劉成云 錢(qián)士鋒 鄒志平

（中國(guó)水利水電第八工程局有限公司 長(zhǎng)沙市 410007）

1 工程概況

魯?shù)乩娬疚挥谠颇鲜←惤杏绖倏h與大理白族自治州賓川縣交界處的金沙江干流上，為金沙江中游水電規(guī)劃8個(gè)梯級(jí)電站中的第7個(gè)。

電站大壩為碾壓混凝土重力壩，壩頂高程1 228.00 m，最大壩高140 m，壩頂長(zhǎng)622 m（含進(jìn)水口壩段）。大壩共分28個(gè)壩段，從左到右依次為左岸擋水壩段、左底孔泄水壩段、表孔壩段、右底孔壩段、右岸擋水壩段、右岸進(jìn)水口壩段。壩體防滲采用上游面二級(jí)配碾壓混凝土加變態(tài)混凝土防滲，除進(jìn)水口壩段、底孔孔口周邊和表孔堰面以上采用常態(tài)混凝土外，其余壩體均采用碾壓混凝土筑壩。大壩（不包括進(jìn)水口壩段）混凝土總量約為192萬(wàn)m3，其中常態(tài)混凝土量約為39萬(wàn)m3，碾壓混凝土量約為153萬(wàn)m3。

2 砂石骨料供應(yīng)

電站大壩混凝土骨料采用人工骨料。碾壓混凝土采用砂巖粗骨料及正長(zhǎng)巖細(xì)骨料，常態(tài)混凝土采用正長(zhǎng)巖粗骨料。砂巖粗骨料由左岸砂石加工系統(tǒng)提供，正長(zhǎng)巖粗細(xì)骨料由右岸砂石加工系統(tǒng)提供。左岸砂石加工系統(tǒng)成品料提供能力不小于450 t/h，右岸砂石加工系統(tǒng)成品料提供能力不小于500 t/h。左岸砂石加工系統(tǒng)成品料采用自卸汽車(chē)運(yùn)輸至右岸砂石加工系統(tǒng)受料坑，經(jīng)膠帶機(jī)運(yùn)輸至成品料倉(cāng)。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力

電站大壩預(yù)冷混凝土最大月高峰澆筑強(qiáng)度為18萬(wàn)m3。拌和樓每月生產(chǎn)時(shí)間為25天，每天生產(chǎn)時(shí)間按20小時(shí)計(jì)算，并且考慮混凝土澆筑不均勻系數(shù)為1.5，要求最大的生產(chǎn)強(qiáng)度為：1.5×（18.0×104）/（25×20）=540 m3/h，即拌和系統(tǒng)預(yù)冷混凝土生產(chǎn)能力滿足540 m3/h即可滿足要求。

大壩混凝土系統(tǒng)布置兩座HL280-2S4000L型強(qiáng)制式制冷拌和樓和1座HL240-4F3000L自落式制冷拌和樓。HL280-2S4000L型強(qiáng)制式制冷拌和樓生產(chǎn)能力為：常溫常態(tài)混凝土280 m3/h、常溫碾壓混凝土240 m3/h，預(yù)冷碾壓混凝土180 m3/h。HL240-4F3000L自落式制冷拌和樓生產(chǎn)能力為：常溫常態(tài)混凝土240 m3/h、常溫碾壓混凝土220 m3/h，預(yù)冷碾壓混凝土180 m3/h。魯?shù)乩髩位炷料到y(tǒng)3座樓同時(shí)生產(chǎn)能力為常溫常態(tài)混凝土生產(chǎn)規(guī)模為800m3/h、常溫碾壓混凝土生產(chǎn)規(guī)模為700 m3/h，制冷碾壓混凝土規(guī)模540 m3/h。

4 系統(tǒng)總布置

（1）系統(tǒng)組成。

大壩混凝土拌和系統(tǒng)布置于壩址左岸下游約0.5 km的魯?shù)乩甯浇叱虨椋? 167～1 196）m。混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)從成品骨料倉(cāng)輸入骨料至拌和樓出料，包括：3座拌和樓及與混凝土拌和樓配套的骨料輸送、儲(chǔ)存設(shè)施；水泥和粉煤灰儲(chǔ)存、輸送設(shè)施；空壓站設(shè)施、外加劑設(shè)施、混凝土試驗(yàn)室、制冷車(chē)間、供水和供電等設(shè)施。大壩混凝土拌和系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)附表。

