大岗山水电站混凝土生产系统设计.pdf
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1、第 4 2卷 第 1 4期 2 0 1 1年 7 月 人 民 长 江 Ya n g t z e Ri v e r Vo 1 4 2 No 1 4 J u l y , 2 0 1 1 文章编号 : 1 0 0 1 4 1 7 9 ( 2 0 1 1 ) 1 4 0 0 9 1 0 4 大岗山水电站混凝土生产系统设计 成 彬 , 廖 海 燕 ( 1 国电大渡河大 岗山水电开发有限公司 , 四川 石棉 6 2 5 4 0 9 ; 2 中国葛 洲坝集 团 大 岗山大 坝项 目部 , 四 石棉 6 2 5 4 0 9 ) 摘要 : 针 对大 岗山水 电站大坝主体施工 中混凝土 浇筑量 大、 工期 紧、
2、施 工强度 高、 温控要 求严格等特点 , 对 混凝 土拌合 系统进行 了研 究并选择 了合适 的技 术参数 。结合现 场地 形特 点 , 提 出混凝 土拌合 系统 的布置 必须满足 紧凑集 中、 工艺合理 、 进 出料方便等原则 。介绍 了混凝 土拌合 系统的工艺设计 , 包括拌合 系统平 台和道路 的布 置、 骨料储运 系统和二 次筛分 系统、 胶凝材料储运 系统 、 压缩 空气站和供风 系统 、 外加剂车 间和场 内的交通布 置。并对制冷 系统的预冷措施和主要工 艺参数进行 了说 明 。系统 于 2 0 1 1年 3月进 行 了试 运行 , 运行状 况 良 好 , 混 凝 土 温控 和
3、质 量 均 达到 了设 计要 求 。 关键词 : 混凝 土;拌和 系统 ; 技 术参数 ;温控措施 ;大 岗山水 电站 中图法分 类号 : T V 4 3 1 文献标志码 :A 1 混凝土施工对拌 和系统的要求 ( 1 )混凝土用量大 、 施工强度高、 持续时间长。大 岗山水 电站 坝体混 凝 土总量 约 3 5 0万 m , 浇 筑直 线 工 期 3 3个月, 月高峰浇筑强度 1 6 5万 m 。强度在 1 0 万 m 以上的月份将 持续 2 2 2 4个月 , 要求混凝土拌 和系统在初期就能保证高强度连续运行 。 ( 2 )对混凝土质量尤其是温控质量要求高。统计 资料显示 , 坝区多年气温
4、为 1 6 9 。要求拌和系统从 3月份开始生产预冷混凝土, 到 l 0月份为止 ; 另外 , 由 于夏季混凝土浇筑量大 , 也要求制冷系统能够稳定可 靠地运行 , 以保证拌和系统能连续高强度地生产。 ( 3 )根 据不 同需求 选 择制 冷措施 。针 对 不 同月 份 的水 温 、 气温 和大 坝不 同部 位浇筑 温 度 的要 求 , 采用 的 制冷措施是有 区别的, 在过渡季节, 可根据外界气温及 混凝 土 出机 口温度 要求 进行 选择 。 为满足月高峰浇筑强度 , 混凝 土预冷系统需满足 高峰期浇筑预冷混凝土 1 5 2万 m。 月的供应强度 , 设 计生产能力 4 6 0 m h ,
5、 并要 求混 凝土 出机 口温度按 7 、 1 1 o C及 1 7 分别控制 。 ( 4 )系统必须连续供料 , 且运输路线能形成回路 。 大坝混凝土高强度施工必须采用先进的缆机配合浇筑 方案 , 并实现其连续高效运行 , 因此要求拌和系统需考 虑与取料、 卸料平 台形成 回路 , 并 能适应缆机、 塔机和 汽车运输并行 的工况。 2 混凝土拌和 系统布置原则 为满足施工要求, 结合现场地形地势特点, 在尽量 做到布置紧凑 、 工艺合理 、 进 出料方便、 保证混凝土质 量的原则上, 布置时还需考虑以下因素。 ( 1 )选择 适 当位 置 , 尽 量 缩 短运 输 距 离 。为 减 小 混凝
