，以滿足水電站施工的需求。加查混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為480m3/h，預(yù)冷、熱混凝土生產(chǎn)能力為300m3/h。通過(guò)分析確定加查混凝土拌合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，對(duì)混凝土拌合系統(tǒng)的設(shè)備選型、混凝土生產(chǎn)、砂石料加工進(jìn)行分析，總結(jié)了混凝土拌和系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，以期為同類的工程施工項(xiàng)目施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞：水電站施工 篩分沖洗 生產(chǎn)系統(tǒng) 儲(chǔ)運(yùn)工藝

1.工程概況

加查水電站骨料加工系統(tǒng)及混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)工程主要承擔(dān)加查水電站導(dǎo)流工程和主體工程的混凝土供應(yīng)，以及其他設(shè)施所需要的少量成品骨料及混凝土供應(yīng)。

1.1骨料加工系統(tǒng)

加查水電站骨料加工系統(tǒng)需滿足混凝土高峰月平均澆筑強(qiáng)度約9.6萬(wàn)m3的粗細(xì)骨料供應(yīng)需求，系統(tǒng)毛料處理能力約1000t/h，成品骨料生產(chǎn)能力約800t/h，其中成品砂生產(chǎn)能力約240t/h。骨料加工系統(tǒng)承擔(dān)整個(gè)工程混凝土骨料的生產(chǎn)任務(wù)，供應(yīng)成品骨料總量不小于570萬(wàn)t。

1.2混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)

混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)混凝土生產(chǎn)總量約236萬(wàn)m3，其中導(dǎo)流工程約44.7萬(wàn)m3，主體工程約191.3萬(wàn)m3，其中高溫季節(jié)需要預(yù)冷的溫控混凝土約96.21萬(wàn)m3，低溫季節(jié)需要預(yù)熱的溫控混凝土約69.96萬(wàn)m3。高溫季節(jié)要求拌和樓出機(jī)口溫度不高于10℃混凝土約42.7萬(wàn)m3，不高于14℃混凝土約53.51萬(wàn)m3；低溫季節(jié)要求拌和樓出機(jī)口溫度為10℃～15℃?；炷辽a(chǎn)系統(tǒng)充分考慮加查水電站混凝土澆筑的不均勻性和業(yè)主加速趕工的要求，確保本標(biāo)系統(tǒng)生產(chǎn)規(guī)模不低于10.0萬(wàn)m3的混凝土月高峰澆筑強(qiáng)度要求，制冷溫控混凝土不低于9.6萬(wàn)m3的月高峰澆筑強(qiáng)度要求，制熱溫控混凝土不低于8.5萬(wàn)m3的月高峰澆筑強(qiáng)度要求。

2.砂石加工系統(tǒng)工藝流程

2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)概況

在進(jìn)行砂石料加工系統(tǒng)的研究時(shí)設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)所在區(qū)域的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，考慮各個(gè)料場(chǎng)的原料大于150mm以上的石料級(jí)配比例為8%左右，砂石加工系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)格篩車間，料源中粒徑大于150mm的石料自然成堆，堆滿后進(jìn)入粗碎進(jìn)行處理；其余部分進(jìn)入一篩車間進(jìn)行篩分處理?？紤]在生產(chǎn)過(guò)程中石中級(jí)配不夠，因此一篩車間為閉路生產(chǎn)，粒徑大于40mm的石料經(jīng)過(guò)中碎車間碎碎后返回一篩車間。

成品砂生產(chǎn)是砂石骨料生產(chǎn)中技術(shù)含量最高、難度最大的環(huán)節(jié)。在選擇制砂設(shè)備時(shí)，應(yīng)考慮各料場(chǎng)砂的細(xì)度模數(shù)偏小，且波動(dòng)性大的特點(diǎn)，制砂設(shè)備要能很好補(bǔ)充滿足要求的粗砂，及時(shí)調(diào)整砂的細(xì)度模數(shù)，保證生產(chǎn)出來(lái)的砂能達(dá)到質(zhì)量要求。針對(duì)制砂工藝的特點(diǎn)，并結(jié)合以前的制砂經(jīng)驗(yàn)，決定采用棒磨機(jī)（MBZ2136）制砂工藝，以達(dá)到調(diào)整成品砂細(xì)度模數(shù)的目的。

