巴基斯坦卡洛特水電站砂石料加工及 混凝土拌和系統(tǒng)關(guān)鍵工藝

劉曦 時(shí)之光 陳遷

摘要：巴基斯坦卡洛特水電站料場(chǎng)細(xì)骨料局部含泥量偏大，細(xì)度模數(shù)偏小，粗骨料局部含泥量偏大，級(jí)配不良，砂、礫石均具有潛在堿活性，需要采取相應(yīng)的工藝措施進(jìn)行處理。對(duì)砂石加工及混凝土拌和系統(tǒng)的關(guān)鍵工藝進(jìn)行了分析研究，闡述了主要工藝的設(shè)計(jì)方案。生產(chǎn)實(shí)踐表明，系統(tǒng)正常有序運(yùn)行，各項(xiàng)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)關(guān)鍵工藝的研究成果應(yīng)用有效控制了混凝土質(zhì)量，減少了建安投資與運(yùn)營(yíng)成本。

關(guān)鍵詞：砂石料加工;混凝土拌和;細(xì)骨料;粗骨料;卡洛特水電站;巴基斯坦

中圖法分類號(hào)：TV544文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ADOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2020.03.016

1 工程概況

卡洛特（Karot）水電站是巴基斯坦境內(nèi)吉拉姆河（Jhelum）規(guī)劃的5個(gè)梯級(jí)電站的第四級(jí)，壩址位于巴基斯坦旁遮普省境內(nèi)卡洛特橋上游1 km，下距曼格拉大壩74 km，西距伊斯蘭堡直線距離約55 km。砂石加工及混凝土拌和系統(tǒng)承擔(dān)主體工程全部混凝土和部分大壩填筑料以及噴護(hù)混凝土用砂石料生產(chǎn)。其中，砂石加工系統(tǒng)生產(chǎn)三級(jí)配混凝土骨料，處理能力按540 t/h設(shè)計(jì)，混凝土拌和系統(tǒng)按混凝土澆筑強(qiáng)度5萬(wàn)m3/月配置。

砂石系統(tǒng)料源為比珥（Beor）料場(chǎng)和那拉（Nara）料場(chǎng)開采的天然砂石料。料場(chǎng)礫（卵）石原巖成分主要為石英巖、玄武巖、石英砂巖、巖屑砂巖、變質(zhì)巖等。料場(chǎng)細(xì)骨料局部含泥量偏大，細(xì)度模數(shù)偏小，粗骨料局部含泥量偏大，級(jí)配不良[1]。砂、礫石均具有潛在堿活性，需要采取相應(yīng)的工藝措施進(jìn)行處理。

2 砂石加工系統(tǒng)關(guān)鍵工藝

砂石加工系統(tǒng)工藝流程按三級(jí)配進(jìn)行計(jì)算，采用二級(jí)配進(jìn)行校核，在按三級(jí)配計(jì)算系統(tǒng)各級(jí)骨料生產(chǎn)能力時(shí)，適當(dāng)考慮了二級(jí)配生產(chǎn)因素。各級(jí)成品骨料設(shè)計(jì)小時(shí)生產(chǎn)能力見表1。

設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)主要考慮的關(guān)鍵工藝如下。

（1）利用篦條篩進(jìn)行大塊料篩分。根據(jù)料場(chǎng)粒度分布資料和現(xiàn)場(chǎng)查勘情況，料場(chǎng)中大于300 mm的骨料含量很少，在開采過(guò)程中，盡量避免大料裝車。在砂石加工系統(tǒng)受料坑設(shè)置篦條篩，將大于300 mm的大塊料棄掉，小于300 mm的物料送入毛料堆場(chǎng)[2]。采用此工藝能減少一段破碎環(huán)節(jié)，提高系統(tǒng)生產(chǎn)效率。

（2）粗碎車間選用顎式破碎機(jī)提高破碎效率。顎式破碎機(jī)進(jìn)料口較大，有利于控制毛料開采的粒徑，減少棄料，從而提高破碎效率[3]。一篩中大于80 mm的物料全部進(jìn)入顎式破碎機(jī)破碎。破碎后的物料進(jìn)入中碎調(diào)節(jié)堆，如果80～40 mm成品料不夠，也可以返回一篩篩分，補(bǔ)充80～40 mm的物料。

（3）設(shè)置二篩車間補(bǔ)充生產(chǎn)粗骨料。二篩車間設(shè)置大于40 mm篩網(wǎng)，中碎車間圓錐破碎機(jī)破碎后的骨料進(jìn)入二篩車間，大于40 mm的骨料送入圓錐破碎機(jī)再次破碎。粒徑小于5 mm的細(xì)骨料送入成品砂堆，大于5 mm的粗骨料送入細(xì)碎車間，利用立軸破碎機(jī)生產(chǎn)細(xì)骨料。

