浅谈立洲水电站大坝及进水口土建工程混凝土拌和及制冷系统工艺平面布置方案的优化

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摘要：简要介绍了立洲大坝及进水口土建工程混凝土及制冷系统概况，并根据施工现场实际情况，对采取传统性设计和技改性设计两种方案进行了经济性技术比较，从而确定了经济合理的平面布置方案。

关键词：立洲水电站大坝及进水口土建工程；混凝土拌和及制冷系统；平面布置方案；优化

中图分类号：TV文献标识码： A

1 工程概况

立洲水电站坝址区位于四川省凉山彝族自治州木里藏族自治县境内博科乡下游立洲岩子至八科索桥2.4km的河段，电站采用混合式开发。拦河大坝为碾压混凝土抛物线双曲拱坝，坝顶高程2092.00m，坝体基本呈对称布置，泄洪系统由2个溢流表孔和1个中孔组成，引水系统布置于右岸，采用一洞三机联合供水方式，由进水口、隧洞段、调压井、压力钢管段及钢岔管段等建筑物组成。

根据立洲水电站大坝及进水口工程的施工总体布置，混凝土拌和及制冷生产系统布置在木里河右岸立洲大桥上游，位于立洲电站人工砂石加工系统外侧的河滩回填场地，距离坝址1.5Km，主要承担大坝、引水工程、部分洞室混凝土等工程的混凝土生产任务。

本混凝土生产系统设计生产总量约44.5万m3，其中碾压混凝土约31.2万m3，常态混凝土约为13.3万m3。根据施工总进度计划和工程实际施工要求安排，混凝土生产系统需满足高峰月浇筑强度为47430m3/月，碾压混凝土高峰月强度为40228m3/月，常态混凝土强度为7202m3/月的设计要求，设计生产能力为：常态混凝土260m3/h；12℃低温碾压混凝土生产能力为140 m3/h。为此，选用一座HL240-2S3000L型双卧轴强制式拌和楼和一座HZS90型拌和站，采用2×3双卧轴强制式拌和楼和HZS90强制式拌和站拌制常态混凝土和低温混凝土，要求夏季混凝土出机口温度控制在12℃以内，生产能力为140 m3/h。

2拌和及制冷系统方案比较

该系统由水电七局独立设计、施工和运行，设计时对混凝土拌和及制冷系统做了两个方案，并进行分析比较：

（1）方案一：传统性设计的生产工艺

根据混凝土生产系统布置特点及结合现场实际情况，方案一：使用胶带机（B1、B2）将砂石骨料运至系统内的骨料堆存场，然后通过料场地弄胶带机（B3）经胶带机（B8）和地弄胶带机（B4）经胶带机（B5）进入90站称量料仓，再经胶带机（B6、B7）分别向HL240-2S3000L拌和楼和HZS90拌和站供料，制冷车间布置于HZS90站称量料仓外侧，冰楼布置于HL240-2S3000L拌和楼内侧，片冰通过气力输送装置输送至拌和楼，冷风、冷水通过管路分别向各使用点供应，砼运输进场道路从系统场地中部通过，其它配套设施、结构根据场地状况相应建设，具体布置详见下图一。

图一

工艺特点如下：

优点：（1）混凝土生产所用粗细骨料不受砂石生产系统和系统内设备故障影响，能保证混凝土的正常生产和浇筑；（2）制冷量利用率可达90%以上。

缺点：（1）部分设备、设施布置于场地边缘，而该区域又为回填场地，因此安全性差；（2）系统设施、结构布置分散；（3）土建工程量大；（4）砼运输道路与分料卸料场地部分存在交叉，影响彼此工作和施工安全。本工程由于场地限制和地质状况，系统布置较为困难，如果采用此方案，其建设成本和运行成本都将增大。

