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1、冲乎尔水电站砂石加工和拌和系统的布置与施工吴小华 曲胜辉 尹逊鲁摘要 冲乎尔水电站砂石加工和拌和系统是碾压混凝土快速施工的保证，实际应用中，有效地保证了混凝土施工强度及质量要求，通过对冲乎尔水电站这两个系统的应用实例，介绍了系统的设备选型、平面布置、生产工艺及温控措施。关键词 设备选型 平面布置 生产工艺 温控措施1 工程概况冲乎尔水电站主体工程枢纽建筑物由碾压混凝土挡水坝段、表孔溢流坝段、底孔泄洪坝段及左岸发电引水系统坝段和坝后厂房等组成，混凝土总量67.4万m3，其中常态混凝土14万m3，碾压混凝土53.4万m3，混凝土月高峰浇筑强度6.6万m3/月。根据现场施工条件和施工总体规划，冲呼尔
2、水电站工程采用天然砂石料，毛料由下游约3km的C2料场和上游约1km的C3料场采挖并经筛洗加工为成品骨料后，通过胶带运输机向拌和楼供应。混凝土生产系统采用两岸布置，右岸拌和系统供截流后的右岸一期工程混凝土施工生产使用，2007年5月30日具备生产条件，左岸拌和系统2008年4月30日具备生产条件，左右岸拌和系统同时供二期工程混凝土施工生产使用。2 砂石加工系统2.1 料场概况冲乎尔水电站采用天然砂砾石料为料源，在指定位置设置砂石加工系统，分别布置在C2料场和C3-2料场附近，C2料场砂石系统承担4.5万m3/月混凝土骨料的生产任务，C3-2料场砂石系统承担3万m3/月混凝土骨料的生产任务。混凝
3、土总量约为67万方,主要包括一级配、二级配、三级配，毛料料源采用C2和C3料场料源。C2料场砂石系统和C3-2料场砂石系统成品料生产能力分别为234t/h和400t/h。C2砂砾料场位于坝址下游2.83.8km处左岸级阶地上，岩性为第四系冲积砂砾石层，地下水埋深约69m，总厚度大于15m。上部多覆盖冲洪积粉土、含土砂砾石，厚0.51.5m。水上有用层储量122万m3，水下开采2.5m储量48万m3，总计170万m3。作为砼用骨料，质量满足规范要求。卵砾石成分以花岗岩、变质砂岩、石英片岩为主。粒径150mm蛮石含量占8%，粒径1505mm砾石含量占78%，粒径5mm砂的含量占14%。C3砂砾料场
4、位于下坝址上游0.41.3km处左右两岸级阶地上，分两区，左岸为C3-1，右岸为C3-2，岩性为第四系冲积砂砾石层。C3-1水位以上砂卵砾石平均厚度约8m，C3-2审稿：王文彬上部多覆盖洪积粉土，厚0.52.0m，水位以上厚10m，两区水上有用层储量109万m3，水下开采2.5m储量31万m3，总计140万m3。作为混凝土用骨料，质量满足规范要求。卵砾石成分以花岗岩、变质砂岩、石英片岩为主。粒径150mm蛮石含量占12%，粒径1505mm砾石含量占74%，粒径5mm砂的含量占14%。2.2 C3-2号料场天然砂石系统设计2.2.1 设计规模本系统满足高峰月3万m3混凝土浇筑强度，月需用骨料为6
5、.6万t。考虑15%的加工损耗和5%的骨料转运及混凝土运输损耗，成品天然混凝土骨料生产量为234t/h；考虑到整个加工过程中的加工损耗、弃料损失、运输损耗、堆存损耗、洗石损耗、混凝土浇筑的不均匀系数等综合因素，考虑25%系数。设计处理能力293t/h。2.2.2 工艺设计说明及设备选型工艺流程选择中细两段破碎，湿法生产的工艺，中碎闭路、细碎和筛分楼构成闭路循环，并补充棒磨机开路生产作为调节砂细度模数和砂子产量的总体工艺设计方案。中碎车间设置一台PYH-2C标准圆锥破、细碎车间配置一台PYHD-3C型短头圆锥破、制砂车间配置两台棒磨机（MBZ2136）补充制砂，筛分楼上层配置一台2160振动筛下