6、土运输过程 中产生的温升 , 保证混凝土质量 , 要求 运 输距 离尽 可 能的短 ; 同 时 由于 混 凝 土是 汽车 运 输 方 式 , 也要求系统尽量靠近坝体 , 以节约运输成本 、 提高 施 工效 率 。 ( 2 )布置紧凑。集 中设置混凝土拌和系统, 既可 节省工程量 , 又能减少运行人员 。整个 高线混凝土系 统内有混凝土拌制 系统 、 骨料储运 系统 、 二次筛分 系 统、 胶凝材料灌储运系统、 供风系统、 外加剂车间等, 应 根据各个分部系统的结 构和运行方式紧凑布置 , 使其 收稿 日期 : 2 0 1 1 0 5一l 7 作者 简介 : 威 彬 , 女 , Y - 程 师,
7、 主要从 事水利水 电工程建设及计划合 同管理施 工工作 。Em a i l : l a o c h e n g 1 2 6 e o m 9 2 人 民 长 江 运转能达到“ 高效 、 稳定、 节能 、 循环” 的工作 目标 。 ( 3 )合 理规 划 场 地 , 减 小 占地 面 积 。大 坝混 凝 土 高温期问浇筑量大 、 强度高, 对温控要求十分严格 。但 由于场地狭窄 , 在设计 中要遵循以空间换面积的思路 , 制冷系统的风冷车间、 制冰等部分 , 有条件结合在一起 的尽量集中布置, 使主要制冷设备间相互调剂 , 又减少 能耗 、 方便管理 , 减少生产人员 。 ( 4 )利 用 地形
8、 , 综 合 考 虑 。混 凝 土拌 和 系 统 的 场 地十分有限, 应充分利用现场地形条件 , 统筹规划 , 按 照生产工艺流程合理布置各组成部分 。骨料、 胶凝材 料的储运系统设计要综合考虑骨料供料系统。尽量采 取从高处往低处 的输送方式, 合理安排, 优化设计 , 减 少 机 械能损 失 。 ( 5 )经济合理地配置系统容量。大容量的搅拌楼 可以提高混凝土生产速度 、 减少机械数量 、 简化运行管 理 , 但同时增加 了投资和运行成本。在选择搅拌楼型 号时必须考虑使生产 、 运输和混凝土需求量相适应 , 且 和其他设备 的生产效率相 匹配。合理安排大坝坝段、 仓位施工顺序 , 通过协调
9、高峰浇筑时间来减少 昆凝土 拌 和 系统 总容 量 , 避 免 规 模 过 于 庞 大 造成 工 程 量 增 加 和设 备利 用率 过低 。 3 混凝土拌和 系统工 艺设 计 3 1 拌和 系统 平台、 道路布置 ( 1 )进场施工道路布置。对外交通主要靠 3号公 路 , 胶凝材料和外加剂等物资从 3号公路经过 隧洞后 到达高程 1 l 3 5 m拌和平台; 混凝土运输 由高程 1 1 3 5 m拌 和楼 下 , 经过 3 0 1 2号公 路 隧洞 就能 到达 缆机 供 料平 台, 并与回驶洞 3 0 11号构成环路, 回到拌 和楼 下 。 以 3 0 1 号 一1隧洞与 3号 隧洞 交点为起
10、点 , 至 系 统内 1 1 6 8 m平台, 设计 1条交 通支洞 , 供 1 1 6 8 m平 台施 工 和设 备安 装及 检修 用 。 ( 2 )平台布置。根据施工布置 , 高线混凝土系统 主要分为 2个不 同高程的平台 , 即 I 1 6 8 m 高程二 次 筛分平台及一次风冷平台, 1 1 3 5 m高程布置拌和平台 及胶凝材储罐。 ( 3 )骨料储存罐 。由于骨料罐平台存在严重的地 质缺陷, 上 、 下游两侧岩石风化严重 , 对前期设计的高 线混凝土系统 1 1 6 8 m高程平台平面布置方案进行调 整 , 缩小骨料罐之 间的间距 , 罐体 向平 台内布置 , 2个 砂罐由原直径