根據(jù)多個(gè)砂石系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和對(duì)不同巖石制砂的實(shí)驗(yàn)總結(jié)出，通過(guò)篩分沖洗及螺旋分級(jí)機(jī)分級(jí)后石粉含量在8%～10%之間。為靈活調(diào)整石粉含量，我們專門設(shè)計(jì)了細(xì)砂回收車間，回收部分細(xì)砂和石粉，根據(jù)石粉含量要求不同，多進(jìn)、少進(jìn)甚至不進(jìn)，從而靈活調(diào)節(jié)各砂倉(cāng)的石粉含量。

2.2工藝流程

根據(jù)加查工程的特點(diǎn)和對(duì)關(guān)鍵工藝的研究，本系統(tǒng)采用如下加工工藝：

（1）破碎

根據(jù)招標(biāo)資料和附件資料，砂礫石料的硬度較大，因而宜采用技術(shù)先進(jìn)，性能穩(wěn)定的進(jìn)口破碎設(shè)備，本系統(tǒng)采用美卓生產(chǎn)的C系列顎式破碎機(jī)與GP系列圓錐破碎機(jī)用作各個(gè)破碎車間的破碎設(shè)備。粗碎車間主要承擔(dān)粒徑大于150mm物料的破碎任務(wù)，其目的是處理超徑石和調(diào)節(jié)原料中的中大石級(jí)配。由于料源的級(jí)配不均衡，為避免在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中石級(jí)配不夠，可以通過(guò)該破碎車間的生產(chǎn)料進(jìn)行補(bǔ)充。

（2）篩分沖洗

砂石加工系統(tǒng)共設(shè)格篩、第一篩分、第二篩分三道篩分。第一篩分為干式篩分，第二篩篩分為濕式篩分。一篩車間篩分出特大石、大石進(jìn)倉(cāng)，將粒徑大于40mm的多余石料通過(guò)膠帶機(jī)送入中碎車間。二篩車間篩分出中石、小石和砂，并將中石和小石進(jìn)倉(cāng)平衡后多余的部分分別送入棒磨車間料倉(cāng)，篩分樓篩分出來(lái)小于5mm的砂子進(jìn)入螺旋分級(jí)機(jī)洗泥后，經(jīng)過(guò)直線振動(dòng)篩脫水后通過(guò)膠帶機(jī)送入成品砂倉(cāng)。

（3）制砂

砂石系統(tǒng)制砂工藝，采用常規(guī)的棒磨機(jī)（MBZ2136）制砂。我們采用如下進(jìn)料流程：棒磨車間進(jìn)料為二篩車間篩分滿足進(jìn)倉(cāng)平衡后多余的中石、小石和部分3mm～5mm物料。根據(jù)流程計(jì)算，我們?cè)O(shè)置3臺(tái)MBZ2136棒磨機(jī)。

3.混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)

加查水電站混凝土系統(tǒng)是承擔(dān)大壩建設(shè)的關(guān)鍵項(xiàng)目，混凝土系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行、維護(hù)、管理的好壞直接影響到加查水電站大壩混凝土的質(zhì)量和加查水電站能否實(shí)現(xiàn)按期發(fā)電的工程目標(biāo)。因此我們將調(diào)集工程局內(nèi)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、高標(biāo)準(zhǔn)、高要求、高質(zhì)量全面完成加查水電站混凝土系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，調(diào)集經(jīng)驗(yàn)豐富的操作能手和優(yōu)秀管理人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行、維護(hù)、管理。

3.1整體設(shè)計(jì)

針對(duì)混凝土澆筑總量大，混凝土澆筑強(qiáng)度高，高峰時(shí)段持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，混凝土質(zhì)量要求高、溫控要求嚴(yán)的特點(diǎn)，從提高系統(tǒng)的可靠性、完好率著手，采取如下對(duì)策：混凝土系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備新設(shè)備占70%，主要設(shè)備如：拌和樓、制冷設(shè)備、空壓機(jī)、運(yùn)輸設(shè)備、給料設(shè)備等均選用國(guó)內(nèi)外技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量可靠的優(yōu)秀產(chǎn)品，且已在同類工程中成功應(yīng)用。相同工藝要求的設(shè)備盡可能選用二臺(tái)以上；相同工藝要求的設(shè)備，選用的規(guī)格型號(hào)盡可能相同，有利于配件供應(yīng)和操作、維修。粗、細(xì)骨料成品料倉(cāng)下設(shè)置了兩套輸送膠帶機(jī)、篩分樓出的骨料與熱風(fēng)加熱料倉(cāng)一一對(duì)應(yīng)、骨料與熱風(fēng)加熱料倉(cāng)下設(shè)置了兩套輸送膠帶機(jī)與拌和樓一一對(duì)應(yīng)。根據(jù)二灘、三峽、構(gòu)皮灘、小灣、溪洛渡、龍開口等電站工程的經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)設(shè)置一座制冷、制熱車間對(duì)兩臺(tái)拌和樓；便于冷、熱量的調(diào)配、運(yùn)行管理、使制冷、熱系統(tǒng)更加可靠。我們調(diào)集混凝土系統(tǒng)操作能手、制冷制熱系統(tǒng)的熟練人員參加本工程的建設(shè)，來(lái)保證混凝土的溫控要求。

