XC 抽水蓄能电站沥青混凝土骨料加工及拌和工艺流程设计

1 工程概况

辽宁 XC 抽水蓄能电站位于辽宁省葫芦岛市兴城市境内，可在电网中承担调峰、填谷、储能、调频、调相、紧急事故备用等任务。电站装机容量为1200MW，上水库总库容932 万方，下水库总库容1133 万方。本工程等别为Ⅰ等，工程规模为大（1）型。主要建筑物包括上水库挡水建筑物、输水建筑物、地下厂房、厂房交通洞、通风洞、主变洞、母线洞、地面开关站、下水库挡水及泄水建筑物等，次要建筑物包括尾调通风洞、排水廊道、补水系统建筑物等。

本工程筹建工期18 个月，工程总工期72 个月。工程静态投资约68.67 亿元，单位千瓦静态投资5 722 元/kW，工程总投资约82.76 亿元。

1.1 碱性骨料场自然条件

碱性骨料场位于八家子镇南约 2km 瓦房沟村，料场为椭圆形山包，山体比高一般 140m～180m ，山体较宽厚，地形起伏较大，料场面积约 0.04km² ，按取料高程140m 估算，表部风化溶蚀无用层厚度约 3m ，有用层厚度大于15m，有用层体积60 万方，有用储量大于设计需用量的3 倍，储量、质量满足技术规范要求。该商品料厂现有产能充足，分别供应 5mm 以下， 5mm～10mm ， 10mm～20m 等多种级配料。

1.2 布置条件

在上水库库外北侧环库公路附近坡地，布置沥青混凝土拌和系统，高程513m 左右，面积约 1.90 万平方。

沥青混凝土骨料加工及拌和系统所在北库岸山脊，场地范围内地面高程513～535m ，山脊内侧地形平缓，为 10^∘ °左右，外侧地形陡峭，为 60^∘ 左右。覆盖层较薄，多小于1m，主要为粉土质砂。基岩多裸露，为燕山早期二长花岗岩，全风化厚度 2～6m ，强风化厚度 8.5～17.6m ，边坡整体稳定性较好，不存在崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。环境地质条件简单，为基本稳定场地，适宜工程建设。

2 沥青混凝土级配

大坝采用沥青混凝土面板堆石坝，坝顶高程 513.50m ，坝顶宽度 10.00m ，坝顶长 1035.50m ，坝轴线位置最大坝高 106.00m（坝脚位置坝高 185.50m）。沥青混凝土面板采用沥青混凝土简式面板，沥青防渗面板自上而下布置为表层沥青玛蹄脂封闭层厚度 0.2cm 、沥青混凝土防渗层厚度 10cm 、沥青混凝土整平胶结层厚度 10cm 。水位变动区的沥青防渗面板采用改性沥青，库底的沥青防渗面板采用普通沥青，并在库周与库底面板连接部位、基础断层区、库周和库底挖填交界处、沥青混凝土面板与钢筋混凝土连接部位，采用 5cm 沥青混凝土加厚层和设置聚酯网格加强处理。

根据西龙池、芝瑞抽蓄等工程经验，符合要求的天然砂和人工砂掺配使用可以改善沥青混凝土的级配、施工压实性、和易性，有利于摊铺施工 [1]，根据沥青混凝土试验成果，推荐配合比满足设计指标要求，因此本工程推荐使用天然砂。

矿料是沥青混凝土的重要组成部分，对沥青混凝土的性能有着重要的影响。矿料按粒级可分为粗骨料、细骨料和填料，粗骨料的粒径范围为大于 2.36mm 部分，细骨料为 0.075mm～2.36mm 部分，填料为小于 0.075mm 部分 [2]，其功能可描述如下：粗、细骨料在沥青混凝土中组成骨架结构，使沥青混凝土获得必要的强度以承受外力作用，而填料和沥青组成沥青—填料相，使沥青混凝土具有一定的弹性、粘性、塑性和施工和易性。

根据各项矿料性能试验，粗骨料、细骨料、矿粉各项性能检测结果均符合设计要求；沥青混凝土室内配合比室内试验过程中对粗、细骨料加温至 170^∘C ，加热前后骨料筛分无变化，符合设计提出的骨料岩质要求，因此提出的沥青混凝土级配见表 1^～2 。

注：细骨料中灰岩人工砂：天然砂 =2：1. 。

3 沥青混凝土骨料加工及拌和工艺流程设计

沥青混凝土骨料加工及拌和系统设在上水库区，靠近浇筑现场，负责供应上水库区所需的沥青混凝土。上水库沥青混凝土工程量为 6.61 万方，需外购碱性混凝土骨料 11.97 万吨，需外购天然砂为 2.27 万吨，根据施工总进度的安排，上水库沥青混凝土浇筑高峰时段为施工期第五年 4 月 ～10 月，沥青混凝土高峰月平均浇筑强度为 10425m³ / 月，日及小时不均匀系数取 1.5，月不均匀系数取 1.26，按每天工作两班制考虑，计算得小时高峰浇筑强度为 140t/h 。根据沥青混凝土的浇筑强度，选择 LB2000 型强制间歇式沥青混凝土搅拌设备，其额定生产能力为 160t/h ，系统功率为490kW。

碱性混凝土商品料厂现有产能充足，供应 5mm 以下， 5mm～10mm ，10mm～20m 等多种级配料，根据表格级配指数可知，商品料场现有产能充足但级配不均匀不能完全满足设计要求，考虑在沥青混凝土拌和系统内设置碱骨料筛分系统及制砂系统，以调整碱骨料级配。 ⟨20mm 的商品料经过预筛分分级成6 种规格的骨料[3]。其中 20～2.5mm 骨料运至细碎车间，利用立轴冲击式破碎机 B5100SE 进行破碎，经筛分后将 2.5～0.074mm 骨料运至柱磨车间，经超细碎后获得获得所需级配碱骨料。

调整级配后的碱骨料运至受料仓，由胶带输送机运至拌和系统骨料储罐，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，骨料初配后经干燥筒加热后由热料提升机运至拌和楼热料仓储存，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入拌和系统进行，拌制沥青混合料时，应按粗骨料、细骨料、填料依次下料，干拌 25s，再注入热沥青一起拌和，湿拌时间为 60s，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运至成品料仓保温储存。

系统内设置 6 座 1060m³ 骨料储罐，粗骨料、细骨料各 3 座，可满足高峰 月混凝土生产3 天的需用量。

系统内设沥青仓库和柴油储罐，沥青储量按连续生产一个月沥青用量考虑，储量为1200t ；柴油储量按连续生产一个月柴油用量考虑，容量为150t。

4 结语

本工程针对料源特点，成品料要求，研究确定了工艺流程。经分析，本工程加工系统在生产沥青混凝土骨料时，通过采用控制料源不同级配比例，采取只生产矿粉的方式生产骨料。本工程目前正处于施工阶段，系统设计为本工程实施提供依据，为其他工程设计提供参考。

参考文献：

[1] 田伟峰 .《旁多水利枢纽沥青混凝土骨料加工及拌和系统设计》. 东北水利水电，2012.11.

[2]《混凝土骨料制备工程》. 北京：中国电力出版社，2014.

[3] 水电工程砂石加工系统设计规范（NB/T 10488-2021）. 北京：中国水利水电出版社 ，2021.