大岗山水电站混凝土生产系统设计及优化分析

文献标识码: A

文章编号: 0559-9342(2015)07-0071-03

收稿日期: 2015-05-18

作者简介:华正阳(1988—)，男，河南南阳人，助理工程师，主要从事水利水电建设工程监理工作;严君汉(通讯作者)．

Analysis on the Design and Optimization of Concrete Production System in Dagangshan Hydropower Station

HUA Zhengyang，LIU Mengmeng，WU Nan，BIAN Xiaocao，YAN Junhan

(1．Construction，Consulting and General Contracting Company，

Changjiang Institute of Survey，Planning，Design and Research，Wuhan 430010，Hubei，China;

2．Guodian Dadu River Dagangshan Hydropower Development Co．，Ltd．，Shimian 625409，Sichuan，China)

Abstract: The dam of Dagangshan Hydropower Station is a hyperbolical concrete arch dam with a large amount of concrete pouring and high concrete construction strength．In order to meet the need on concrete production，the overall arrangement of concrete production system，aggregate storage method，quadratic sieve system and concrete mixing equipment are optimized in actual production．The optimizations ensure the construction progress，improve concrete quality and allocation of resources，and save investment．The actual production shows that the process of concrete production system is smooth，the arrangement is reasonable，the equipment selection is correct and the operation is also good．The concrete production system can meet the construction needs of Dagangshan Hydropower station．

Key Words: concrete production system; optimization; Dagangshan Hydropower Station

1　工程概况

大岗山混凝土双曲拱坝高210 m，连同消力塘在内混凝土浇筑总量353. 58万m 3，混凝土浇筑规模大;大坝主体工程合同期计划从2010年9月30日开始浇筑至2013年6月底完成，坝体平均上升速度达6. 18 m，连续25个月强度大于9万m 3，施工强度高。

根据招标要求，大坝共布置有高线和低线两个混凝土生产系统，其中高线混凝土生产系统主要供应有温控要求的大坝、进水口以及压力管道上平段和斜井段的混凝土。根据施工总进度安排，该系统承担混凝土供应总量约351万m 3，需满足混凝土月高峰生产强度16. 8万m 3，系统生产能力500 m 3/h。高线混凝土系统生产特点是工期持续时间长，混凝土量大、月浇筑强度高，混凝土温控要求高(几乎全年需要生产预冷混凝土的大坝主要供应系统)。高线混凝土生产系统是保证工程质量与施工进度的关键，必须保证其能长期可靠地连续高强度生产混凝土，并要保证预冷混凝土的质量。

此外，高线混凝土生产系统位于大渡河左岸马颈子山脊，地表自然坡度一般为15°～30°，坡面仅有小沟发育，且切割较浅，地形较为完整。场地范围呈刀把状，高程范围为1 255～1 120 m，东西方向长780 m，南北向宽度不等，从240～80 m，可利用来布置系统的场地长宽约在150～70 m之间，有效面积不足50 000 m 2，系统布置范围非常有限，难度较大。

2　原系统布置

2. 1　原系统设施布置说明

按工艺设计，整个混凝土生产系统主要由搅拌楼、骨料储运系统、水泥和掺合料储运系统、外加剂房、压缩空气站、试验室、调度室、地磅站、水池等组成。

(1)拌制设备。设计根据招标文件中拌和楼产量不小于460 m 3/h、最大骨料粒径150 mm、混凝土出料用运输车的技术要求，选用2座各配置4× 4. 5 m 3自落式搅拌机(HL360-4F4500L)的搅拌楼。为了实现最佳的二次风冷效果，拌和楼骨料仓中特大石、大石和中石、小石的料仓容积分别设计为200 m 3和160 m 3，直仓段高于9 m。

(2)胶凝材料输送系统。工地水泥及掺合料储量按高峰期10天的使用量进行设计，采用9座1 500 t钢制水泥罐及4座1 000 t钢制掺合料罐。胶凝材料罐车经系统地磅站称量后，接入现场风源卸入罐内，再经气力输送泵和管路输送至搅拌楼。

(3)骨料输送系统。骨料仓采用直径16 m的骨料竖井，共计使用4个直径16 m的粗骨料罐和2个直径16 m的砂罐，总容积为1. 58万m 3，满足高峰期1. 5天用量。所需的骨料由海流沟砂石料加工系统供应，采用胶带输送机运输至1 165 m高程的料罐上方，经卸料小车分级储存。

(4)外加剂车间。车间内建2个容积为15 m 3混凝土浇筑的池子，建筑面积为216 m 2。

(5)压缩空气站。建筑面积360 m 2，安装5台40 m 3/min空压机和2台20 m 3/min空压机，均使用无油润滑型空压机，可向系统分别提供0. 7 MPa和0. 5 MPa两种压力的压缩空气，分别用于系统控制和粉料输送，总产风量为240 m 3/min。

(6)其他设施。包括调度室、试验室、配电室、地磅房、沉淀池、水池。2. 2　原系统平面布置

(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1 135 m高程拌和平台;混凝土运输由1 135 m高程拌和楼，经过301-2号公路隧洞就能到达缆机供料平台，并与301-l号回驶洞构成环路，回到拌和楼下。以301-1号隧洞与3号隧洞交点为起点，至系统内1 165 m高程平台，设计l条交通支洞，供1 165 m高程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1 165 m高程二次筛分平台及一次风冷平台，1 135 m高程布置拌和平台及胶凝材储罐。

