1 人工砂石系統(tǒng)設備
1.1工藝流程
目前國內水電站工程人工砂石骨料加工系統(tǒng)中，生產工藝流程有二個破碎段加制砂、三個破碎段加制砂，并設置二次篩分、三次篩分、四次篩分、骨料洗泥、骨料整形等。
根據系統(tǒng)的生產能力、料源巖性、產品細度、混凝土級配、成品料質量要求，確保系統(tǒng)運行可靠、技術先進、經濟合理和主要設備的先進性及其匹配，經過技術經濟比較，確定系統(tǒng)生產工藝流程。
1.2設備選型
各種破碎設備、制砂設備適用料源、優(yōu)缺點等設備選型問題，詳見表1。
實例一：三峽工程下岸溪砂石加工系統(tǒng)是三峽大壩和廠房主體工程混凝土澆筑所需成品砂和部分石料的主要基地，巖石巖性為斑狀花崗巖，伴有少量輝綠巖晶脈分布。巖石抗壓強度高，磨蝕指數大。按照施工組織設計，該系統(tǒng)按2000年高峰月混凝土澆筑所需55.6萬m3人工砂和12.9萬m3碎石設計粗碎、中碎、細碎、超細碎、棒磨車間處理規(guī)模分別為2400、1180、1020、1440、200t/h，并以生產四級預冷混凝土骨料為主。該系統(tǒng)選用的MK-II-50-65、HP-500ST、B9100破碎設備，系國內首次使用。
實例二：溪洛渡水電站中心場人工砂石系統(tǒng)為導流洞、泄洪洞、地下廠房系統(tǒng)及其他施工設施提供280萬m3混凝土及噴射混凝土所需的骨料, 料源為導流洞洞挖玄武巖，抗壓強度為219～293MPa。系統(tǒng)設計毛料處理能力為850t/h，成品料生產能力為700 t/h，其中人工砂生產能力為240t/h，其細度模數為2.6±0.2),石粉含量10～15%，表面含水率6%。
1.3有關問題
（1）石粉回收方法：待自然沉淀并干化，挖取石粉摻入砂中；負壓吸水，加快沉淀池石粉干化；螺旋機和高頻振動脫水篩。
?。?）RCC碾壓混凝土大壩對成品砂的要求
由于RCC碾壓混凝土要求石粉含量高達17±2%。如果利用濕法工藝生產，成品砂質量較好，但存在細砂和成品砂流失的現象，且回收效果不佳，成品砂中石粉含量偏低；如果利用干法工藝生產，成品砂中石粉含量滿足要求，但成品砂級配不太理想（中間級配偏低）。
?。?）玄武巖軋制人工砂的細度模數偏高且石粉含量不夠，特別是石粉含量過低，對混凝土和易性及性能帶來很大的影響，在系統(tǒng)設計和設備配置時除應充分考慮石粉回收裝置的選用外，還應加大對產砂設備提高石粉含量的技術研究。
2 混凝土拌和系統(tǒng)設備
2.1 攪拌樓（站）
目前國內在建水電站使用的混凝土攪拌樓（站）有自落式、強制式兩種型式，其生產率（m3/h）主參數系列有：30，45，50，60，75，90，120，150，180，240，270，320，360。攪拌機有雙錐傾翻自落式、反轉出料自落式、雙臥軸強制式、單臥軸強制式和行星式等型式，其公稱容量（L）系列有：750，1000，1500，2000，3000，4500，6000，7500。國產攪拌樓（站）技術成熟，能夠滿足水電站工程拌制常態(tài)砼、預冷砼和RCC碾壓砼的需要。
為應對近幾年水電站碾壓混凝土大壩快速澆筑的需要，拌制碾壓混凝土的周期自落式或強制式攪拌設備，尤其是強制式混凝土攪拌樓（站）的市場份額正在日益增大。國內生產的連續(xù)式混凝土攪拌設備已在一些中型水電站工程投入使用，但尚不能完全滿足有溫控預冷要求的高強度碾壓混凝土生產的需要。
目前國產攪拌樓最新技術現狀為：攪拌樓鋼結構主節(jié)點采用銷軸連接（縮短安裝工期），控制系統(tǒng)采用雙機雙控熱備份三屏顯示技術（提高了微機控制系統(tǒng)的可靠性）；遠程控制、診斷、排除故障等新技術。主要外配套件，如主要控制和執(zhí)行元器件選用成熟可靠且性價比高的世界知名廠家生產的產品，公稱容量大于3m3的攪拌主機（雙臥軸強制式和雙錐傾翻自落式），一般采用原裝進口產品（尚未國產化）。
三峽工程第二階段布置在不同高程上的五大混凝土拌和系統(tǒng)，常態(tài)常溫混凝土總生產能力為2360 m3/h，預冷混凝土總生產能力為1870 m3/h（見表4）。拌制的混凝土主要通過6條供料線直接輸送到6臺塔（頂）帶機進行布料入倉；這種新型工廠化流水線生產模式，一反過去單罐澆筑的傳統(tǒng)的作業(yè)方式，使混凝土的高速度連續(xù)澆筑得以實現，從而極大的提高了生產率，同時也保證了三峽工程的質量和工期。1999年至2001年連續(xù)三年年澆筑量均在400萬m3以上（2000年創(chuàng)造了混凝土年澆筑強度548萬m3、月澆筑強度55.3萬m3的世界最高紀錄）。1999年至2004年三峽工程共澆筑混凝土2055萬m3。
