旁多水利枢纽沥青混凝土骨料加工及拌和系统设计.pdf

2 0 1 2年第 1 1 期 东北水利水 电 规划设计 文章编号 1 o o 20 6 2 4 ( 2 0 1 2 ) 1 1 0 0 0 7 0 3 旁多水利枢纽沥青混凝土骨料加工及拌和系统设计 田伟峰 ， 李佩南， 黄 俊 ( 中水东北勘 测设计研究有限责任公司 ， 吉林 长春 1 3 0 0 2 1 ) 摘 要 文章介绍了旁多水利枢纽沥青混凝土碱性骨料加工及拌和 系统的工艺流程和设置规 模 ， 通过合理的设备选型及生产制备工艺设计， 保证大坝沥青混凝土心墙的浇筑质量及 浇筑 强 度 。 关键词沥青混凝土； 碱性骨料； 旁多水利枢纽 中图分类号 T V 4 3 1 + 5 文献标识码 B 旁 多水 利枢 纽工程地处 拉萨 河流 域 中游 ， 是 一 座 以灌溉 、 发 电为主 ， 兼顾 下游防洪和供水等综 合利用的大型水利枢纽工程。 旁多水利枢纽工程主要由碾压式沥青混凝土 心墙砂 砾石坝 、 泄洪 洞 、 泄洪兼 导流洞 、 引水发 电 系统及灌溉输水洞组成。坝顶长 1 0 5 2 O 0 m， 坝顶 高 程 4 1 0 0 O 0 m， 最大坝高 7 2 3 0 m， 水库 总库 容 1 2 3 0 1 0 8 m3 ， 电站 装机 容量 1 6 0 MW ， 灌溉 面积 4 8 1 9万 h m2 ， 工程总投 资 4 5 6 9亿元 ， 计 划工期 6 9 个月。 1 工程施 工条 件 1 1 碱性骨料场 自然条件 旁多水利枢纽工程碱性骨料场位于乌鲁龙曲 左 岸邦中村 附近 ， 该料场位 于一长条形 山脊一侧 ， 长约 2 0 0 m，宽约 9 0 m，勘探控制面积 2 0 5 1 0 4 m2 ， 地表高程 4 2 7 0 4 3 5 0 m， 料场距坝址 约 2 0 k m， 有公路与坝址相通， 料场为陆地料场 ， 施工期不受 洪 水影响 ， 料场开采运输条件 较好 ， 质量及储量均 能满足要求。 由于沥青混凝土骨料粒径要求较小，在料场 开采过程中采用浅孔爆破， 以保证爆破后的原料粒 径适宜， 便于加工， 爆破后的石料采用 3 m3 装载机 装 2 0 t 自卸汽车运至沥青混凝土骨料加工系统。 I 2加工系统场地布置条件 旁多水利枢 纽碱骨料加工及 沥青混 凝土拌和 系统布置在枢纽左 岸施 工 区，该施工 区位于坝后 左 岸滩地 ， 地 形开 阔、 地 势较为平坦 ， 利 用泄洪 兼 导流洞、 泄洪洞等施工部位的土方开挖料回填 ， 并 经场地平整后 ，地面平均高程可达 到 4 0 3 5 0 m， 能够 满足 2 0年一遇 重现期洪水的防洪标准。 2 沥 青混凝 土碱性 骨料加 工 系统设计 旁多水利枢纽沥青混凝土骨料加工系统设置 在左岸坝脚下游 0 1 k m处 ， 该 系统的主要任务是 通过对 天然碱性石 料的破 碎加工和 筛分分 级后 ， 生产出满足沥青混凝土拌和需要的碱性骨料， 系 统出料高程 4 0 3 7 0 m， 占地面积约 1 7 0 0 0 m 2 。 碾压式沥青混凝土骨料参考配合比见表 1 。 表 1碾压式沥青混凝土骨料参考配比 旁多水利枢纽工程沥青混凝土量为 5 8 2 i l m3 ， 容重按 2 s t m 3 计 ， 其中粗 、 细骨料及矿粉需 要量为 1 3 4 7 4 8 t ， 沥青需要量为 1 0 7 8 0 t 。 各级配骨料及矿粉需要量见表 2 。 