11、1 5 m改成 1 4 m, 并向平台内侧靠近 。 调整后 的混凝土拌 和系统 共布置有 6个骨料储 罐 , 其 中4个粗骨料罐 、 2个细骨料罐。骨料罐采用钢 结构。骨料罐直径为 1 6 Ii 1 , 高 1 8 m。砂罐直径 1 4 m, 高 1 8 IT I 。 另外 , 骨料罐平台上、 下游边坡需采用锚索、 锚筋 桩 进行加 强 支护 。 3 2 骨料储运 系统 和二次筛 分系统 混凝土拌和系统所需的粗骨料 , 由左岸人工砂石 料加工系统供给 , 成品骨料 由 J 1胶带输送机运输至高 线? 昆 凝土系统 1 1 6 8 m高程 的 4个直径 1 6 m 的粗骨 料罐和 2个直径 1
12、4 m的砂罐上方 , 再经卸料小车分级 储存 。 每个粗骨料仓有 6个下料 口( 分二列 ) , 单仓容积 约 4 1 0 0 m , 总容积为 1 6 4 0 0 m ; 细骨料罐直径 1 4 m, 每个细骨料 仓也有 6个下 料 口( 分二 列 ) , 单仓 容积 3 4 6 0 1T I , 总容积为 6 9 2 0 m 。特大石和大石仓 内各 设骨料缓降器 2个。粗骨 料加细骨料总计 活容积为 2 0 0 0 0 m , 全部 骨料 储量 可 满 足生 产 高 峰 期 1 5 d的 需 要量 。 粗 骨 料 罐 底 部 骨 料 廊 道 设 2条 廊 道 , 采 用 2条 1 0 0 0
13、 mm 宽的胶带机 出料, 供 料运至一 阶筛分 机 , 双 胶带机出料可提高成 品骨料罐 的活容积 。为 了控制骨 料二次筛分混合 比, 粗骨料仓下面设惯性振动给料机 放料 , 振动给料机由变频器提供可变频率电源, 根据一 次风冷调节料仓 的料位 , 控制各种骨料的给料量 , 调整 混合 料 的最优 配 比。 为了控制混凝土成品骨料 的质量要求, 改善粗骨 料性能 , 减少骨料逊径量 , 设置二次冲洗筛分 。按 比例 混合放料后的粗骨料, 经胶带机出料 , 把粗骨料输送至 高程 1 1 6 5 m的筛分平台进行二 次冲洗筛分 , 两座拌 和楼各配一组筛分机和一组风冷调节料仓, 每组二次 筛
14、分系统 的处 理能 力 为 7 0 0 t h 。 每个一次风冷调节料仓 内的各种粗骨料 , 采用胶 带机向拌和楼供料 , 胶带机栈桥采用保温封闭式 , 分别 向各 拌 和楼供 料 。 3 3胶凝材料储运 系统 水 泥 、 粉煤 灰 由 自卸汽 车运 输 , 通过 3号公路 到 达 高 程 1 1 3 5 m 的拌 和 平 台 , 至 工 地 水 泥 和 粉 煤 灰 储 存 罐 , 1 2座胶凝材料储存罐分两列布置。 在每座 1 5 0 0 t 水泥罐下安装 1台 L D一8 0气力 输送泵 , 将水 泥送入拌和楼 自带 的 2个钢制水 泥仓。 每座粉煤灰罐下安装 L D一8 0气 力输送泵将
15、掺合料 送人混凝土拌和楼 自带的 1个掺合料仓。 3 4 压缩 空气 站和供 风系统 为满足拌和楼用风 、 自卸车卸料及胶凝材料输送 供风要求 , 在高程 l 1 3 5 m平台建一压缩空气站 , 建筑 面积为 3 6 0 m 。为节约用水 , 空压机 的冷却水经水泵 第 1 4期 成 彬 , 等: 大 岗山水 电站混凝土 生产 系统设 计 9 3 和冷却塔冷却后循 环使用 , 压缩 空气站安 装 5台 4 0 m mi n的空压机和 2台 2 0 m m i n的空压机 , 总产风 量 为 2 4 0 m m i n 。 3 5外加剂 车间 外加 剂 车间按 可满 足 同 时使 用 23种外
