毛家河水电站砂石系统设计方案优化运用

中图分类号：TV422 文献标识码：A 文章编号：1033-2738（2012）05-0336-01

摘要：毛家河水电站砂石加工系统是水电站建设过程中必不可少的主要临建工程项目, 结合桥巩水电站工程的现场场地及工程施工实际进行方案优化，大大提高本系统成品骨料的生产效率，解决了现场场地和环境问题的制约，最大程度的发挥各设备的利用率，减少了投资和工程量，并能确保为电站生产合格的混凝土原料。本砂石系统优化设计方案可对今后工程招投标砂石系统有一定参考作用。

关键词：毛家河水电站；砂石系统；优化

一、工程概况

毛家河水电站工程位于贵州省西部，是北盘江上游支流清水河梯级开发的第二级，工程所在河段右岸是贵州省水城县，左岸是云南省宣威市。电站及枢纽的主要任务是发电，为引水式电站，装机容量180MW（3×60MW），多年平均发电量6.51亿kW?h。水库正常蓄水位为1300.00m，死水位为1285.00m。水库总库容1281.3万m3，调节库容671.8万m3，为日调节水库。枢纽由碾压混凝土重力坝、右岸引水发电系统组成。其中碾压混凝土重力坝坝顶高程1303.50m，最大坝高74.5 m，坝顶宽度7 m，坝顶全长175.035 m，分为左、右岸非溢流坝段、河床溢流坝段以及左右岸冲沙孔坝段。引水系统由岸塔式进水口、引水隧洞、调压井及压力管道组成，引水隧洞洞长4576.28 m。地面厂房长72.2 m，宽21.5 m，高61.9 m。

二、系统设计总体思路

本系统的设计本着成熟、实用、可靠与经济相结合的原则进行设计，破碎设备均采用在国内有成功应用先例的先进设备。工艺流程的设计吸取国内大中型砂石系统设计运行的先进经验，并根据毛家河水电站工程的特点和混凝土级配要求，以系统运行的高可靠性和产品质量的优质为前提，确保混凝土骨料的供应。该系统既要保证骨料级配的平衡，又要保证生产中不同时段级配调整的灵活性，故制砂工艺采用立式冲击破碎机与棒磨机联合作业的方式。

三、系统生产布置

1.系统生产能力。

本人工砂石加工系统生产能力按满足高峰时段月平均浇筑强度7.25万m3混凝土所需骨料的生产要求设计，系统处理能力满足本标砂石骨料用量需要和其它标段的需要。依据本工程规模，砂石加工系统承担56.5万m3混凝土所需砂石骨料的生产，需砂石净料总量约120万；砂石加工系统的产品为三级混凝土粗骨料和人工砂（

根据招标文件提供的混凝土浇筑强度计划，砂石加工系统按一天两班14小时工作制并满足高峰时段7.25万m3/月混凝土生产强度的骨料生产要求进行设计；

（1）高峰月毛料处理能力。

按照成品砂石料的生产要求，考虑加工、运输等损耗，高峰月毛料处理能力为: 5.53/0.85+4.52/0.85+5.90/0.70=20.26万吨/月。

（2）系统设计毛料小时处理量及成品砂石料小时生产能力。

按高峰强度月二班生产，每月工作25天，每天工作14小时，系统设计毛料小时处理量为：Qh=2026000*1.05/（25×14）=608t/h

本系统工艺设计时生产规模按毛料小时处理量610t/h考虑，设备选型时适当加大设备的储备系数，以适应系统超峰运行。据此成品砂石料小时生产能力为610t/h，其中成品碎石生产能力为385t/h，成品砂为225t/h。

2.系统平面布置。

该系统设置在厂房区域位于35KV变电站西侧、至业主营地道路北侧坡地处的平缓台地上，该系统现场建设时调整布置在1256 m~1226m的高程之间。系统拟设置五个阶地，尽量利用地形特点，少挖少填，布置力求合理与经济。为便于整个砂石料加工系统的管理，系统内还在变电所附近设计布置了修理车间、仓库、试验室、值班室、公共卫生设施等临时建筑和场内交通道路等。

