混凝土生产系统设计说明

第一章混凝土生产系统设计

1.1 概述

（1）工程概况

锦屏一级水电站枢纽建筑物主要由混凝土双曲拱坝、水垫塘和二道坝、右岸无压泄洪洞、右岸进水口、引水系统、右岸地下厂房及开关站等组成。

右岸高线混凝土生产系统位于大坝右岸坝肩1885m高程附近，主要供应大坝混凝土、垫座混凝土以及导流底孔封堵混凝土。根据施工总进度安排，本系统承担混凝土供应总量约576万m3，需满足混凝土月高峰浇筑强度20万m3。右岸高线混凝土生产系统主要由二座拌和楼（各配2×7.0 m3强制式搅拌机）组成，系统生产能力600m3/h，配置骨料二次筛分和预冷设施，制冷系统容量为1100万kcal/h。混凝土预冷系统需满足预冷混凝土浇筑高峰期月平均强度约16万m3的供应，预冷混凝土设计生产能力480m3/h。全部预冷混凝土生产量约566万m3，混凝土出机口温度为7℃及10℃，要求系统7℃混凝土生产能力为480m3/h，三班制生产。混凝土拌制后，卸入9.6m3运输车运至缆机给料平台。

1.2 气象和场地条件

（1）气象条件

雅砻江流域地处青藏高原东侧边缘地带，属川西高原气候区，主要受高空西风环流和西南季风影响，坝址区干湿季分明。根据洼里（三滩）水文气象站资料，多年平均气温17.2℃，历年极端最高气温39.7℃，极端最低气温-3℃。多年平均相对湿度67%，多年平均水温12.2℃，最大风速13m/s。

部分气象要素特征见表1-1。

表1-1坝址区气温、水温、地温统计表

（2）场地条件

高线混凝土系统布置于右岸坝肩下游的1885～1975m高程岸坡，三个台阶顺河长约270m，根据施工布置，高线混凝土系统分为三个平台，包括1975m高程骨料竖井平台、1917m高程冲洗筛分平台及一次风冷平台、1885m高程拌和平台。场地为1885m高程以上的第6层大理岩形成的层面坡上，

自然坡度约35～40°。场区内岩体强卸荷、弱风化带下限水平深度一般10～20m，弱卸荷带下限水平深度一般25～40m。前期地质调查和勘探揭示，高线混凝土系统区自然岸坡中未发现变形迹象，自然岸坡整体稳定。发包人已委托其他承包人对该区域进行坝肩开挖已形成了1885m高程、1917m高程和1975m高程三个平台并对开挖边坡进行了永久锚索支护。

本标还承担与混凝土生产系统有关的地下洞室开挖，包括出骨料输送洞、地下骨料调节料仓（竖井）、骨料输出洞、交通洞洞等地下工程的开挖。在筛分平台山内侧125~130m，沿S33°W的方向，按间距24m，依次分布4个直径12m、2个直径10m的骨料竖井，开挖高程1975～1917m。

右岸1975m高程平台位于大坝右岸坝肩约1969m~1975m高程，平台总长约420m，宽度约22m。上游侧为缆机平台，下游侧为右岸坝肩的35kv施工变电站，中间留有约130×22m（长×宽）的空余场地，其中一部分可用作本工程的部分胶凝材料库及空压机房的布置场地。

右岸1917m高程平台，位于大坝右岸坝肩。可用作本工程施工场地、混凝土拌和系统的二次筛分车间、一次风冷预冷设施及水处理设施的布置场地。

右岸1885m高程平台位于大坝右岸坝肩约1885m高程，平台总长约500m，宽度约18~40m。可用作本工程施工场地、混凝土拌和楼、制冷楼及其它辅助设施的布置场地；大坝混凝土浇筑时，该平台同时又是大坝混凝土的供料线。此外，该平台下游为锦屏一级水电站的出线场，因此位于出线场范围内布置的本卷合同的一切设施必须在2011年4月前全部拆除。招标文件允许，在1885m 高程平台的设施布置有困难时，可根据实际需要酌情进行补充开挖（尾部或下部）。混凝土生产系统全部占地，包括三块台地及台地间的护坡，共约24000m2，但实际有效利用面积不足其一半。

