興城抽水蓄能電站瀝青混凝土骨料加工及拌和系統(tǒng)

李葉，吳佳蔚

（遼寧省河庫管理服務(wù)中心（遼寧省水文局），遼寧 沈陽 110003）

1 工程概況

遼寧興城抽水蓄能電站位于遼寧省葫蘆島市興城市境內(nèi)，可在電網(wǎng)中承擔(dān)調(diào)峰、填谷、儲能、調(diào)頻、調(diào)相、緊急事故備用等任務(wù)。電站裝機容量為1 200 MW，上水庫總庫容為932×104m3，下水庫總庫容為1 133×104m3。工程為Ⅰ等大（1）型水庫，主要建筑物包括上水庫擋水建筑物、輸水建筑物、地下廠房、廠房交通洞、通風(fēng)洞、主變洞、母線洞、地面開關(guān)站、下水庫擋水及泄水建筑物等，次要建筑物包括尾調(diào)通風(fēng)洞、排水廊道、補水系統(tǒng)建筑物等。

上水庫正常蓄水位為510.00 m，瀝青混凝土面板堆石壩最大壩高106.00 m，壩長1 035.50 m。下水庫正常蓄水位為124.00 m，鋼筋混凝土面板堆石壩最大壩高50.00 m，壩長417.00 m，下水庫泄洪建筑物布置在左岸，包括泄洪放空洞和溢洪道。輸水系統(tǒng)總長2 248.42 m，其中，引水系統(tǒng)長1 112.01 m，尾水系統(tǒng)長1 136.41 m，引水、尾水系統(tǒng)均采用二洞四機布置，輸水發(fā)電系統(tǒng)距高比為5.5。地下廠房系統(tǒng)距離上水庫進/出水口閘門井約790.00 m，廠房洞、主變室及尾閘洞從上游向下游依次平行布置，廠房洞開挖尺寸為173.50 m×26.00 m×56.60 m（長×寬×高）。補水泵站位于塔子溝溝口東屯附近，補水系統(tǒng)管線全長6 004.00 m，采用單根DN600 球墨鑄鐵壓力管道，泵站揚程為115.00 m，設(shè)計流量為0.3 m3/s。

2 堿性骨料場調(diào)查

堿性骨料場位于八家子鎮(zhèn)南約2 km 的瓦房溝村，料場為橢圓形山包，山體比高一般為140.00～180.00 m，山體較寬厚，地形起伏較大，料場面積約0.04 km2，按取料高程140.00 m估算，表部風(fēng)化溶蝕無用層厚度約3.00 m，有用層厚度大于15.00 m，有用層體積為60×104m3，有用儲量大于設(shè)計需用量的3 倍，儲量、質(zhì)量滿足技術(shù)規(guī)范要求。該商品料廠分別供應(yīng)5.000 mm 以下、5.000～10.000 mm、10.000～20.000 mm 等多種級配料。

3 拌和系統(tǒng)布置條件

在上水庫庫外北側(cè)環(huán)庫公路附近坡地布置瀝青混凝土拌和系統(tǒng)，場地高程為513.00 m 左右，面積約1.90 萬m2。

瀝青混凝土骨料加工及拌和系統(tǒng)所在的上水庫北側(cè)山脊，場地范圍內(nèi)地面高程為513.00～535.00 m，山脊內(nèi)側(cè)地形平緩，為10°左右，外側(cè)地形陡峭，為60°左右。覆蓋層較薄，多小于1.00 m，主要為粉土質(zhì)砂?；鶐r多裸露，為燕山早期二長花崗巖，全風(fēng)化厚度為2.00～6.00 m，強風(fēng)化厚度為8.50～17.60 m，邊坡整體穩(wěn)定性較好，不存在崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。環(huán)境地質(zhì)條件簡單，為基本穩(wěn)定場地，適宜工程建設(shè)。

4 瀝青混凝土試驗

大壩采用瀝青混凝土面板堆石壩，壩頂高程為513.50 m，壩頂寬度為10.00 m，壩頂長1 035.50 m，壩軸線位置最大壩高為106.00 m（壩腳位置壩高185.50 m）。面板采用瀝青混凝土簡式面板，瀝青防滲面板自上而下布置表層瀝青瑪蹄脂封閉層（厚0.2 cm）、瀝青混凝土防滲層（厚10.0 cm）、瀝青混凝土整平膠結(jié)層（厚10.0 cm）。水位變動區(qū)的瀝青防滲面板采用改性瀝青，庫底的瀝青防滲面板采用普通瀝青，在庫周與庫底面板連接部位、基礎(chǔ)斷層區(qū)、庫周和庫底挖填交界處、瀝青混凝土面板與鋼筋混凝土連接部位，采用5.0 cm 瀝青混凝土加厚層，并設(shè)置聚酯網(wǎng)格進行加強處理。

