巴基斯坦卡洛特水電站砂石料加工及 混凝土拌和系統關鍵工藝

劉曦 時之光 陳遷

摘要：巴基斯坦卡洛特水電站料場細骨料局部含泥量偏大，細度模數偏小，粗骨料局部含泥量偏大，級配不良，砂、礫石均具有潛在堿活性，需要采取相應的工藝措施進行處理。對砂石加工及混凝土拌和系統的關鍵工藝進行了分析研究，闡述了主要工藝的設計方案。生產實踐表明，系統正常有序運行，各項指標符合設計要求，系統關鍵工藝的研究成果應用有效控制了混凝土質量，減少了建安投資與運營成本。

關鍵詞：砂石料加工;混凝土拌和;細骨料;粗骨料;卡洛特水電站;巴基斯坦

中圖法分類號：TV544文獻標志碼：ADOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2020.03.016

1 工程概況

卡洛特（Karot）水電站是巴基斯坦境內吉拉姆河（Jhelum）規劃的5個梯級電站的第四級，壩址位于巴基斯坦旁遮普省境內卡洛特橋上游1 km，下距曼格拉大壩74 km，西距伊斯蘭堡直線距離約55 km。砂石加工及混凝土拌和系統承擔主體工程全部混凝土和部分大壩填筑料以及噴護混凝土用砂石料生產。其中，砂石加工系統生產三級配混凝土骨料，處理能力按540 t/h設計，混凝土拌和系統按混凝土澆筑強度5萬m3/月配置。

砂石系統料源為比珥（Beor）料場和那拉（Nara）料場開采的天然砂石料。料場礫（卵）石原巖成分主要為石英巖、玄武巖、石英砂巖、巖屑砂巖、變質巖等。料場細骨料局部含泥量偏大，細度模數偏小，粗骨料局部含泥量偏大，級配不良[1]。砂、礫石均具有潛在堿活性，需要采取相應的工藝措施進行處理。

2 砂石加工系統關鍵工藝

砂石加工系統工藝流程按三級配進行計算，采用二級配進行校核，在按三級配計算系統各級骨料生產能力時，適當考慮了二級配生產因素。各級成品骨料設計小時生產能力見表1。

設計系統時主要考慮的關鍵工藝如下。

（1）利用篦條篩進行大塊料篩分。根據料場粒度分布資料和現場查勘情況，料場中大于300 mm的骨料含量很少，在開采過程中，盡量避免大料裝車。在砂石加工系統受料坑設置篦條篩，將大于300 mm的大塊料棄掉，小于300 mm的物料送入毛料堆場[2]。采用此工藝能減少一段破碎環節，提高系統生產效率。

（2）粗碎車間選用顎式破碎機提高破碎效率。顎式破碎機進料口較大，有利于控制毛料開采的粒徑，減少棄料，從而提高破碎效率[3]。一篩中大于80 mm的物料全部進入顎式破碎機破碎。破碎后的物料進入中碎調節堆，如果80～40 mm成品料不夠，也可以返回一篩篩分，補充80～40 mm的物料。

（3）設置二篩車間補充生產粗骨料。二篩車間設置大于40 mm篩網，中碎車間圓錐破碎機破碎后的骨料進入二篩車間，大于40 mm的骨料送入圓錐破碎機再次破碎。粒徑小于5 mm的細骨料送入成品砂堆，大于5 mm的粗骨料送入細碎車間，利用立軸破碎機生產細骨料。

（4）細骨料的細度模數調整。由于比珥料場和那拉料場的細骨料局部含泥量偏大，細度模數偏小，需生產部分人工砂補充成品砂產量，同時調節成品砂細度模數[4]。在細碎車間設置立軸破碎機，破碎后的骨料送三篩車間，三篩車間設置3 mm篩網，調節成品砂中小于3 mm和大于3 mm的砂比例，從而調節成品砂細度模數。砂石加工系統工藝流程見圖1。

3 混凝土拌和系統關鍵工藝

混凝土月高峰澆筑強度5.0萬m3混凝土，預冷混凝土生產強度為160 m3/h。以高峰月強度計算拌和系統的小時生產能力Qh=150（m3/h），選取2座HL115-3F1500的拌和樓，最大小時生產能力230 m3/h，制冷混凝土生產能力160 m3/h。混凝土拌和系統工藝流程見圖2。