1.3 大坝混凝土配合比

设计采用的混凝土参考配合比见表1-2。

表1-2 混凝土参考配合比表

1.4 对外交通

从5#公路和相连的混凝土运输回驶洞，可到达高程1885m的拌和楼平台；由7#公路通过骨料竖井底交通洞，可来到骨料竖井底廊道，再经过1#交通隧洞就能到达高程1917m的二次筛分平台；通过7#公路可到达高程1969~1975m的35kv施工变电所平台和竖井平台，在此平台上再通过5#隧洞即可到达骨料竖井顶交通洞；成品混凝土由混凝土运输车，通过高程1885m的拌和楼平台向缆机供料，再经过混凝土运输回驶洞回到拌和楼下。

1.5 大坝混凝土出机口温度要求

根据设计要求，大坝混凝土出机口温度按表1-3控制。

表1-3 大坝混凝土约束区和非约束区出机口温度参考表

1.6 大坝混凝土浇筑工程量

常温混凝土和预冷混凝土生产方量见表1-4。

表1-4 常温混凝土和预冷混凝土产量统计表

大坝各种级配混凝土工程量见表1-5。

表1-5 大坝混凝土工程量汇总表

1.7 混凝土拌制设备的选型

根据对单座拌和楼小时产量不小于300m 3/h 、最大骨料粒径150mm 、混凝土出料用9.6m 3运输车的技术要求，可以选用二座各配置2×7m 3强制式搅拌机的搅拌楼。双卧轴强制式搅拌机生产周期短，生产效率高，搅拌强烈，混凝土中水泥的分散性和均匀性均较好。

本工程由于配合LDC 9.6 m 3运输车，每次只拌制4.8 m 3混凝土，为了节约设备投入成本和便于于平面布置，拌和楼可选用HL340-2S5000L 型二座，配用4台DKX 7.00 的双卧轴强制式搅拌机，此楼原配置的DKX 6.00搅拌机总长4790mm ，现在应用的 DKX 7.00搅拌机总长5290mm ，二者宽均为3180mm ，布置得下DKX 7.00搅拌机，每楼总功率约800kw ，楼底层钢管柱轴线尺寸选用10m ×10m （由于受场地限制，不能选用另一种10m ×12.5m 的柱轴线尺寸），混凝土出料设计

为双斗双线，出料口离地净高5m ，可满足9.6m 3混凝土运输车（高4.1m ）等的装车要求。经过二次风冷计算，料仓隔板需要重新调整，拌和楼特大石、大石和中石、小石的料仓容积，分别设计为200m 3（断面尺寸：5m ×4m ）和160m 3(断面尺寸：5m ×3.3m)，砂仓140m 3(断面尺寸：5m ×2.7m)，

直仓段高10m。拌和楼骨料仓均配备超声料位计，砂仓和小石仓配含水率测定仪，并与称量工控机接口相连，根据含水率的变化，自动增减水（或冰）称量值。拌和楼三座胶凝材料外加仓，配备重力式料位计。

1.8 混凝土拌和系统布置和工艺设计

（1）骨料储运系统和二次筛分系统

混凝土拌和系统所需的粗骨料，由左岸印把子沟人工砂石料加工系统供给，料源为砂岩，在加工系统成品料仓出线处进行计量，由胶带输送机运输至右岸高线混凝土系统1922m高程的4个直径12m的粗骨料地下竖井的侧上方，经胶带输送机卸料小车分级储存。右岸三滩砂石料加工系统供应的砂，料源为大理岩，经5#路用自卸汽车运至5#路-4#隧洞口处的受料坑，再经过胶带输送机运至高线混凝土生产系统的二个直径10m的细骨料地下竖井中间的上方，在竖井进料口计量，经可逆式胶带输送机进仓储存。

作为骨料仓的各竖井高53m ，每个粗骨料仓有6个下料口分二列，单仓活容积5500m3，总容积为：4×5500=22000m3；每个细骨料仓有4个下料口分二列，单仓活容积4000m3，总容积为：2×4000=8000m3，特大石和大石仓內各设骨料缓降器二个。全部骨料储量可满足生产高峰期2天的需要量。

粗骨料竖井底骨料廊道采用二条B=1000MM胶带机出料，为了控制筛分混合比，粗骨料仓下面设变频惯性振动给料机，根据一次风冷调节料仓的料位，控制各种骨料的给料量，生产过程中调整混合料的最优配比。

为了控制混凝土成品骨料的质量要求，改善粗骨料性能，减少骨料逊径量，设置二次冲洗筛分车间。按比例混合放料后的粗骨料，经3#隧洞的廊GJ4-1，GJ4-2胶带机出料，把粗骨料输送至高程1917m的筛分平台进行二次冲洗筛分，一阶冲洗筛分配2台2YKR3060型园振动筛分机，二阶筛分配4台YKR2460型园振动筛分机，二次筛分系统的处理能力为2*700t/h。一阶筛分选用双层筛，把骨料分成40~150mm、和≤40mm的两种骨料。二阶筛分直接设在预冷仓顶，每座预冷仓上设二座单层筛，通过筛分后的骨料直接进入预冷仓。

