嘉陵江草街航电枢纽船闸工程混凝土生产系统设计建设与运营

李善起，张国栋

（中交一航局第三工程有限公司，辽宁 大连 116001）

1 概述

混凝土生产系统承担嘉陵江草街航电枢纽工程的船闸、厂房、5孔冲沙闸等部位所需混凝土的生产任务，其主体工程混凝土供应量180万m3。混凝土总量大，工期紧，施工强度高，持续时间长，要求混凝土拌和系统具有高强度连续运行能力。混凝土质量要求高，特别体现在温控方面。经对坝区多年气温统计资料分析，要求拌和系统从6月份开始制冷，到10月份为止。由于夏季混凝土浇筑量比较大，也要求制冷部分能够稳定可靠运行，并能连续高强度生产17℃的混凝土。

坝体结构复杂，混凝土种类多，还有如抗冲磨、水上、水下等要求，需要拌和系统在保证高强度的前提下能适应多品种混凝土生产的要求。

2 拌和系统设计

在搅拌楼楼型选择上，一是考虑温控的特殊要求，预冷混凝土需加入大量片冰，而融冰过程需要延长搅拌时间；二是考虑强制式搅拌机衬板消耗大约是自落式的4倍，其维修及运行成本较高，故拌和系统均选用自落式搅拌机。

2.1 生产能力确定

嘉陵江草街航电枢纽工程混凝土浇筑从2006年1月开始，至2009年3月末结束，混凝土生产系统承担电站船闸、厂房、冲砂闸等部位混凝土拌和任务，混凝土总量达179.34万m3，混凝土月浇筑强度7.48万m3，按1.5不均匀系数[1]，计算出混凝土高峰月浇筑强度11.2万m3/月，其中要求制冷高峰月浇筑强度为190m3/h。

根据高峰月浇筑强度，计算得出混凝土拌和能力[2]：

式中：Qh为浇筑能力，m3/h；Kh为小时不均匀系数1.3～1.5，取1.5；Qm为混凝土高峰月浇筑强度，Qm=1.5×7.48=11.2万m3/月；m为每月工作天数，取25 d；n为每天工作小时，取20 h。

根据上式计算结果，混凝土拌和强度为336.6 m3/h。经对合同文件的认真研究，在满足合同文件控制性工期要求的前提下，对各种方案经济和技术指标进行综合分析，选定混凝土拌和设备能力为440m3/h。

2.2 拌和楼选型

根据计算确定的拌和能力，混凝土拌和系统配备2座拌和楼、1座拌和站，型号分别为：郑州生产的HL240-4F3000LC（4×3）型拌和楼 1座；郑州生产的H120-3F1500（3×1.5）型拌和楼1座；洛阳生产的HZD80（80站）型拌和站1台。拌和楼、站主要技术指标见表1。

表1 拌和楼主要技术指标表Table1 M ain technical indicator ofm ixing plant

拌和楼铭牌生产能力总计440 m3/h，是混凝土浇筑高峰强度（336.6 m3/h）的1.3倍，满足非制冷混凝土浇筑高峰期11.22万m3/月的浇筑强度要求。HL240-4F3000LC型拌和楼和H120-3F1500型拌和楼的拌和机为双锥倾翻自落式，拌和楼配备砂石含水量自动检测仪，有拌和水量自动补偿功能。所有拌和楼均采用全自动微机控制，记录、打印、监视、电子称量、自动配料等全部由电脑自动控制完成。

2.3 混凝土原材料储运系统

2.3.1 成品骨料供应

马鞍山砂石料加工系统的成品骨料用自卸汽车运输至拌和场受料地笼，皮带运输到调节料仓供拌和楼使用。调节料仓有效容积18 000m3，可以满足高峰期2.5 d的施工用量。

调节料仓下供料皮带双线布置，分别为HL240-4F3000LC和H120-3F1500拌和楼供料，供料皮带宽1 000 mm，带速150～230 m/min，运输能力 400～500m3/h。

2.3.2 水泥、粉煤灰运输和储存

HL240-4F3000LC、H120-3F1500拌和楼和HZD80拌和站各自配备2个储灰罐，单罐容量分别为300 t、200 t、100 t，用于储存水泥和粉煤灰，通过螺旋输送机直接向拌和机供料。

场内另外配备6个1 000 t中转储灰罐，其中4个储存水泥，2个储存粉煤灰。水泥储灰罐下面接QPB6.0型气化喷射泵，粉煤灰储灰罐下面接QPB4.5型气化喷射泵，通过风送管道向拌和楼储灰罐供应水泥和粉煤灰。

场内水泥总储量达到4 600 t，粉煤灰总储量达到2 280 t（粉煤灰容重按水泥容重的0.8倍计算）。混凝土日浇筑强度：Q=112 200/25=4 488 m3/d，按每m3混凝土平均使用180 kg水泥、80 kg粉煤灰计算，场内水泥储量可满足高峰期6 d的用量，粉煤灰储量可满足高峰期6 d的用量。

水泥和粉煤灰以散装汽车运输至拌和场内，使用气力输送到储灰罐和拌和楼自带储灰罐，通过拌和楼自带螺旋输送机向拌和楼供料，气力输送用风由场内空压机站提供。

2.3.3 外加剂供料和储存

在拌和场内建1个容积为100 m3的外加剂池，根据外加剂的种类不同（计划使用2种外加剂），外加剂池分为5个小池，2个使用，2个制液，1个备用，单池容积分别为20m3。