16、 加 剂 的 要求设计 。布置在高程 1 1 6 8 m的平台上 , 建筑面积 为 2 1 6 m , 车间内建 2个容积各为 1 5 m 混凝土池 , 为 配料池 。后期在外加剂车间外增加配液池和引气剂池 各 2个 , 容量约5 6 m ; 1 1 3 5 m平台制冰楼下游侧新增 储 液池 , 容 量约 3 6 1T I 。 3 6 场 内交通布 置 为了保证高程 1 1 3 5 m拌和平 台交通畅通 , 混凝 土运输按双车道考虑 , 宽度 1 0 m, 最小转弯半径不小 于 1 0 5 m, 每座拌和楼下的分车道宽 9 m, 胶凝材料罐 旁布置有硬化场地 , 方便罐车卸灰和场 内各车 间之
17、间 的交通 。 4 制冷 系统布 置原则和工艺设计 4 1 预冷措 施 本工程混凝土生产 系统 采取如下综 合温控措施 后 , 可保证夏季混凝土出机 口温度的设计控制要求 : ( 1 )对调节料仓粗骨料采取一次 风冷 , 使骨料初 温降 为 6 C 8 o C, 再对拌 和楼粗 骨料 仓采取二 次风 冷, 使骨料终温降至 0 C 4 C。 ( 2 )采用骨料储存罐 , 并采取防晒措施。 ( 3 )混凝 土浇筑时 间尽量安 排在早晨或 晚上进 行 , 避开高温时间浇筑混凝土。 ( 4 )加 5 o C 7 o 【 = 制冷 水拌 和混 凝土 。 ( 5 )胶凝材料罐外部搭遮 阳棚 , 减少 阳光
18、直接照 射 。 ( 6 )在一次风冷调节料仓至拌和楼料仓之间所有 胶带输送机 、 拌和楼外部围护、 一次风冷调节料仓 , 都 设置 良好的隔热保温设施 , 防止骨料在输送过程 中升 温 。 ( 7 )加 片冰拌 和 混 凝 土 , 加 冰 量 按用 水 量 扣 除 骨 料含水量和外加剂含水量后的量控制量来确定 。 ( 8 )拌和楼粗骨料与砂分开, 应用独立 的胶带输 送机送料入仓 , 并 由计算机控制送料 , 能始终保持最佳 料位 , 同时保证二次风冷 的质量和效率。 针对不 同月份的水温、 气温和大坝不 同部位浇筑 温度的要求 , 采用不同的制冷措施。在过渡季节 , 可根 据外界气温及混凝土
19、 出机 口温度要求, 选择采用风冷 、 加冰或冷冻水拌和混凝土等措施 中的一种或几种 , 见 表 1 。 表 1 大坝各部位各 月温控措施 注 : 根 据 不 同混 凝 土 温 控要 求 和 气候 情 况 , 可 灵 活 调 整 组 合 各 种 温 控 措 施 。 4 2 制冷 系统设计说 明和主要工艺参数 制冷系统按满足大坝工程预冷混凝土高峰月浇筑 强度 1 5 2万 m ( 强度 4 6 0 1 T I h ) 设计 , 系统总制冷量 为 1 1 6 8万 k c a l h ( 其 中标准工况 1 1 0 0万 k c a l h , 名 义工况 6 8万 k c a l h ) 。一次
20、风冷系统的制冷量 5 0 0万 k c a l h 、 二次 风冷 为 3 5 0万 k c a l h 、 制冰 2 5 0万 k c a l h 、 制 冷水 系统 的制冷 量 为 6 8万 k c a l h ( 名义工 况 ) 、 片 冰 库保温和片冰输送用采用 自带冷源。 安装 1 1台 1 0 0万 k c a l h的氨 压机组 和 1台 6 8万 k c a l h的冷 水机组 。 ( 1 )主要技术指标。系统预冷措施按生产 7 常 态 混凝 土 配置 , 可 同时生 产 7 、 1 0 常 态混凝 土 。 ( 2 )系统布置和工艺流程 。制冷系统 由一次风冷 制冷车间 、 一
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