附表 魯?shù)乩娬敬髩位炷涟韬拖到y(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)

（2）拌和樓布置。

3座拌和樓布置在左岸低線道路旁，出料高程1 167 m，與低線道路在同一高程，方便混凝土運(yùn)輸。

（3）水泥、粉煤灰罐布置。

5座水泥罐和6座粉煤灰罐均布置在1 167 m的平臺(tái)上，位于拌和樓上游。

（4）一次風(fēng)冷料倉(cāng)布置。

一次風(fēng)冷調(diào)節(jié)料倉(cāng)布置在1 185平臺(tái)，鋼筋混凝土料倉(cāng)，用來(lái)預(yù)冷（80～40）mm、（40～20）mm、（20～5）mm三種骨料，總?cè)莘e2 740 m3，可保證攪拌混凝土5 h的粗骨料用量。

（5）風(fēng)冷車(chē)間的布置布置。

一冷車(chē)間布置在1 181.5平臺(tái)，靠近一次風(fēng)冷料倉(cāng)，一冷車(chē)間內(nèi)的氨泵向一次風(fēng)冷料倉(cāng)的冷風(fēng)機(jī)供氨。二冷車(chē)間布置在1 182.5平臺(tái)，靠近拌和樓和制冰車(chē)間。二冷車(chē)間內(nèi)的氨泵向三座拌和樓料倉(cāng)的冷風(fēng)機(jī)及制冰樓的片冰機(jī)供氨；二冷車(chē)間的冷水機(jī)同時(shí)向3座拌和樓及制冰樓供冷凍水。

（6）制冰樓的布置。

30 t冰庫(kù)布置在二次風(fēng)冷車(chē)間旁，向2#、3#拌和樓的貯冰庫(kù)輸送片冰。15 t冰庫(kù)布置在1#拌和樓旁，向1#拌和樓的貯冰庫(kù)輸送片冰。

（7）系統(tǒng)供風(fēng)設(shè)施。

供風(fēng)設(shè)施包括空壓機(jī)車(chē)間及配套的儲(chǔ)氣罐、管道系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)。空壓機(jī)車(chē)間布置在1 182.5 m高程，緊靠主要供風(fēng)對(duì)象粉煤灰罐及水泥罐。

（8）外加劑車(chē)間。

外加劑車(chē)間布置在高程1 196 m，拌和樓的外加劑貯液池高程為1 184 m，并設(shè)一個(gè)面積為264 m2的外加劑倉(cāng)庫(kù)。

5 拌和系統(tǒng)主要工藝及技術(shù)參數(shù)

5.1 混凝土拌和系統(tǒng)工藝流程

魯?shù)乩髩伟韬拖到y(tǒng)工藝流程見(jiàn)附圖。

5.2 混凝土拌和樓

混凝土拌和系統(tǒng)配備2座微機(jī)自動(dòng)化控制的HL280-2S4000L型強(qiáng)制式制冷拌和樓和1座HL240-4F3000L自落式制冷拌和樓，其中1#樓為HL240-4F3000L自落式制冷拌和樓，2#樓及 3#樓為 HL280-2S4000L型強(qiáng)制式制冷拌和樓。按骨料輸送流程，碾壓砂送 1#、2#樓、3#樓，常態(tài)砂送 2#、3#樓。 所以系統(tǒng)的 1#、2#、3#樓均可生產(chǎn)碾壓混凝土，2#、3#樓也可生產(chǎn)常態(tài)混凝土。HL280-2S4000L拌和樓內(nèi)裝兩臺(tái)DKX-6.0雙臥軸強(qiáng)制式攪拌機(jī)，雙集料斗，雙車(chē)道出料。HL240-4F3000L拌和樓內(nèi)裝4臺(tái)JF3000A雙錐傾翻自落式攪拌機(jī)，單集料斗，單車(chē)道出料。拌和樓為預(yù)冷拌和樓，外圍為夾心彩鋼板，骨料倉(cāng)外壁另貼橡塑保溫板保溫。

