柏仲生，秦光輝，劉亞洲，宋祺弢

(中國水電顧問集團成都勘測設計研究院，四川 成都 610072)

1 前 言

坪頭水電站工程由首部樞紐、引水系統(tǒng)及地下廠房系統(tǒng)等水工建筑物組成。

首部樞紐從左到右由進水口、左岸擋水壩、沖砂閘、三孔泄洪閘及右岸擋水壩等建筑物組成。閘頂高程915m，最大閘高33m，閘壩軸線長108m。

引水系統(tǒng)沿美姑河左岸布置，包括引水隧洞、調壓室和壓力管道。引水隧洞長約12 761m，開挖斷面為馬蹄形斷面，開挖尺寸為5.36～5.5m×6.5～6.8m。調壓室布置為埋藏式，由上室交通洞、上室、及豎井組成。壓力管道主要由上平段、蝶閥室及交通洞、上豎井段、中平段、下豎井段和下平段組成。

廠房系統(tǒng)為地下式，由主副廠房、安裝間、主變室、尾水洞、交通洞、母線洞、排風(出線)洞等組成，總裝機容量180MW(3×60MW)。

2 改擴建前人工骨料加工廠基本情況

2.1 加工能力及主要設備

坪頭水電站廠區(qū)人工骨料加工廠原由水電八局承建，后轉由水電三局負責運行管理及維護。該加工廠承擔工程引水隧洞4號支洞以下所有工作面及廠區(qū)樞紐混凝土所用成品砂石骨料的生產。加工廠成品骨料生產能力約80t/h，其中粗骨料50t/h，細骨料30t/h。成品骨料最大粒徑為80mm，以回采洞挖出渣料作為毛料。

加工廠由粗碎車間、中碎車間、細碎制砂車間及2個篩分車間組成。其主要破碎設備有PE600×900型顎式破碎機1臺、PEX250×1200型顎式破碎機1臺、PE400×600型顎式破碎機1臺、VI6000型立軸式沖擊破碎機1臺。主要篩分設備有180-16LM 3YKR1548篩分機2臺、YK1543篩分機1臺。加工廠主要設備見表1。

表1 主要設備配置

2.2 主要工藝流程

本系統(tǒng)回采小于500mm的石渣，經自卸汽車運到粗碎車間受料口，經給料機進入顎式破碎機，破碎后通過膠帶機進入預篩分車間。

預篩分車間布置1臺3YKR1548篩分機(1號振動篩)。1號振動篩設一層篩網(wǎng)，篩孔尺寸為80mm。經預篩分分級后大于80mm的碎石進入中碎車間。破碎后物料與預篩分分級后小于40mm的物料一并由膠帶機送入調節(jié)料倉。

篩分車間共布置2臺篩分機(2號、3號振動篩)：2號振動篩為1臺3YK1543篩分機，設四層篩網(wǎng)，篩孔尺寸分別為40、20、10、5mm。經篩分分級后20～40mm、5～20mm、5～10mm碎石經膠帶機可分別進入中、小石及豆石成品料倉；大于40mm物料和部分20～40mm、5～20mm的中、小石(含米石)通過分叉料斗進入制砂車間。

3號振動篩為1臺3YKR1548篩分機，設一層篩網(wǎng)，篩孔5mm。3號篩分機篩分后小于5mm的物料通過膠帶機進入成品砂倉；大于5mm的物料由膠帶機返回立式沖擊破碎機進行閉路生產。

2.3 調節(jié)料堆與成品料堆

(1)調節(jié)料堆。系統(tǒng)內布置調節(jié)料堆一個，堆放小于80mm的混合料，料堆總容積800m3。

(2)成品料堆。成品料堆分碎石堆、砂堆，其中碎石堆為4個，分別存放大石(40～80mm)、中石(20～40mm)、小石(5～20mm)和米石(5～10mm)，總容積為7 200m3；砂堆總容積為2 600m3。