（2）方案二：技改性设计的生产工艺

在保证系统结构设施符合生产要求条件下，我部对骨料储存结构、HL240-2S3000L拌和楼储料、称量及生产控制程序、制冷系统结构布置等进行了调整和优化。其结构为：使用胶带机（B1、B2）将砂石骨料运至骨料仓，然后通过骨料仓廊道胶带机（B3）经胶带机（B6）和廊道胶带机（B4）经胶带机（B5）分别向HL240-2S3000L拌和楼和HZS90拌和站供料，制冷车间布置于骨料仓正下游，冰楼布置于制冷车间外侧、骨料仓下游，片冰通过胶带机输送至骨料仓廊道口的小冰仓内，冷风、冷水通过管路分别向各使用点供应，砼运输进场道路从骨料仓上游侧通过，其它配套设施、结构根据场地状况相应建设，具体布置详见下图二。

图二

其生产工艺的优、缺点如下：

优点：（1）系统设施、结构集中布置于场地中央，且靠近里侧，安全性好；（2）系统布置紧凑，规模精简，且建筑特之间无交叉；（3）系统结构简单、运行维护方便；（4）制冷车间布置于骨料仓旁，风冷部分制冷量利用率较方案一高；（5）工程造价低，拌和站和拌和楼共用一个料仓，料仓除承担风冷作用外，还兼顾拌和站、拌和楼料仓，减化了HL240-2S3000L拌和楼进料层和储料层结构安装，胶带机长度也缩短，增加了小冰仓和胶带机保温结构，与采用传统工艺结构施工相比，工程造价降低约30%，同时也降低了后期系统的运行成本。

缺点：（1）骨料仓容量有限，骨料仓的料位在生产过程中随时变化，对骨料的预冷效果存在一定影响；（2）片冰部分制冷量利用率偏低。

经过以上经济技术比较后，拟采用方案二。

3实施方案的技术特点

（1）在工程实施中，由于该施工场地是沿木里河右岸边坡河滩回填而成，回填渣料又多为三、四类岩体，为保证重负荷类（储料仓、粉料储存罐等）和动载类（拌和楼等）设备设施的安全性使用，我部对混凝土拌和及制冷系统平面布置进行了较大的优化调整，即将骨料储存结构、制冷车间、冰楼、粉料储存罐、外加剂房、拌和楼（站）、地磅房沿1#施工道路侧布置，配电室、压缩空气站沿砼运输进出场道路里侧布置，进出场道路靠河侧布置，并按要求保证道路与边坡的安全距离；同时在进行拌和楼、粉料储存罐、骨料储存仓基础施工前，对其基础用岩石渣料换填，并用振动碾压实，再进行基础土建施工。（2）将传统工艺中的骨料暂存场与HL240-2S3000L拌和楼、HZS90拌和站的储料仓合三为一，并与制冷要求相结合，改建为一个集冷却和暂存功能的长方形钢筋混凝土料仓（长×宽×高：21m×6.3m×12.5m），总容积为1200m3；（3）将HL240-2S3000L拌和楼骨料称量装置分离，与HZS90拌和站骨料称量装置同安装于料仓廊道内，并对HL240-2S3000L拌和楼生产控制程序进行修改，即调整其骨料称量程序，加大其骨料称量提前量；（4）将制冷系统建安于骨料仓旁，片冰改气力输送为胶带机输送，运至骨料仓廊道口安装的小冰仓内，其称量装置安装于小冰仓下、B3（B4）胶带机上，并给廊道胶带机延出骨料仓廊道口段和HL240-2S3000L拌和楼、HZS90拌和站上楼胶带机安装保温结构。

4结 语

从2011年11月底建成投产以来，木里河立洲大坝及进水口土建工程混凝土拌和及制冷系统单班碾压混凝土生产最高为1800m3，小时生产能力为160m3，因此其平面布置通过以上优化调整，不仅减少了系统设施结构的施工工程量，加快了施工进度，而且保证了生产能力，满足了大坝等工程的混凝土浇筑施工。但也存在一些问题：如骨料仓总容积偏小，对系统内设备保证率要求高等。工艺改造可为今后受地形地质限制的类似拌和系统做参考。

作者简介：

1、李兴英（1977-），女，四川仁寿人，工程师，本科，从事水电工程施工技术工作

2、范晓亮（1977-），男，四川达县人，工程师，大专，从事水电工程施工技术工作