附圖 大壩拌和系統(tǒng)工藝流程

5.3 骨料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)

設(shè)備選型計(jì)算：根據(jù)參考級(jí)配，每立方混凝土粗骨料用量1 470 kg，按產(chǎn)量540 m3/h計(jì)，每小時(shí)粗骨料用量=1.47×540=794 t。 三組調(diào)節(jié)料倉(cāng)容積=5.5×4.5×12.3×9=2 740 m3，總儲(chǔ)量4 110 t，可滿足約5.2 h的生產(chǎn)需求。料倉(cāng)下設(shè)9臺(tái)振動(dòng)給料機(jī)，骨料從給料機(jī)出料，經(jīng)由三路皮帶機(jī)分別向3座拌和樓輸送。9臺(tái)冷風(fēng)機(jī)分布料倉(cāng)外側(cè)，每個(gè)料倉(cāng)設(shè)進(jìn)、回風(fēng)道各2個(gè)，使倉(cāng)內(nèi)骨料均勻冷卻。

向一次風(fēng)冷調(diào)節(jié)料倉(cāng)供粗骨料的各條供料皮帶機(jī)帶寬為B1000，帶速為2 m/s，輸送能力為1 000 t/h。粗骨料經(jīng)調(diào)節(jié)料倉(cāng)至拌和樓的上樓膠帶機(jī)帶寬也為B1000，帶速為2 m/s，輸送能力為1 000 t/h。

從成品碾壓砂倉(cāng)出來(lái)的膠帶機(jī)可同時(shí)向3座拌和樓供料，輸送砂膠帶機(jī)帶寬為B800，帶速為2 m/s，輸送能力為7 00 t/h。

骨料儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施中的膠帶機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn)立柱、桁架；粗骨料上樓膠帶機(jī)采用保溫廊道，廊道側(cè)頂板采用80 mm的夾心彩鋼板、底板采用50 mm厚的木板保溫。砂上樓膠帶機(jī)采用遮陽(yáng)雨蓬。

5.4 膠凝材料系統(tǒng)

系統(tǒng)配置1 500 t水泥儲(chǔ)存罐5座，總儲(chǔ)量7 500 t水泥，滿足高峰期12天生產(chǎn)需求；配置1 250 t粉煤灰儲(chǔ)存罐6座，總儲(chǔ)量7 500 t粉煤灰，滿足高峰期10天生產(chǎn)需求。本系統(tǒng)的任務(wù)是向3座拌和樓輸送膠凝材料。系統(tǒng)中每座樓配有兩只粉煤灰儲(chǔ)存罐，滿足使用兩種摻合料的需要。膠凝材料共采用11臺(tái)濃相式倉(cāng)泵以氣力吹送上樓。

膠凝材料由散裝車(chē)運(yùn)來(lái)，經(jīng)地磅稱(chēng)量后，運(yùn)到儲(chǔ)存罐旁以氣力吹卸入罐。儲(chǔ)存罐體下錐靠出口處設(shè)有氣化裝置，使出料順暢。每只水泥、粉煤灰罐下方的出灰口通過(guò)檢修閘門(mén)與濃相式倉(cāng)泵相連。倉(cāng)式泵的供風(fēng)管路接供氣系統(tǒng)的儲(chǔ)氣罐；輸灰管道接拌和樓上的膠凝材料罐。罐內(nèi)的水泥、粉煤灰由倉(cāng)泵采用氣力輸送方式輸送至攪拌樓。濃相式倉(cāng)泵氣力輸灰效率高，單泵輸送能力＞40 t/h。根據(jù)輸送距離和高程的不同，耗氣約（11～14）m3/min。每只儲(chǔ)藏罐和拌和樓上的粉料罐上均安裝多組料位計(jì)，系統(tǒng)根據(jù)料位指示自動(dòng)控制加料。此外，儲(chǔ)藏罐和拌和樓上的粉料罐的罐頂都安裝48袋除塵器以保證廢氣達(dá)標(biāo)排放。在同一品種膠凝材料罐頂部設(shè)連通管，使除塵器協(xié)同作業(yè)，粉料輸送更順暢。