由于沥青混凝土骨料级配要求为粒径 2 0 mm 7 规划设计 东北水利水电 2 0 1 2年第 1 1 期 表 2 各级配 骨料及矿 粉需要量 表 以下， 且细骨料所占比重较大， 粗碎设备选择反击 式破碎机 ， 型号为 NP 1 0 0 7 ， 中碎设备选择立轴 中 击式破碎机 ， 型号为 B 5 1 0 0 S E ， 并对部分粒径 2 0 2 ， 5 1T im 的骨料进行循环破碎 ，以获得更多细骨 料， 为满足矿粉需要量要求， 需对已分选出的粒径 2 5 - 0 0 7 4 m m 的人工砂增设一道粉磨工艺。 根据沥青混凝土中各级配骨料需要量及所选 设备处理能力和加工工艺 ， 以矿粉 需要量控 制 ， 进 行骨料破碎平衡计算， 骨料平衡结果见表 3 。 表 3 沥青 混凝土碱 骨料破碎 平衡表 该工程沥青混凝土用量为 5 8 2 1 1 m 3 ，根据骨 料破碎平衡计算知： 毛料需要量为 1 6 3 5 x 1 t ， 根 据施工总进度安排，沥青混凝土高峰月日平均浇 筑强度为 i 3 6 m 3 d ， 经计算骨料加工强度为 3 4 t h ， 以此进行主要破碎设备选型。 1 ) 粗碎设备： 反击式破碎机 型 号 ： NP 1 0 0 7 1台 电动机功率 ： 9 0 k W 处理能力： 8 0 t h 2 ) 细碎设备 ： 立轴 中 击式破碎机 型 号 ： B 5 1 0 0 S E 1台 电动机功率： 3 7 5 5 k W 处理 能力： 1 0 1 0 4 t h 反击式破碎机、 立轴式破碎机均为成熟机型， 具有 中 击破碎和磨琢双重功能，适用于破碎石灰 石 ， 产品破碎比大 ， 破碎效率高， 可明显降低针片 8 状颗粒含量， 制备的矿料具有良好的粒形 ， 从而增 强沥青与矿料之间的粘附力。 骨料加工系 统 内设 毛料堆和成 品料堆 场 ， 毛 料堆按连续生产 2 d用量考虑 ， 容量为 1 1 4 9 t ； 成 品料按 3 d 骨料用量考虑， 容量为 1 1 9 8 t ， 其中人 工砂和矿粉分别由储罐密封储存。成品料堆场应 架设防雨棚， 场地地面有碎石或混凝土垫层 ， 并应 高出周围地 面以上 ， 以防雨水倒 灌 ， 不 同粒径成品 骨料堆存应防止混杂及骨料分离 ，矿粉储罐应密 封 良好 ， 防雨防潮 ， 并 防止杂物混入 ， 成 品骨料和 矿粉分别由胶带输送机和螺旋输送机运至沥青混 凝土拌和系统 。 3 沥青混凝土拌和系统设计 旁多水利枢 纽沥青混凝土拌和系统设置在左 岸坝址下游 0 1 k m处 ， 紧邻沥青混凝土骨料加工 系统 ，负责供应大坝沥青心墙铺筑所 需的沥青混 凝土， 出料高程 4 0 3 7 0 m， 占地面积约 1 1 0 0 0 m 2 。 根据施工总进度的安排 ，沥青混凝土高峰铺 筑强度为 1 3 6 m3 d ， 按每天工作一班制考虑 ， 折算 小时浇筑强度 为 6 5 t h 。 根据沥青混凝土的浇筑强度，选择 1 D1 0 0 0 型 强制间歇式沥青混凝土搅拌设备， 拌和设备主要由 配料 系统 ， 干燥 系统 ， 热料提升 、 筛分 、 贮 存、 计量 系统，搅拌系统，导热油加热及沥青供给系统， 粉 料供给系统， 除尘系统及成品料仓组成 ， 其额定生 产能 力为 6 0 8 0 t h ， 功率 2 7 0 k W 。该拌和搂技术 先进、 自动化程度高、 性能可靠 ， 拌和出的沥青混 合料均匀、 稀稠一致、 无花白料和其他异常现象。 