(3)骨料储存罐。罐体以地下竖井方式布置于山体内1 165 m高程处，通过隧道向拌合楼输送骨料和砂。

3　生产系统优化

3. 1　整体布置调整

将原设计1 165 m高程平台调整至1 168 m高程平台，除混凝土拌和楼、制冰楼、胶凝材料罐等设施布置在1 135 m高程外，其他设施根据地形条件及空间位置需要布置在1 168 m高程平台，包括原设计在1 135 m高程布置的平台空压车间、外加剂车间均移至1 168 m高程平台，为1 135 m高程平台节约建筑面积572 m 2，并减少了开挖量。另外，为了对外提供混凝土，专门在1 135 m高程平台1号拌和楼下增建一碱水剂池，满足了外供混凝土生产的需求。原设计方案中，拌和楼布置在储料罐与运输隧洞之间，来料必须经过拌和楼才能达到胶凝车间，为了车辆回驶方便，经现场考察论证优化了拌和楼和胶凝车间的平面位置布置，即将招标文件中的拌和楼与胶凝车间位置进行了对调，优化后来料运输车辆与拌和楼驶往卸料平台的出料车辆不再交叉，方便了工程需要。

3. 2　骨料储料方式调整

原设计中混凝土生产系统内的成品骨料采用地下竖井暂存方式。由于骨料竖井开挖工程量及难度大，危险程度高，同时由于骨料竖井γ辐射年有效剂量当量和氡子体平衡当量浓度超标等诸多因素，在一期的施工中优化取消了地下竖井开挖，取而代之采取将1 168 m平台进行适量拓宽的方案，把地下竖井骨料罐改为采用6个钢结构骨料罐，各级骨料分罐储存，各级骨料储量不小于系统设计规模1. 5天的用量。该项优化措施减少了一期开挖工程量，使洞挖变明挖，减小了施工难度，节约了投资，增大了施工的安全系数。

拌和楼骨料仓底部保温由原设计方案中的聚苯乙烯泡沫板加镀锌铁皮组合形式，改为橡塑板粘贴，施工更加简单，并且质量更易保证，保温效果更好。

骨料仓里取消了缓降器(原设计粒径大于40 mm的骨料竖井内应设置缓降设施)，降低了噪音，有利于环保并减少了设备维护成本。骨料经过二次筛分和试验人员对骨料用量的微调，混凝土半成品满足设计要求。

3. 3　二次筛分系统调整

为控制混凝土成品骨料的质量以及骨料预冷的要求设置二次筛分车间，因骨料品质满足要求，取消了冲洗骨料程序，并通过试验检测验证，对二次筛分后小于5 mm的细骨料进行了回收利用，使之没有弃料。该优化不仅满足了设计对骨料经二次筛分车间的冲洗后需达到含水率≤1%的要求，同时将对原设计中筛分后的逊径废料进行重新利用，减少了资源浪费，节约了施工成本，并减少了弃料对环境的污染。

3. 4　混凝土拌制设备调整

现场根据原设计要求和现场缆机调运能力，对拌制设备选型进行了调整，选用2座配置4×4. 8 m 3自落式搅拌机(型号为HL380-4F4800L)的搅拌楼，替换了原设计方案中的配置的4×4. 5 m 3自落式搅拌机的搅拌楼。该优化提高了混凝土拌制效率，结合工程对缆机混凝土输送效率的改进提升，使资源得到了最优化利用，减少了缆机吊运时间，有效地保证了施工进度，并提高了混凝土浇筑质量。

4　结语

混凝土生产系统的规划与设计是水利水电工程

4　结论

大型水电工程的技术质量管理工作虽然时间跨度大，影响因素多，但从源头上分析，重大技术方案隐含在前期阶段，在合理的勘测设计周期内，通过深入细致的方案比较工作，选择了最优布置方案就是工程管理最大的节约。

优良的工程质量一方面是干出来的，另一方面是通过细化合同条款管理出来的。大岗山工程在项目进入到实施阶段后，选择了合适的参建单位，为技术质量管理创造了良好的开端，在此基础上，大岗山公司通过严格而先进的数字化管理和第三方技术质量把关等外部手段，使项目的技术质量管理达到了令人满意的效果。施工规划的重要内容，是直接影响工程质量和工程进度的关键因素。

(1)混凝土生产系统的规划应根据主体工程的布置、施工总体规划、现场的地形与地质条件等因素进行综合考虑，达到降低施工难度、节约工程成本和加快系统建设的目的。

(2)大岗山工程根据现场实际，取消二次筛分中的冲洗骨料程序，并将筛分后的弃料进行回收利用，节约了成本。

(3)通过对混凝土拌制设备的选型优化，使施工流程得到更好的布置，资源得到了最优化利用，有效地保证了施工进度，并提高了混凝土浇筑质量。

大岗山水电站主体施工已完成，生产实践表明，混凝土生产系统的设计工艺流畅、布置合理，设备选型正确且运行状况良好，满足工程施工的需要。