冲洗筛分2YKR3060型园振动筛分机分为冲洗和筛分两部分，前1/3部分筛面为冲洗、后2/3部分筛面为脱水，下面设螺旋洗砂机（一台FG15），一次筛分剔除的＜5mm的弃料，经过螺旋洗砂机提砂后，通过QJ1弃料胶带机最终进入弃料堆，由汽车定期运走。

砂仓竖井上方设有可逆式胶带机，向二个砂仓供料，每个竖井砂仓下面设4台700×700气动弧门给料机，分别从6#隧洞通过SJ4和SJ5、SJ6-SJ7胶带机把砂输分别送至二座拌和楼砂仓，实现细骨料的连续输送进楼。

一次风冷调节料仓內的各种粗骨料，分别采用1条共用胶带机向各拌和楼供料，一次风冷调节料仓下用惯性振动给料机放料，生产过程中应确保拌和楼料仓始终处于最佳料位状态，以获得最优的冷却效果。一次风冷调节料仓和拌和楼中的特大石仓和大石仓，为防止骨料破碎逊径，都设有缓降器。

骨料储运系统共有19条胶带输送机，详见拌和系统工艺流程图。

（2）胶凝材料储运系统

水泥、粉煤灰由业主提供，全部为散装，本标负责现场验收卸车。水泥储量按高峰期7天的使用量进行设计。水泥、粉煤灰由散装汽车运输。通过7#公路可到达高程1975m的平台，该平台布置4个粉料罐，储存粉煤灰。粉煤灰储量1000*4T。4台储存罐呈一字形布置，并由工地附近7#公路边专设的地磅站计量，按不同品种、厂家、规格及到货时间分罐贮存，通过气力输送至1885M 平台的搅拌楼。在胶凝材运输洞设置专用的地磅计量站。高程1885m的平台上设置6台同规格的粉料储存罐，该组储罐储存水泥，直接通过气力输送向两座楼供应水泥。

（3）压缩空气站和供风系统

为满足拌和楼操作用风、散装粉料罐车卸载及胶凝材料输送（按同时卸4辆罐车和4台喷射泵同时工作考虑，卸车用风量每辆10m3/min，喷射泵每台耗风20m3/min）、外加剂搅拌、砂罐放料气动弧门等用风，在高程1975m平台建一压缩空气站。为节约用水，空压机的冷却水，经水泵和冷却塔冷却后循环使用。压缩空气站安装5台40m3/min空压机和两台20m3/min，均为无油润滑型空压机。供风系统可向系统分别提供0.7MPa和0.5MPa二种压力的压缩空气，分别用于系统控制和粉料输送，总产风量为240m3/min。

在供风系统中与空压机配套提供的还有高效冷却分离器、储气罐、无热再生干燥器、高效过滤器，输送用风与操作装置用风分开以确保供风和送灰的质量。

（4）外加剂车间

按满足同时使用2种外加剂设计。外加剂车间布置在高程1917m平台上，车间内建容积各为10m3混凝土浇筑的池子6个，其中二个为配料池（加气剂、塑化剂各一个），在池内埋设高压风管，配料池除采用花管送压缩空气搅拌外，还各装有二台立式搅拌器，加气剂配料池上方装有一台40KW电加热器加热配料用热水；另外4个为贮液池，贮液池內只采用花管送压缩空气搅拌。外加剂在配料池内溶解后，利用高差自流到贮液池，贮液池內的外加剂溶液采用自流将其送入拌和楼中外加剂储存箱，经衡量后进入拌和机。

（5）场内交通布置

为了保证高程1917m平台交通畅通，胶带输穿越高程1917m平台时，设计最小净空不小于4.5米；为了保证高程1885m平台混凝土运输交通畅通，该平台上设施的布置，围绕混凝土运输回驶洞和运输车辆运行要求展开，把占地面积较大的制冷系统集中布置在靠山坡的场地内，上楼胶带机从其顶部通过；混凝土运输按双车道考虑，宽度不小于9m，转弯半径不小于10.5m。