（4）細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)調(diào)整。由于比珥料場(chǎng)和那拉料場(chǎng)的細(xì)骨料局部含泥量偏大，細(xì)度模數(shù)偏小，需生產(chǎn)部分人工砂補(bǔ)充成品砂產(chǎn)量，同時(shí)調(diào)節(jié)成品砂細(xì)度模數(shù)[4]。在細(xì)碎車間設(shè)置立軸破碎機(jī)，破碎后的骨料送三篩車間，三篩車間設(shè)置3 mm篩網(wǎng)，調(diào)節(jié)成品砂中小于3 mm和大于3 mm的砂比例，從而調(diào)節(jié)成品砂細(xì)度模數(shù)。砂石加工系統(tǒng)工藝流程見圖1。

3 混凝土拌和系統(tǒng)關(guān)鍵工藝

混凝土月高峰澆筑強(qiáng)度5.0萬(wàn)m3混凝土，預(yù)冷混凝土生產(chǎn)強(qiáng)度為160 m3/h。以高峰月強(qiáng)度計(jì)算拌和系統(tǒng)的小時(shí)生產(chǎn)能力Qh=150（m3/h），選取2座HL115-3F1500的拌和樓，最大小時(shí)生產(chǎn)能力230 m3/h，制冷混凝土生產(chǎn)能力160 m3/h。混凝土拌和系統(tǒng)工藝流程見圖2。

系統(tǒng)主要關(guān)鍵工藝如下。

（1）骨料堿活性工藝處理措施。比珥料場(chǎng)料源堿活性試驗(yàn)表明料場(chǎng)砂、礫石具有潛在堿活性。為保障混凝土工程的安全和正常使用壽命，采用摻入礦渣粉的工藝措施，不僅能有效抑制骨料堿活性，還有助于提高混凝土的密實(shí)性能，增強(qiáng)硬化混凝土的抗化學(xué)侵蝕性能。

（2）混凝土預(yù)冷工藝。當(dāng)?shù)厝掌骄鶜鉁馗哌_(dá)33.2 ℃。為了生產(chǎn)合格的預(yù)冷混凝土（出機(jī)口溫度16 ℃），必須采用適當(dāng)?shù)闹评浯胧拍苓_(dá)到設(shè)計(jì)要求。二次風(fēng)冷可進(jìn)一步將骨料冷透，成品混凝土溫升慢，但從經(jīng)濟(jì)角度分析，增加一次風(fēng)冷，累計(jì)需多投入約650萬(wàn)元，且運(yùn)行期冷風(fēng)機(jī)能耗大、噪音大，對(duì)環(huán)境造成破壞;而制冰設(shè)備投入小，運(yùn)行成本低，片冰的冷卻效果較好。結(jié)合該工程占地面積小，預(yù)冷混凝土需求量不大且多為二級(jí)、三級(jí)配混凝土，混凝土高峰澆筑時(shí)間持續(xù)久以及多年月平均氣溫高等特點(diǎn)，選擇占地小、調(diào)節(jié)方便、預(yù)冷效果好、可靠度高的“冷水+片冰+一次風(fēng)冷”預(yù)冷工藝，確保生產(chǎn)出合格的預(yù)冷混凝土。

（3）系統(tǒng)內(nèi)混凝土溫控措施。①骨料堆場(chǎng)高度及貯存時(shí)間應(yīng)滿足規(guī)范要求，使地弄出料溫度不高于月平均氣溫;②地面骨料上料膠帶機(jī)采取遮陽(yáng)措施，避免骨料受到陽(yáng)光直射;③攪拌樓料倉(cāng)風(fēng)冷粗骨料;④加片冰拌和混凝土;⑤加6 ℃冷水拌和混凝土;⑥外加劑摻加6 ℃冷水。

4 結(jié) 語(yǔ)

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，充分利用了國(guó)內(nèi)砂石混凝土系統(tǒng)成熟的工藝設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。針對(duì)天然料源情況，對(duì)關(guān)鍵工藝進(jìn)行了分析研究，有效控制了混凝土質(zhì)量，減少了建安投資與運(yùn)營(yíng)成本。目前，系統(tǒng)正常有序運(yùn)行，各項(xiàng)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求。

隨著“一帶一路”倡議的提出，中國(guó)工程建設(shè)者近幾年“走出去”拓展業(yè)務(wù)，“中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)”“中國(guó)方案”也越來(lái)越多地走出國(guó)門。我國(guó)砂石混凝土系統(tǒng)設(shè)計(jì)施工企業(yè)可充分利用國(guó)內(nèi)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，打造砂石混凝土系統(tǒng)行業(yè)的中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，打響中國(guó)工程服務(wù)的品牌。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉百興， 倪錦初， 朱衛(wèi)軍. ?水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)指南[M]. ?北京： 中國(guó)水利水電出版社， 2015.

[2] 陳遷， 龍慧文， 孔繁忠，等. 銀盤水電站砂石混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)實(shí)踐[J]. ?人民長(zhǎng)江， 2008， 39（4）： 50-52.

[3] 陳遷， 龍慧文， 孔繁忠. 烏江彭水水電站大型施工工廠設(shè)計(jì)[J]. ?人民長(zhǎng)江， 2006， 37（1）： 56-57.

[4] 陳遷， 胡良洪. ?彭水水電站鴨公溪砂石加工系統(tǒng)主要設(shè)備選型[J]. ?人民長(zhǎng)江， 2005， 36（10）： 13-14.

（編輯：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