3 拌和系统布置

拌和系统布置在左岸上坝公路（A线路）和渝合高速公路之间，拌合系统内设置受料地笼、调节料仓、二次筛分系统、供料皮带、储灰罐、空压机站、外加剂车间、拌和楼站（3座）、一次风冷骨料仓、制冷车间、施工变电所、污水处理和场内施工道路等，系统占地面积30 000m2。混凝土拌和楼设置在204m高程，二次筛分车间布置在216 m高程，其他生产车间布置在210～214 m高程之间；HZD80拌和站及其附属设施单独布设，现场设成品骨料堆，使用装载机上料[3]。

3.1 受料地笼和调节料仓

受料地笼布置在拌和场地上游210 m平台，共设置2个，分别供应骨料和砂料，通过2条供料皮带向调节料仓供料。骨料受料地笼平面尺寸为15m×5m，设受料斗3个。砂料受料地笼平面尺寸10m×5m，设2个受料斗。

调节料仓设置在拌和场地中间214 m平台，结构尺寸为120m×14m×10m，有效容积18 000 m3。调节料仓顶部设2条分料皮带，带宽1 000 mm，每条分料皮带配卸料小车1台。调节料仓下部接2条出料皮带，分别向2座拌和楼供料。

3.2 空压机站

空压机站布置在拌和楼和调节料仓进料皮带下部，建筑面积30m×6m，占地面积30m×16 m。站内设20 m3/min、40 m3/min空压机各3台，总供风量180m3/min。

3.3 储灰系统

除每台拌和楼自带的2个储灰罐外，现场共设置1 000 t储罐6个，用于现场储存粉煤灰和水泥。储灰罐在场边呈线性布置，通过风送系统向拌和楼供料。

3.4 二次筛分系统

为保证混凝土质量，控制超径含量，清除骨料表面包裹石粉，在混凝土生产系统设置场内二次筛分系统，对成品骨料运输过程中产生的粉尘和超逊径超标部分进行二次筛分和水洗，筛分和脱水后进入转料仓储存，供拌和楼使用，二次筛分系统生产能力760 t/h。转料仓同时作为一次风冷料仓使用，对成品骨料进行一次风冷。

对应于2座拌和楼分别配置2组振动筛，HL240-4F3000LC（4×3）拌和楼筛分处理量为500 t/h， H120-3F1500（3×1.5）拌和楼筛分处理量为260 t/h，二次筛分系统按二阶式布置，一阶筛分将调节料仓来的混合料分为40 mm以上和以下二级，分别进入二阶筛分进行分级和脱水，经二阶筛分分级出的4种骨料分别进入一次风冷调节料仓，每组料仓的容量分别为4×240 m3，4×180 m3，调节料仓下设裤叉式气动下料弧门。

HL 240-4F3000 LC拌和楼：一阶筛分设2YKR2052型振动筛1台；二阶筛分设2YKR2460型振动筛2台。

H120-3F1500拌和楼：一阶筛分设2YKR1852型振动筛1台；二阶筛分设2YKR2060型振动筛2台。

二次筛分系统布置在拌和场下游侧，筛分系统总占地约6 000 m2。每座振动筛上一级骨料筛分出的逊径部分，进入下一级筛分，通过皮带转运到储料堆存放，≤5 mm部分作为弃料处理。振动筛从调节料仓出口取料，弃料用皮带转运至场内临时弃料堆，定期运输至指定的弃料场地。

结合场地地形条件和外部交通条件，拌和系统从上游向下游呈线性布置。骨料和水泥、粉煤灰从场地上游进入拌和场，经计量后向受料地笼和储灰罐供料，运输车辆在210 m平台和214 m平台形成运输环路。混凝土经拌和楼前方施工道路（A线路）运至施工现场，在拌和场204 m平台内形成2条循环线路，与场外施工道路构成运输主线路。场内混凝土运输道路宽10 m，混凝土路面坡比控制在5%以内。

4 拌和系统的运营

在拌和系统运营期间，采取操作人员、保养人员同时伴机运行的方法，严格按照设备操作规程的各项规定，按章操作，及时保养，保证了拌和系统的连续稳定运行，保证所拌制混凝土的各项质量指标，同时，保障前仓混凝土浇筑的持续进行。

5 结语

自落式拌和楼因其结构特点，对于大级配低坍落度混凝土的拌制有效果好、效率高、低磨损的特点。采用车辆识别系统与拌和系统软件联网，使得拌和系统实现快速准确供应不同标号、不同坍落度、不同级配混凝土，同时保证拌和系统的生产效率满足设计及生产的需要。

[1] 梅锦煜，党本立，苗树青，等.水利水电施工手册：第四卷[M].北京：中国电力出版社，2002.MEIJin-yu,DANGBen-li,MIAOShu-qing,etal.Water conservancy and hydropower construction manual:volume IV[M].Beijing:China Electric Power Press,2002.

[2]水利电力部水电建设总局.水利水电工程施工组织设计手册：第四卷[M].北京：中国水利水电出版社，2001.General Administration ofWater Resources and Hydropower Development of HHPDI.Construction organization design manual of hydraulic and hydroelectric engineering:volume IV[M].Beijing:ChinaWater Power Press,2001.

[3]中交第一航务工程局有限公司.重庆市嘉陵江航运开发草街航电枢纽船闸工程土建施工及金属结构安装标段施工组织设计[R].2005.CCCC First Harbor Engineering Co.,Ltd.Construction management plan for civil construction and metal structure installation sections of Chongqing Jialing River shipping development Caojie navigation-power junction lock project[R].2005.