3.2混凝土拌和系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)

（1）骨料儲(chǔ)運(yùn)工藝

混凝土系統(tǒng)粗、細(xì)骨料由本標(biāo)的砂石加工系統(tǒng)供應(yīng)，由B=1000m、V=2.5m/s的膠帶機(jī)將骨料送到混凝土系統(tǒng)二次篩分樓上。為了保證混凝土的質(zhì)量，消除混凝土骨料運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的遜徑及二次污染，根據(jù)骨料的質(zhì)量和加查水電站的氣候特殊情況，系統(tǒng)采取對(duì)混凝土粗骨料進(jìn)行二次篩洗工藝來(lái)保證粗骨料的質(zhì)量。輸送砂的膠帶機(jī)、預(yù)熱前的粗骨料膠帶機(jī)、骨料調(diào)節(jié)料倉(cāng)均設(shè)置防雨防曬棚。預(yù)熱料倉(cāng)以后的膠帶機(jī)均設(shè)置保溫措施。

（2）膠凝材料的儲(chǔ)運(yùn)工藝

發(fā)包人提供的水泥、石粉以散裝為主，煤灰為袋裝煤灰，當(dāng)煤灰供應(yīng)不足時(shí)按比例加入石粉。水泥、石粉由散裝罐車將其運(yùn)輸?shù)交炷辽a(chǎn)系統(tǒng)，經(jīng)設(shè)于進(jìn)場(chǎng)R-4#公路旁邊的膠凝材料稱量站100t地磅計(jì)量后，利用系統(tǒng)壓縮空氣經(jīng)散裝罐車自帶氣力輸送裝置送進(jìn)系統(tǒng)內(nèi)儲(chǔ)料罐儲(chǔ)存每個(gè)罐的儲(chǔ)存情況可通過(guò)導(dǎo)波雷達(dá)料位指示裝置進(jìn)行控制。發(fā)包人提供的袋裝膠凝材料經(jīng)汽車轉(zhuǎn)運(yùn)卸入混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)高程3262.0m的袋裝煤灰?guī)觳鸢刻?，?jīng)拆包機(jī)拆包后，再用氣力射流泵輸送至相應(yīng)的儲(chǔ)料罐內(nèi)儲(chǔ)存。系統(tǒng)壓縮氣源由空壓機(jī)房供氣系統(tǒng)提供，壓縮氣源壓力為：0.3～0.5Mpa。每個(gè)罐的儲(chǔ)存情況可通過(guò)導(dǎo)波雷達(dá)料位指示裝置進(jìn)行控制。

（3）外加劑拌制及輸送工藝

外加劑車間設(shè)在3262m高程平臺(tái)，將攪拌配制好的外加劑溶液儲(chǔ)存在外加劑儲(chǔ)液池，通過(guò)耐酸泵及管道將外加劑溶液從外加劑儲(chǔ)液池分別送至至1#、2#拌和樓外加劑箱。為滿足招標(biāo)文件不少于3種外加劑的要求，我們?cè)O(shè)置了4個(gè)外加劑攪拌池和4個(gè)外加劑儲(chǔ)液池，輸送管道均用無(wú)縫鋼管。

4.結(jié)論

近年來(lái)，我國(guó)加大了對(duì)于水利工程的投資力度，大中型的水利工程建設(shè)項(xiàng)目數(shù)量不斷增加，對(duì)于混凝土拌合系統(tǒng)的生產(chǎn)提出了更高的要求。在多年的施工中發(fā)現(xiàn)，大壩施工附屬企業(yè)的混凝土加工系統(tǒng)直接影響著大壩工程的施工質(zhì)量，因此在進(jìn)行水利工程施工之前就要根據(jù)工程的施工情況估算好相應(yīng)的混凝土用量，從而進(jìn)行混凝土拌合系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，最大程度上確?；炷恋馁|(zhì)與量都能夠滿足水利工程項(xiàng)目施工的要求。

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