系統主要關鍵工藝如下。

（1）骨料堿活性工藝處理措施。比珥料場料源堿活性試驗表明料場砂、礫石具有潛在堿活性。為保障混凝土工程的安全和正常使用壽命，采用摻入礦渣粉的工藝措施，不僅能有效抑制骨料堿活性，還有助于提高混凝土的密實性能，增強硬化混凝土的抗化學侵蝕性能。

（2）混凝土預冷工藝。當地日平均氣溫高達33.2 ℃。為了生產合格的預冷混凝土（出機口溫度16 ℃），必須采用適當的制冷措施，才能達到設計要求。二次風冷可進一步將骨料冷透，成品混凝土溫升慢，但從經濟角度分析，增加一次風冷，累計需多投入約650萬元，且運行期冷風機能耗大、噪音大，對環境造成破壞;而制冰設備投入小，運行成本低，片冰的冷卻效果較好。結合該工程占地面積小，預冷混凝土需求量不大且多為二級、三級配混凝土，混凝土高峰澆筑時間持續久以及多年月平均氣溫高等特點，選擇占地小、調節方便、預冷效果好、可靠度高的“冷水+片冰+一次風冷”預冷工藝，確保生產出合格的預冷混凝土。

（3）系統內混凝土溫控措施。①骨料堆場高度及貯存時間應滿足規范要求，使地弄出料溫度不高于月平均氣溫;②地面骨料上料膠帶機采取遮陽措施，避免骨料受到陽光直射;③攪拌樓料倉風冷粗骨料;④加片冰拌和混凝土;⑤加6 ℃冷水拌和混凝土;⑥外加劑摻加6 ℃冷水。

4 結 語

在系統設計過程中，充分利用了國內砂石混凝土系統成熟的工藝設計經驗。針對天然料源情況，對關鍵工藝進行了分析研究，有效控制了混凝土質量，減少了建安投資與運營成本。目前，系統正常有序運行，各項指標符合設計要求。

隨著“一帶一路”倡議的提出，中國工程建設者近幾年“走出去”拓展業務，“中國標準”“中國方案”也越來越多地走出國門。我國砂石混凝土系統設計施工企業可充分利用國內生產實踐經驗，打造砂石混凝土系統行業的中國標準，打響中國工程服務的品牌。

參考文獻：

[1] 劉百興， 倪錦初， 朱衛軍. ?水利水電工程施工組織設計指南[M]. ?北京： 中國水利水電出版社， 2015.

[2] 陳遷， 龍慧文， 孔繁忠，等. 銀盤水電站砂石混凝土生產系統設計與生產實踐[J]. ?人民長江， 2008， 39（4）： 50-52.

[3] 陳遷， 龍慧文， 孔繁忠. 烏江彭水水電站大型施工工廠設計[J]. ?人民長江， 2006， 37（1）： 56-57.

[4] 陳遷， 胡良洪. ?彭水水電站鴨公溪砂石加工系統主要設備選型[J]. ?人民長江， 2005， 36（10）： 13-14.

（編輯：唐湘茜）

Key technology of aggregate processing and concrete mixing system of Karot Hydropower Station in Pakistan

LIU Xi，SHI Zhiguang，CHEN Qian

（Changjiang Survey， Planning， Design And Research Co.，Ltd.，Wuhan 430010，China）

Abstract： The partial fine aggregate of Karot Hydropower Station in Pakistan has large mud content， small fineness modulus while the partial coarse aggregate has poor gradation and large mud content. Both sand and gravel have potential alkali activity and should be treated by correspondent technologies. This paper analyses and studies the key technologies of sand and stone processing and concrete mixing system， and expounds the design scheme of the main technology. The production practice shows that the system runs normally and orderly， and each index meets the design requirements. The application of the researched key technology of the system can effectively control the quality of concrete and reduce the investment and operation cost of construction and installation.

Key words： aggregate processing; concrete mixing; fine aggregate; coarse aggregate; Karot Hydropower Station; Pakistan