5.5 空壓機(jī)站

在高程1 182.5 m平臺(tái)設(shè)置1座空氣壓縮機(jī)站，總供風(fēng)能力為200 m3/min，配置3臺(tái)供風(fēng)能力為40 m3/min、4臺(tái)供風(fēng)能力為20 m3/min的空壓機(jī)。供風(fēng)系統(tǒng)主要供給一次風(fēng)料倉(cāng)廊道氣動(dòng)弧門(mén)、水泥煤灰卸灰和輸送、攪拌樓用風(fēng)等，同時(shí)要求拌和樓的供風(fēng)風(fēng)壓為7 kg/m2，水泥粉煤用風(fēng)風(fēng)壓為4 kg/m2。4臺(tái)LW-20/7型（20 m3/min）空壓機(jī)主供拌和樓及氣動(dòng)配料漏斗的氣動(dòng)裝置等用氣，其余3臺(tái)LW-40/7型（40 m3/min）空壓機(jī)（無(wú)油）主供濃相式倉(cāng)泵向拌和樓輸灰、散裝車(chē)卸灰及水泥粉煤灰罐的出料口的氣化。兩路之間設(shè)旁通閥可互為備用。每臺(tái)空壓機(jī)配置1只后冷卻器，除空壓機(jī)配套的儲(chǔ)氣罐外，還在系統(tǒng)管路中增設(shè)5只儲(chǔ)氣罐（4 m3）及1只2 m3的儲(chǔ)氣罐，以穩(wěn)定系統(tǒng)壓力。

5.6 外加劑車(chē)間

外加劑車(chē)間布置在高程1 196 m，拌和樓的外加劑貯液池高程為1 184 m，外加劑車(chē)間攪拌池與拌和樓的外加劑貯液池高差為12 m，外加劑液體可利用高差自流式流入拌和樓的外加劑貯液庫(kù)，配加壓泵以防外加劑管堵塞以及時(shí)疏通管路。

共配置8個(gè)外加劑池，其中2個(gè)引氣池、4個(gè)碾壓混凝土減水劑池，2個(gè)常態(tài)混凝土減水劑池，單個(gè)池的容量均為28.8 m3，可同時(shí)配制2種外加劑，并設(shè)一個(gè)面積為264 m2的外加劑倉(cāng)庫(kù)。配置外加劑采用通氣攪拌。

5.7 制冷系統(tǒng)

5.7.1 預(yù)冷混凝土要求

要求碾壓混凝土出機(jī)口溫度為＜12℃，常態(tài)混凝土出機(jī)口溫度為＜10℃?；炷脸鰴C(jī)口溫度以5月、6月份為設(shè)計(jì)控制月，為＜（10～12）℃，生產(chǎn)強(qiáng)度為 540 m3/h。 由于混凝土溫控要求嚴(yán)格，混凝土出機(jī)口溫度低，骨料降溫幅度大，本系統(tǒng)采取多種冷卻措施相結(jié)合，聯(lián)合運(yùn)行以滿足混凝土澆筑溫控要求。混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)采用二次風(fēng)冷、加冰和加冷水工藝，即調(diào)節(jié)料倉(cāng)一次風(fēng)冷各級(jí)粗骨料，拌和樓料倉(cāng)二次風(fēng)冷各級(jí)粗骨料，加冰和冷水?dāng)嚢琛?/p>

5.7.2 制冷工藝設(shè)計(jì)

冷系統(tǒng)采用二次風(fēng)冷粗骨料加冷凍水及加片冰拌和的方法生產(chǎn)預(yù)冷混凝土。系統(tǒng)設(shè)兩座制冷車(chē)間、兩座制冰樓。粗骨料先在一次風(fēng)冷調(diào)節(jié)料倉(cāng)冷卻至8℃以下，經(jīng)由皮帶機(jī)輸送到拌和樓料倉(cāng)進(jìn)行二次風(fēng)冷，小骨料冷至6℃以下，大、中骨料冷至（2～4）℃以下。