1.9 混凝土生产系统主要技术指标及拌和系统主要设备

混凝土生产系统主要技术指标见表1-6，拌和系统主要工艺设备见表待总布置及工艺通过并将各环节工艺图设计完成后提供。

表1-6 右岸混凝土拌和及制冷系统主要技术指标表

拌和系统工艺流程详见图。

1.11 混凝土温控设计：详见制冷系统设计说明。

1.12 供配电和系统控制

（1）设计的项目

电气与控制系统设计原则是具有先进性、便于安装、调试、运行和维护，采用成熟的、可靠的、标准化的元器件，满足系统安全、可靠、连续运行的要求。

电气设计项目：变电所设计、电线电缆选择、电气控制系统、照明工程、防雷与接地、消防与通风和通讯系统。

（2）系统负荷与供电电源

电源来自右岸高程1975m的35kV施工总变电站，分两路用高压铠装电缆，接至高程1917m 平台变配电室，向混凝土拌和系统及制冷系统供电。系统负荷待总平面布置确定后再详细计算。

（3）电缆、电线的选择与敷设

高压电缆选用YJV22-10kV铠装的三芯电缆，沿电缆架或电缆沟中敷设。低压动力电缆选用VV型电缆，低压电线采用BV型，其截面按允许载流量及允许电压损失来选择，再根据发热条件来校验。同时要满足与保护装置整定值的配合关系。低压导线、电缆采取电缆沟、穿钢管、穿阻燃管、沿墙或支架等方式敷设，具体情况根据现场而定。所有高低压电缆均应涂刷警示漆，悬挂标志牌和警示牌。

（4）照明工程

本系统照明包括成品骨料竖井平台、廊道及场内交通道路、拌和楼和各生产车间、仓库、试验室、办公室、配电所等生产部位。

照明采用380/220V中心点接地的三相四线制系统，各部位照明电源从附近动力配电箱或照明箱引出。线路的敷设按环境条件、安装维护方便等来决定，砖瓦结构室内照明线路以沿墙明敷；钢结构通过角钢支架明敷；其余部位采用电缆明敷。所有正常不带电的电气设备金属外壳及金属构架

应可靠接地。

各照明点最低照明度满足表1-16的数值。

表1-16 各照明点最低照明度数值表

（5）防雷与接地

混凝土生产系统防雷装置包括避雷器、避雷针等，避雷器用于保护电力变压器和电力线路，防止雷电经过线路侵入室内，避雷针用于搅拌楼及胶凝储罐等构筑物的防雷。避雷装置设置独立引下线，避雷装置与引下线、引下线与接地体均应做可靠的电气连接，接点作好防腐及隔离措施。

工频接地电阻要达到如下要求：系统接地标准为4Ω以下；避雷针接地标准为10Ω以下；计算机和通讯系统接地标准为4Ω以下。在接地网的施工中，充分利用自然接地体和加接地降阻剂的的方法，以求达到接地要求。采用镀锌角钢和镀锌扁钢作为接地体。配电所、各生产车间、各钢结构及设备应可靠的接地，各接地干线互连形成接地网。

（6）消防与通风及其他注意事项

开闭所、配电所留有足够的安全通道和出入口，门向外开，相邻配电室之间的门应能双向开启，所有门、通风窗均采用非燃烧体或难燃烧体材料。开闭所及每个配电所配有一定数量的消防设备和设施。使用电器火灾专用的四氯化碳灭火器，严禁使用泡沫灭火器，灭火器使用时应作好相应安全防护措施。

开闭所、配电室应设置防止雨、雪和蛇、鼠类小动物从采光窗、通风窗、门、电缆沟等进入室内的设施；开闭所、配电室内墙表面及顶棚应抹灰刷白。

配电室采用自然通风，变压器露天放置、抬高地平砌筑变压器台以利于通风散热，每台变压器单独设围墙。电缆沟的两端及分支处采用防火包封堵，在防火包两端各1.0m范围内的电缆上涂防火涂料。穿越配电室地板的孔、洞处采用防火堵料，穿越墙壁处及电缆分支引接处采用防火隔板封堵。

（7）电气控制系统

混凝土拌和系统、骨料系统采用集中自动控制或集中监视的结构方案，实现系统的综合保护和集中监控。在控制室内设置系统操作站，用工业控制计算机对各相关系统进行的自动化控制或监测。

计算机管理包括：开停机记录、事故记录、统计报表、即时打印和招唤打印。

所有自动控制设备均具备自动和手动两种控制方式，手动控制方式在设备的调试或自动控制出现异常时使用。

胶凝材料的供料和料位检测系统

胶凝材料的供料和料位检测采用集中控制，安装两台带模拟屏的总控制台，布置在胶凝材料储罐下的值班室内，检测各胶凝材料贮罐和各胶凝材料仓的重力式料位传感器的料位信号，控制气力喷射泵阀门和若干电动两路阀组成的胶凝材料输送，以及胶凝材料的入库统计和库存管理等。