6、层配置一台2460振动筛。成品料的计量采用皮带衡进行计量。在成品料堆下设地弄，可以通过三条胶带运输机向拌和系统供应成品骨料。2.3 毛料开采方法根据料源级配分析，考虑不可定因素影响，毛料开采考虑C2和C3料场。开采考虑到水下开采量不大，对细砂流失量影响不大，所以开采方法采用旱采法。用TY220推土机集覆盖层，装载机3m3配合1.6m3反铲装车运输至天然骨料加工系统受料站或毛料堆存场。开采采用分层、分区配合采挖，这样便于骨料生产级配平衡和系统生产设备充分发挥生产能力。C2料场和系统布置设计与C32基本相同。C3料场位于大坝上游0.41.3km处左右两岸级阶地上，高程为710.0m。二期截流以后，
7、2008年 5月7月汛期来临后将被淹埋，砂石料将无法进行生产。根据2008年进度计划安排主体工程要完成34万m3混凝土的施工任务，月最高浇筑强度为8万m3,C2料场只能满足月最高浇筑强度4.5万m3生产任务，完全依懒C2料场生产砂石料将无法满足当年施工计划需求。结合现场实际情况，项目部经综合考虑，最终确定在17#坝段碾压至高程708.0m预留缺口，宽度17m（整个坝段），并在C3料场汛期来临之前靠河侧修筑3m高的临时围堰，满足了防洪渡汛的要求，使C3料场在汛期也可进行骨料生产。满足了2008年坝体混凝土施工的需求，同时也可降低二期纵横向围堰原设计高程3.0m。3 拌和系统根据本工程混凝土总量及
8、月高峰浇筑强度，右岸拌和系统布置一座DW-240S型连续式强拌站（铭牌生产能力240m3/h，实际生产能力为168m3/h）和一座HZS-50A型强拌站（铭牌生产能力50m3/h，实际生产能力为35m3/h）；左岸拌和系统布置一座DW-240S型连续式强拌站（铭牌生产能力240m3/h，实际生产能力180m3/h）；左右岸拌和系统生产能力足以满足混凝土强度要求。粉料储存设备：根据碾压混凝土和常态混凝土浇筑高峰月的粉料日平均用量、运输条件及储备天数，右岸DW-240S连续式拌和站配备400t粉料罐两个，200t粉料罐2个；HZS-50A型强拌站配备100t粉料罐2个；左岸DW-240S连续式拌和
9、站配备400t粉料罐2个，300t粉料罐4个；另外右岸拌和系统配备一个500t袋装粉料库，左岸拌和系统配备一个1000t袋装粉料库，当粉料供应紧张时，采用单仓泵将袋装粉料打入粉料罐，保证混凝土生产的连续。3.1 平面布置右岸拌和系统布置在大坝上游C3-2砂石料加工厂附近，系统内布置一座DW240S连续拌和站用于碾压混凝土生产，系统设计生产能力为240 m3/h，同时布置一座HZS50A拌和站，用于常态混凝土生产，系统设计生产能力为50 m3/h；右岸混凝土拌和系统从1#道路（进场公路至C3-2料场）向下平行于坝轴线布置，依次为成品料堆，粉料仓和拌和站三部分，实验室，袋装库就近布置，布置原则是尽
10、量利用现有地形，避免大面积的开挖或回填；HZS50A型强拌站布置在DW-240S拌和站内侧，与DW-240S拌和站共用成品料堆，占地面积约10000m2。左岸拌和系统布置在大坝下游C2砂石料场内，系统内布置一座DW240S连续拌和站，系统设计生产能力为240m3/h，为减少占地面积和砂石骨料二次倒运，左岸连续拌和站砂石骨料的储存利用砂石厂成品料堆，成品料通过廊道内的输送皮带直接进入连续式配料站，总占地面积约10000m2。3.2 生产工艺混凝土拌和系统布置在砂石料加工系统附近，砂石料加工系统生产的成品砂石料通过皮带机输送至混凝土拌和系统砂石料仓，砂直接卸至成品砂仓内，粗骨料经高架栈桥至粗骨料仓