在每個(gè)風(fēng)冷料倉(cāng)均安裝雙進(jìn)風(fēng)、雙回風(fēng)通道及1臺(tái)由高效附壁式空氣冷卻器和離心風(fēng)機(jī)組成的冷風(fēng)機(jī)。冷風(fēng)從空氣冷卻器下部由離心風(fēng)機(jī)經(jīng)兩個(gè)進(jìn)風(fēng)通道吹入料倉(cāng)，冷風(fēng)冷卻骨料后從進(jìn)風(fēng)通道上方的回風(fēng)通道吸入空氣冷卻器進(jìn)行冷卻后再由風(fēng)機(jī)吹入倉(cāng)內(nèi)。

空氣冷卻器采用氨泵強(qiáng)制供液，供液管和回液管分別接至制冷車(chē)間氨泵和低壓循環(huán)貯液器?；匾涸诘蛪貉h(huán)貯液器內(nèi)進(jìn)行氣液分離，分離出來(lái)的氨氣被吸入氨壓縮機(jī)，經(jīng)壓縮后的高溫氨氣送至臥式冷凝器冷卻，氨氣冷凝成氨液流至高壓貯液器、低壓循環(huán)貯液器。低壓循環(huán)貯液器內(nèi)的氨液經(jīng)氨泵再向冷風(fēng)機(jī)供氨液。臥式冷凝器的冷卻水由冷卻水泵供給，回水進(jìn)入冷卻塔冷卻后匯入冷卻水池，再由水泵向至臥式冷凝器供水。氨機(jī)的油冷卻器也由冷卻水泵供給冷卻水。

生產(chǎn)冷凍水的螺桿式冷水機(jī)組安裝在二冷車(chē)間內(nèi)，生產(chǎn)的冷凍水貯藏在冷水池內(nèi)并由水泵輸送到拌和樓的貯水箱內(nèi)備用，另一部份泵送至制冰樓供制冰。制冰樓內(nèi)片冰機(jī)氨液由二冷車(chē)間供給，其生產(chǎn)的片冰貯存在冰庫(kù)內(nèi)，并由膠帶輸送至拌和樓的貯冰槽備用。

5.7.3 制冷容量

一次風(fēng)冷將粗骨料從26.5℃冷卻至8℃以下，一次風(fēng)冷制冷量需490萬(wàn)Kcal/h。

LG20ⅢA氨壓機(jī)組和LG20ⅡA氨壓機(jī)組在標(biāo)準(zhǔn)工況時(shí)時(shí)制冷量50萬(wàn)Kcal/h，JZJG20氨壓機(jī)組在標(biāo)準(zhǔn)工況時(shí)時(shí)制冷量50萬(wàn)Kcal/h，一冷車(chē)間選用2組JZJG20氨壓機(jī)、3組LG20ⅡA氨壓機(jī)、5組LG20ⅢA氨壓機(jī)總制冷量達(dá)500萬(wàn)Kcal/h，可滿足要求。

二次風(fēng)冷將粗骨料從10℃冷卻至3℃以下，二次風(fēng)冷制冷量需395萬(wàn)Kcal/h，為8臺(tái)LG20A氨壓縮機(jī)組，LG20A氨壓機(jī)組氨壓機(jī)組在標(biāo)準(zhǔn)工況時(shí)時(shí)制冷量50萬(wàn)Kcal/h，總制冷量達(dá)400萬(wàn)Kcal/h，可滿足要求。制冰制冷量為148萬(wàn)Kcal/h，配3臺(tái)JZJG20氨壓縮機(jī)組，JZJG20氨壓機(jī)組氨壓機(jī)組在標(biāo)準(zhǔn)工況時(shí)時(shí)制冷量50萬(wàn)Kcal/h，總制冷量達(dá)150萬(wàn)Kcal/h，可滿足要求。另外配置1臺(tái)75萬(wàn)Kcal/h冷水機(jī)組。

5.8 制冰系統(tǒng)