四、系统设计方案优化

本人工砂石加工系统原投标设计方案是由粗碎、第一筛分车间、第二筛分车间和中碎、细碎、制砂车间组成。由于受上调压井施工道路的制约需要占用较大的面积，整个系统布置较为松散，不利于集中控制和操作。同时由于场地的限制和上调压井公路的干扰，各个车间相对布置较为困难，部分胶带机之间相互交叉。为节约投资，项目部进点后根据现场的实地踏勘建议业主修改了上调压井施工道路，使上调压井公路不再穿过成品料仓，这样既减少了占地面积，相应的也减少了胶带机的条数，使整个系统更加紧凑、合理。

砂石骨料系统主要优化项目如下：

1.通过系统的重新布置，整个砂石骨料系统的工艺和输送系统得到了较大的改善，由原投标设计的28条胶带机减少为22条；总长度由原投标设计的水平投影长度1466米减少为现在的781.4米；系统总功率与投标时相比也有较大的减少。通过方案优化能够大大提高本系统成品骨料的生产效率，最大程度地发挥各设备的利用率，减少了投资和工程量，并能确保为电站生产合格的混凝土原料。

2.根据实测的地形地貌将投标时的4台750×1060颚式破碎机修改为2～3台870×1060颚式破碎机。

3.取消了原投标时的石粉回收车间、废水处理系统，计划采用一、二级沉淀池的废水处理和石粉回收方式以及中碎后直接进入检查筛回收≤5mm以下细骨料和石粉的改进工艺，在施工设计时将进一步进行细化。优化后的设计方案主要分为：粗碎车间（包括受料坑、棒条给料机和鄂式破碎机）；中碎、冲洗筛分车间（包括双层圆振筛、螺旋洗砂机和两台反击破）；二个检查筛；暂存料仓；细碎、制砂车间（立轴破、棒磨机）。

4.在物料的分配和收集方面。

本系统在原投标设计方案中分为两个筛分车间和一个单独的中碎车间，但是只有第一筛分车间是湿筛，出来的物料为含水物料，在经过中碎车间后与进入第二筛分车间和第一筛分车间出来的干物料混合，属于干湿混合，在筛分过程中细物料和粗物料裹夹，使细物料被裹夹到粗物料中，造成细物料的损失和粗物料的不纯，直接影响了混凝土的质量和强度。优化后的系统不仅避免了上述的弊端，同时在细骨料的收集上有了更大的优点，在筛分楼里通过螺旋洗砂机水洗只损失由鄂式破碎机产生的部分细骨料，而由中碎的反击破碎机破碎出的细骨料和细碎车间立轴破产生的细骨料，均可通过检查筛筛分后直接收集到成品料堆，避免了细骨料的流失。节约了成本，增大了产品产出量。

5.在土建开挖、回填、混凝土的浇筑方面。

优化后将本系统的原方案中的两个筛分车间合二为一，同时把中碎车间也合并一起，这样就减少了占地面积，虽然单个看加大了基础的开挖和混凝土浇筑量，但与原来的三个车间的开挖浇筑量相比，要节省30%的开挖和混凝土浇筑量，同时节省了钢筋的制作和安装工程量，也相对减化了钢结构的制安工艺。

五、优化后工艺流程

图1 优化后工艺流程简图

六、结语

目前项目已按优化后的方案完成了土建及金属结构的施工，于2010年7月5日开始试运行，运行情况良好。

通过方案优化，大大提高本系统成品骨料的生产效率，解决了现场场地狭窄的问题，最大程度的发挥各设备的利用率，减少了投资和工程量，并能确保为电站生产合格的混凝土原料。本砂石系统优化设计方案可对今后工程招投标砂石系统有一定参考作用。

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作者简介：朱晓强（1975-），男，贵州省贵阳市人，武汉水利电力大学水利水电工程施工专业，工程师