11、内，大、中、小三种骨料从高栈桥上采用布置在皮带机上部的卸料小车卸料，卸料小车可在料仓的上方任何位置自由卸料，以保证骨料有效堆高（最高为12m）。3.2.1 碾压混凝土生产工艺碾压混凝土由DW240S连续式强拌站生产，全电脑控制计量操作，成品砂石料堆内的砂石料经廊道内的皮带机和上料皮带机送至连续式配料站，按照混凝土配合比由4条计量皮带机控制计量，混合料经B=800mm10#皮带机送至连续式强拌机。水泥和粉煤灰通过螺旋输送机送至水泥和粉煤灰中间仓，经计量皮带进入连续式强拌机，水、外加剂配制后进入暂存箱，由自吸泵控制计量后进入连续式强拌机。骨料、水泥、粉煤灰、水和外加剂从连续式强拌机入口进入，经搅拌
12、生产的成品混凝土从另一端出口流入8#、9#集料皮带机送至集料斗或上坝皮带，最后由自卸汽车或10#皮带机运送至大坝。3.2.2 常态混凝土生产工艺常态混凝土由HZS-50A型强制拌和站生产，装载机配合上料，采用全电脑控制计量操作，自卸汽车或混凝土搅拌罐车接料，运至施工现场。 3.3 温控措施冲乎尔水电站位于新疆西北部，冬季寒冷，混凝土施工若采用热水拌和及仓号取暖进行浇筑混凝土，施工效率低，施工成本较大，不宜采用。当气温降至5时，即停止混凝土生产及浇筑；混凝土生产主要考虑夏季降温措施，根据当地气温条件，6、7、8月应考虑降温措施，根据设计要求，6、7、8月份强约束区（EL712m以下） 允许浇筑温
13、度16，弱约束区（EL712mEL740m）允许浇筑温度18，非基础约束区（EL740m以上）允许浇筑温度19。本工程采用了如下温控措施：（1）进行混凝土的配合比试验时，考虑提高碾压混凝土的抗裂能力。防止混凝土产生裂缝，一方面降低混凝土中产生的拉应力，另一方面提高混凝土的抗裂能力，通过混凝土配合比的优化，降低混凝土的绝热温升和弹性模量，提高混凝土的抗拉强度和极限拉伸。（2）拌和站砂石料仓尽可能堆高，最高可达12m，取用料堆底部砂石料通过廊道运输至中间料仓，能有效的避免太阳直晒，降低骨料温度。（3）在砂石料堆顶部的栈桥上安装喷头，对粗骨料进行冷水喷淋；细骨料顶部搭设遮阳蓬遮阳，降低骨料温度。（4
14、）粉料罐采用冷水喷淋，降低粉料温度。（5）布尔津河河水夏季水温在67，拌和站内设置地下水池，河水直接抽至地下水池，混凝土拌和用水采用地下水池内的冷水，地下水池内的水要经常更换，防止水温回升。（6）混凝土运输车辆、上料、出料皮带及中间料仓均采用防晒网遮阳。（7）仓面喷雾，改变仓面环境小气候，同时对仓面保湿。（8）冲乎尔水电站混凝土采用以上温控措施，混凝土入仓温度均能满足设计要求，当混凝土入仓温度不能满足设计要求时，浇筑过程中埋设冷却水管，进行后期冷却。4 结束语砂石加工系统就近布置在料场附近，可降低毛料运输成本，成品料采用胶带运输直接到拌和系统，也可降低运输成本；另外2008年汛期在坝体预留缺口
15、，使上游C3料场在汛期仍能维持开采生产，很好地解决了当年混凝土施工的骨料需求。冲乎尔水电站拌和系统的生产能力是碾压混凝土快速施工的保证，其中设备的选型至关重要，DW240S连续式拌和站具备稳定的性能及合理的生产工艺，是碾压混凝土施工的最佳选择；拌和系统的存储设备应与拌和机的生产能力、粉料的运输条件相适应，设备选择过大，存在安全隐患及不必要的浪费，设备选择过小，影响混凝土生产能力，得不偿失；皮带机上料及全电脑控制操作减少劳动力消耗，提高生产效率，另外电脑自动计量比较精确，是混凝土质量控制的基础；拌和系统的位置非常重要，确定位置前进行经济分析，选择方便、经济的拌和系统位置是降低成本，提高效益的一个重要环节。