混凝土最大加冰量為每立方米混凝土20 kg。經(jīng)計(jì)算需要生產(chǎn)冰的產(chǎn)量為168 t/d。片冰由片冰機(jī)生產(chǎn)，冰機(jī)置于冰庫(kù)上方。

選用日產(chǎn)片冰30 t的片冰機(jī)6臺(tái)，日生產(chǎn)能力為180 t。 容量 30 t、15 t冰庫(kù)各一座，30 t冰庫(kù)供 2#樓和 3#樓用片冰；15 t冰庫(kù)供1#樓用片冰。

4臺(tái)30 t/d制冰機(jī)與30 t冰庫(kù)組合布置在2#、3#樓上樓膠帶機(jī)中間1 182.5 m高程的平臺(tái)上，通過(guò)膠帶機(jī)輸送向2#、3#樓送冰。2臺(tái)30 t/d制冰機(jī)與15 t冰庫(kù)組合布置在1#樓邊，通過(guò)螺旋機(jī)直接給拌和樓供冰。

6 優(yōu)化設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)布置在原投標(biāo)文件上作了較大的優(yōu)化調(diào)整。主要體現(xiàn)在三個(gè)大的方面：

（1）在優(yōu)化調(diào)整中充分考慮基礎(chǔ)受力條件與工藝布置相結(jié)合，在保證工藝布置合理的條件下，滿足對(duì)基礎(chǔ)承載力較大的建筑物（如拌和樓基礎(chǔ)、灰罐基礎(chǔ)、風(fēng)冷料倉(cāng)基礎(chǔ)）均修建在基巖上，使得拌和系統(tǒng)土建工程量比投標(biāo)時(shí)減少。

（2）拌和系統(tǒng)位于低線公路1 166與高線公路1 220階地上，邊坡高且地質(zhì)條件差，在系統(tǒng)總體布置時(shí)充分考慮拌和系統(tǒng)高邊坡不安全因素，調(diào)整了風(fēng)冷料倉(cāng)的位置，減少了高邊坡的開(kāi)挖與支護(hù)。

（3）在拌和系統(tǒng)場(chǎng)地內(nèi)修建低線公路與高線公路的連接線，使得混凝土運(yùn)輸距離縮短，減少預(yù)冷混凝土在運(yùn)輸途中的溫度回升，同時(shí)也節(jié)約了混凝土運(yùn)輸成本。

7 結(jié)語(yǔ)

魯?shù)乩娬敬髩伟韬拖到y(tǒng)于2008年12月初開(kāi)始施工，拌和樓于2009年3月底3#拌和樓開(kāi)始投產(chǎn)，2#拌和樓相繼投產(chǎn)，由于本工程受環(huán)評(píng)影響，大壩主體還沒(méi)有澆筑混凝土，圍堰混凝土及護(hù)岸混凝土已澆筑約18萬(wàn)m3，已投產(chǎn)的拌和樓運(yùn)行正常。拌和系統(tǒng)通過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化，其布置和工藝是合理的，對(duì)以后的拌和系統(tǒng)設(shè)計(jì)中提出以下

參考意見(jiàn)：

（1）充分利用地形高差，按照生產(chǎn)工藝流程合理布置各組成部分。

（2）攪拌樓、儲(chǔ)灰罐和風(fēng)冷料倉(cāng)等高大建筑物對(duì)地基承載能力要求較高，最好選擇地質(zhì)條件良好（如基巖）的部位。

（3）拌和系統(tǒng)盡量靠近壩布置，以縮短混凝土的水平運(yùn)輸距離，對(duì)保證混凝土質(zhì)量、減少預(yù)冷混凝土在運(yùn)輸途中的溫度回升是相當(dāng)重要的。

（4）經(jīng)濟(jì)合理地配置混凝土拌和系統(tǒng)容量，避免規(guī)模過(guò)于龐大，造成建安工程量增加、設(shè)備利用率低下。

（5）合理選擇制冷工藝，滿足溫控要求，制冷工藝合理可靠，做到能耗少、運(yùn)行維護(hù)方便、占地面積小。