礦料是瀝青混凝土的重要組成部分，對瀝青混凝土的性能有著重要的影響。礦料按粒級可分為粗骨料、細(xì)骨料和填料，粗骨料的粒徑范圍大于2.360 mm，細(xì)骨料的粒徑為0.075～2.360 mm，填料粒徑小于0.075 mm。粗、細(xì)骨料在瀝青混凝土中組成骨架結(jié)構(gòu)，使瀝青混凝土獲得必要的強度以承受外力作用，而填料和瀝青組成瀝青-填料相，使瀝青混凝土具有一定的彈性、粘性、塑性及施工和易性。

根據(jù)各項礦料性能試驗，粗骨料、細(xì)骨料、礦粉各項性能檢測結(jié)果均符合設(shè)計要求；瀝青混凝土室內(nèi)配合比試驗過程中對粗、細(xì)骨料加溫至170 ℃，加熱前后骨料篩分無變化，符合設(shè)計提出的骨料巖質(zhì)要求，瀝青混凝土級配見表1。

表1 瀝青混凝土級配指數(shù)

5 瀝青混凝土骨料加工及拌和系統(tǒng)

瀝青混凝土骨料加工及拌和系統(tǒng)設(shè)在上水庫區(qū)，靠近澆筑現(xiàn)場，負(fù)責(zé)供應(yīng)上水庫區(qū)所需的瀝青混凝土。上水庫瀝青混凝土工程量為6.61萬m3，需外購的堿性混凝土骨料、天然砂分別為11.97萬t 和2.27 萬t。根據(jù)施工總進度的安排，上水庫瀝青混凝土澆筑高峰時段為施工期第5 年的4—10 月，瀝青混凝土高峰月平均澆筑強度為10 425 m3，日及小時不均勻系數(shù)取1.50，月不均勻系數(shù)取1.26[1]，按每天工作兩班制考慮[2]，高峰澆筑強度為140 t/h。根據(jù)瀝青混凝土的澆筑強度，選擇LB2000 型強制間歇式瀝青混凝土攪拌設(shè)備，其額定生產(chǎn)能力為160 t/h，系統(tǒng)功率為490 kW。

堿性混凝土商品料場原料級配見表2.0。根據(jù)表2 可知，商品料場現(xiàn)有產(chǎn)能充足，但級配不均勻，不能完全滿足設(shè)計要求，因此，需在瀝青混凝土拌和系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置堿骨料篩分系統(tǒng)及制砂系統(tǒng)，以調(diào)整堿骨料級配。小于20.000 mm的商品料經(jīng)過預(yù)篩分級成6種規(guī)格的骨料，其中，20.000～2.500 mm骨料運至細(xì)碎車間，利用立軸沖擊式破碎機B5100SE 進行破碎，2.500～0.074 mm 骨料運至柱磨車間[3]，經(jīng)超細(xì)碎后獲得所需級配堿骨料。

表2 商品料場原料級配指數(shù)

調(diào)整級配后的堿骨料運至受料倉，由膠帶輸送機運至拌和系統(tǒng)骨料儲罐，初配后的骨料經(jīng)干燥筒加熱后，由熱料提升機運至拌和樓熱料倉儲存；礦粉由儲罐經(jīng)螺旋輸送機、斗式提升機直接運至拌和樓；瀝青由瀝青倉庫經(jīng)脫筒脫水車間進入瀝青保溫罐儲存，并由瀝青輸送裝置運至拌和樓；瀝青混合料在拌和前需預(yù)先對拌和系統(tǒng)進行預(yù)熱，預(yù)熱方式可通過熱骨料進入拌和系統(tǒng)進行；拌制瀝青混合料時，應(yīng)按粗骨料、細(xì)骨料、填料依次下料，干拌25 s后再注入熱瀝青一起拌和60 s，要求拌和均勻、瀝青裹覆骨料良好，拌和后的成品料由運料車運至成品料倉保溫儲存。

系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置6座1 060 m3的骨料儲罐（粗骨料、細(xì)骨料各3 座），可滿足高峰月混凝土生產(chǎn)3 d 的需用量。系統(tǒng)內(nèi)設(shè)瀝青倉庫和柴油儲罐，瀝青儲量按連續(xù)生產(chǎn)一個月瀝青用量考慮，儲量為1 200 t；柴油儲量按連續(xù)生產(chǎn)一個月柴油用量考慮，容量為150 t。

6 結(jié)語

本文對瀝青混凝土加工及拌合系統(tǒng)的料源情況、布置條件、混凝土試驗、加工工藝等全過程設(shè)計進行了系統(tǒng)分析介紹，通過對比來料與成品料的差別，確定骨料加工采用細(xì)碎、超細(xì)碎的施工工藝。根據(jù)瀝青混凝土試驗可以確定混凝土拌和工藝的安全性與可靠性，為該工程的實施提供依據(jù)，也能為其他工程設(shè)計提供參考。