2.4 主要破碎設備工況

經水電三局現(xiàn)場對主要破碎設備進行測試，測試瞬時產量如下：

(1)粗碎設備。粗碎設備PE0609型顎式破碎機破碎能力約96t/h。

(2)中碎設備。中碎設備PE0406和PEX251250顎式破碎機各1臺，破碎能力共計約為74t/h。

(3)細碎、制砂設備。細碎制砂設備為VI6000立式沖擊破碎機1臺，通過能力共計約為80t/h，其中人工砂產量約26t/h。

根據(jù)以上測試成果及對現(xiàn)場情況的分析，粗碎設備產量基本屬于設備正常使用范圍。據(jù)現(xiàn)場運行人員反映，中碎設備以上產量均為PEX251250生產，PE0406難以正常生產。細碎制砂設備產量基本屬于設備正常使用范圍。

3 加工系統(tǒng)改擴建

由于在主體工程實施過程中，現(xiàn)場條件發(fā)生了較大的變化，根據(jù)新的目標工期及施工總進度安排，相應部位混凝土的月高峰強度約為18 000萬m3，原有的廠區(qū)人工骨料加工系統(tǒng)生產能力已不能滿足新的混凝土澆筑強度需求，因此需進行改擴建。

3.1 加工廠規(guī)模

加工廠改擴建后需滿足每天二班制連續(xù)生產，毛料處理能力為150t/h，成品骨料生產能力為120t/h，其中成品粗骨料生產能力為70t/h，成品細骨料生產能力為50t/h。

3.2 主要工藝流程

加工廠改擴建時對工藝流程進行了如下調整：

(1)增加中碎車間的閉路循環(huán)，即增加篩分車間至中碎車間膠帶機，以滿足立式沖擊破碎機進料大于40mm。

(2)恢復40～80mm出料膠帶機，以確保少量三級配混凝土的大石用料。

(3)3號振動篩增加3mm篩網(wǎng)及相應配套的設施(或膠帶機、或分叉溜槽等)，將3～5mm的粗砂進立式沖擊破碎機閉路循環(huán)，以減少成品砂中粗顆粒含量，使成品砂細度模數(shù)及顆粒級配滿足電站混凝土工程要求。

(4)增加選粉機。該機設于立式破碎機出料口，針對細骨料石粉含量較高的特點，回收細骨料中多余石粉。

改擴建后的骨料加工廠工藝流程見圖1。

圖1 廠區(qū)人工骨料加工廠工藝流程

3.3 新增主要設備

對原有設備情況綜合分析后，改擴建需要新增的設備見表2。

表2 新增主要設備

4 新增投資估算

新增投資估算主要包括新增設備費用和新增土建費用兩部分。新增主要設備費用約120萬元(見表2)。新增土建費用根據(jù)同類工程經驗類比，系統(tǒng)改擴建增加土建工程量估算見表3。

表3 新增工程量估算

綜合上述分析，坪頭水電站廠區(qū)人工骨料加工廠改擴建需新增費用總計約為200萬元。

5 結束語

坪頭水電站廠區(qū)人工骨料加工廠改建前因運行時間較長，原有設備老化較嚴重，多數(shù)情況下難以達到額定產量；且后期現(xiàn)場條件發(fā)生變化，混凝土強度增加幅度較大，對加工廠生產能力提出新的要求。改擴建設計除增加中碎車間的閉路循環(huán)、恢復40～80mm出料膠帶機等流程外，另針對細骨料石粉含量較高的特點，新增設選粉機以回收細骨料中多余石粉，較好地調整了細骨料中的石粉含量。

運行結果表明，坪頭水電站廠區(qū)骨料加工廠經改擴建后，生產能力、產品質量均得到較大提高，較為圓滿地解決了廠區(qū)混凝土骨料的供應缺口問題。

致謝：本文得到了徐寅、曹華兩位老師的悉心指導，在此表示衷心感謝！