主要电气控制设备

系统主要控制电气设备待工艺设计完成后确定。

（8）通讯系统

混凝土拌和及制冷系统为生产方便，拟安装32门无人值守程控电话交换机一台，生产指挥调度中心、办公室、各生产点均安装固定电话机，确保指挥调度信息渠道畅通无阻，另配备对讲机10对，以便于偏远地段和流动作业时的工作联系。通讯系统设备见表1-18。

表1-18 通讯系统设备表

1.13 供排水系统和水处理系统

（1）系统供水

供水系统主要为大坝混凝土拌和系统（包含制冷系统）提供生产用水。

①供水水源：

供水水源来自坝区供水系统的右岸2#水池，该水池出水高程1917m，容积为4000m3，2007年5月投产。系统内供水高程不能满足的采用加压供水。

②供水规模：

供水规模按400 m3/h设计，在高程1885m接来自2#水池的供水主管DN300。

③供水水质及水压：

生产用水水质（浑浊度）：骨料二次筛分系统≤20mg/l，水压≥0.28Mpa；

拌和用水水质：满足《拌和系统生产用水水质标准》；制冷系统水质：≤20mg/l。

（2）系统排水

拌和及制冷系统内都布置有排水系统，主要是汇集系统内的低浊度生产废水、冲洗车辆水、骨料渗漏水、雨水和场地积水等。

二次筛分系统的废水主要通过废水明渠进入到废水处理系统，制冷车间和（建）构筑物的排水沟、雨水沟等也是通过排水明渠排放至系统以外，同样达到排放标准的处理后废水则通过系统排水沟渠进入场外的排水系统。

（3）废水处理

废水处理系统的相关图纸。

①废水处理量

生产系统的废水主要来自骨料二次筛分冲洗、空气冷却器冲霜及拌和楼下冲洗，为了达到经济和环保的目的，设置废水处理系统，废水处理后循环使用，废水处理系统的处理规模为400t/h。

二次筛分废水量：1400t/h×0.22 m3/t≈300 m3/h；

②布置和工艺

废水处理车间布置在高程1917m平台上，具体位置见总布置图。废水的重复利用率为70%，约280m3/h，出水浊度不大于20mg/l。废水处理车间的反应沉淀池为钢结构成品池。渣浆泵将集水坑内的废水送至预沉器，经预沉后的废水自流至反应沉定池，处理后的水自流至清水池，供筛分冲洗循环使用，排掉的部分由供水池补充提供。预沉器下的泥浆经弃料胶带机进弃料堆，弃料堆底板设反滤料和钢筋网，下设排水沟。水通过排水沟排出系统，泥浆和小于5mm的弃料由人工外运至业主规定弃渣场。废水处理车间工艺流程见图1-4。

图1-4 废水处理车间工艺流程图

1.14 系统试验室

为了保证混凝土质量，需要检测混凝土及其原材料，除项目部的总试验室外在拌和系统内高程1885m平台建一系统试验室（四层楼），试验室在一楼主要由：压力间、养护间、成型间、办公室、资料室等构成，试验室的办公室、资料室以及调度室设在二楼。

1.15 安全与环保

混凝土生产系统的各生产车间，均相关规范要求设置消防设施和救护设施。

混凝土生产系统中，既要确保生产安全又要注意环境保护。系统内设有废水处理设施，雨水直接进排水沟。废水经处理后同雨水排出。系统内有少量的生活污水（各平台的卫生间排水），经化粪池处理后排入排水系统，废水部分（70%）回收利用。所有胶凝材料罐顶、搅拌楼均配置有袋式除尘器，胶凝材料在装、卸及称量过程中，确保在其系统范围内的总悬浮颗粒物（TSP）的浓度控制在允许范围内。空压机吸气口加装消声器，空压机车间和制冷车间均设置隔音控制室。拌和楼采用聚苯乙烯双面彩板封闭隔声，对混凝土搅拌机噪声进行隔音控制。

拌和楼及制冷车间均安装有轴流风机，在工作隧洞内根据实际工作情况设置通风设备，确保工作场所空气良好。为防止制冷设施氨泄漏，制冷车间内均安装有紧急泄氨器和氨气报警器，以及消防设备和防毒面具等配套设施。