沥青混凝土拌和所需的粗、细骨料由骨料加 工系统 ，用胶带输送机和螺旋 输送机运 至拌和系 统配料仓 ，初配后的骨料经干燥筒加热后由热料 提升机运至拌和楼热料仓储存，矿粉 由储罐经螺 旋输送机、 斗式提升机直接运至拌和楼， 沥青由沥 青仓库经脱筒脱水车间进入沥青保温罐储存 ， 由 沥青输送装置运至拌和楼 ，沥青混合料在拌和前 需预先对拌和系统进行预热，预热方式可通过热 骨料进人拌和系统进行 ， 拌制沥青混合料时， 应按 粗骨料、 细骨料、 填料依次下料 ， 干拌 2 5 s ， 再注入 热沥青一起拌和 ，湿拌时间为 6 0 S ，要求拌和均 匀， 沥青裹覆骨料 良好， 拌和后的成品料由运料车 2 0 1 2年第 1 1 期 东北水利水电 规划设计 运至成品料仓保温储存 。 溶化的沥青通过沥青泵送至沥青脱水锅、 加 热罐 ， 进行脱水、 加热， 沥青罐采用导热油加热和 保温。成品料仓采用电加热， 矿棉保温 ， 贮放时间 可达 2 4 h 。 系统内设沥青仓库和柴油储罐 ，沥青储量按 连续生产两个月沥青用量考虑 ， 储量为 1 0 0 0 t ； 柴 油储量按连续生产一个月柴油用量考虑，容量为 6 0 t 。储存场所设置必要 的防雨、 防火 措施 。 4 结语 旁 多水利枢 纽工程正处 在建设过 程 中，根据 目前生产情况看 ，沥青混凝土碱骨料加工及拌和 系统运行状况良好 ，骨料破碎及沥青混凝土生产 质量稳定 ，生产强度能够满足沥青混凝土心墙浇 筑要求， 加工系统布置合理， 设备选型适宜。 【 收稿 日期】 2 0 1 2 0 7 1 1 ( 上接第 4页) 表 2 二 滩与某 工程大坝 主要施 工参数 比较 表 表 4 某 大坝与 国内外混 凝土大坝 施工情 况比较表 表 3 二 滩与某工 程大坝 主要设 计成 果比较 表 国 内外 近 3 O年来 已建或在 建 的 2 0 0 m 以上 混凝 土大坝施工资料进行 比较 ， 详见表 4 。 从表 4可 以看 出，该工程混凝 土双 曲拱坝在 浇筑强度及工 期上均处 于中下水平。与美 国六七 十年代建成的德沃歇克混凝土坝相比，其坝高和 混凝土量均大于此大坝 ，采 用 3台 2 3 t 缆机 吊 6 罐施工，其月平均浇筑强度和最大强度分别为 9 2 0万 m3 月和 1 8 4 0万 m3 月 ；而此大坝施 工选 用的3台 3 0 t 缆机吊9 m 3 罐， 月平均浇筑强度和 最大强度分别 9 1 9万 m3 月和 1 5 1 7万 m3 月 ， 单 工 酩 称 骗 m 潞 1 土 m 量 3 浇 觳 各 浇 筑 强 度 ， ( 1 0 m ) 月 1 平 均 最高 坝体 上 浇 筑 升速 度 工期 f IT l 月) ， 月 台缆机 生产率月 平均 为 3 0 6万 m3 月 ，与德沃歇 克相 当。从 国内已建成 的二滩水 电站大坝混凝 土 施工情况分析 ，其单台缆机平均生产率为 3 3 9万 m3 月 ， 坝体月 上升速度为 6 0 m 月 ， 均较 该工程 施 工参数先进 。 由此可见 ， 基于 3 6个 月 的浇筑 工期 ， 此大 坝 缆机 的效率 尚有一定潜力。 5 结论 通过对该工程双曲拱坝混凝土浇筑施工进行 的模拟计算分析及工程进度的工程类 比分析可 知， 其混凝土双曲拱坝 3 6 个月的浇筑施工工期是 合适的。 采用混凝土坝施工模拟软件结合工程类比分 析 ， 对分析 混凝 土坝 的施工进度 、 协助进行施 工设 备选择是一种有效且可靠的手段。 现在越来越多的工程不仅在前期分析论证过 程中采用上述方法， 在实际建设过程中， 计算机模 拟技术也得到了越来越多的运用，并产生了良好 的效果。 【 收稿 日期】 2 0 1 2 0 9 1 0 9