3 大型水電站砂石系統(tǒng)、拌和系統(tǒng)設備采購模式
3.1破碎設備采購模式
人工砂石系統(tǒng)設備一般由承包商采購，但破碎設備尤其是向水電站主體工程供應砂石骨料的砂石系統(tǒng)進口破碎設備（包括石粉回收裝置），也有業(yè)主采購的。
國產破碎設備生產廠家較多，如洛陽大華、貴陽成智、上海山寶等，國外廠家主要有：美國nordberg、Astec、芬蘭metso、瑞典svedala、sandvik、日本kobelco等。
3.1.1承包商自行采購
承包商選擇最優(yōu)進口破碎設備進行砂石系統(tǒng)工程投標，中標后，由承包商按照工程投標階段承諾進行設備采購。業(yè)主可以墊資或支付預付款的形式給予承包商資金支持。
例如：云南小灣水電站，瀑布溝水電站，三峽工程砂石系統(tǒng)增容期，溪洛渡水電站籌建期砂石系統(tǒng)。
優(yōu)點：承包商對自己采購設備負責，業(yè)主協(xié)調工作少。
缺點：承包商在工程中標后為了盡可能減少新設備的投入，往往對砂石系統(tǒng)設備進行“優(yōu)化”：以舊代新，以小代大，降低了設備的配置，不利于工程保障。
3.1.2 業(yè)主采購主要進口破碎設備
在關鍵設備由業(yè)主采用國際招標方式采購的條件下，承包商利用該設備帶方案對砂石系統(tǒng)進行工程投標，負責系統(tǒng)設計、建安及運行。開標后，業(yè)主自行采購進口設備交由承包商安裝，并在工程完工時，承包商按投標承諾對該設備進行殘值回購。
例如：廣西龍灘水電站，云南景洪水電站，重慶彭水水電站。
優(yōu)點：業(yè)主能夠有效控制設備的采購，避免上述的以舊代新，以小代大。
缺點：在設備采購、安裝、調試和運行期間，業(yè)主承擔了供貨責任，并由此需要投入較多精力協(xié)調設備廠家、承包商的關系。
3.2拌和系統(tǒng)設備采購模式
目前國內在建水電站使用的攪拌主機公稱容量大于或等于3m3的混凝土攪拌樓（站），一般由項目業(yè)主采購交承包商安裝運行管理，且在工程期末由承包商按殘值回購。其中，公稱容量大于3m3的攪拌主機（雙臥軸強制式和雙錐傾翻自落式），因目前國內尚不能制造，故一般采用進口產品；攪拌機公稱容積小于3m3的攪拌樓（站），一般由承包商自購（項目業(yè)主予以資金支持）。
目前，國內混凝土拌和樓生產企業(yè)主要有：鄭州水工混凝土機械有限公司、鄭州三和水工機械有限公司、國電機械設計研究所、陜西建設機械有限公司等，國外生產廠家主要有日本IHI、德國BHS、意大利CIFA、意大利SICOMA、美國JOHNSON-ROSS等。
4 砂石系統(tǒng)、拌和系統(tǒng)管理模式
?。?）由業(yè)主委托設計單位編制砂石系統(tǒng)、混凝土拌和系統(tǒng)招標文件，承包商帶方案投標的總承包方式，負責地勘、設計、設備采購、建安及運行管理。
優(yōu)點：業(yè)主承擔的系統(tǒng)建設與運營責任小，協(xié)調工作較少。設備購置費、折舊費等費用攤入成品砂石料單價或混凝土單價中，設備殘值歸承包人所有。工程結束業(yè)主不背負設備倉儲保管、資產處置的壓力。
缺點：由于業(yè)主對設備采購、系統(tǒng)建安介入少，可能出現因承包商財務問題而造成設備訂貨不及時，到貨拖延，或承包商未按投標承諾購置、配置招標文件所要求的設備等情況，降低了工程保障，故存在一定的工程風險。
（2）業(yè)主提供主要設備（如進口破碎設備、大型攪拌樓），系統(tǒng)其他設備由承包商配置，承包商負責系統(tǒng)設備安裝、調試、運行和維護，并于工程結束后按照投標文件承諾回購業(yè)主設備。
優(yōu)點：由于主要設備系業(yè)主自行采購，設備訂貨的及時性、設備性能等在業(yè)主的可控范圍內，有利于提高系統(tǒng)的可靠性。
缺點：業(yè)主承擔因主供設備而帶來的系統(tǒng)建設和運營的合同責任較大，且實際運作過程中涉及設備廠家、安裝單位間的協(xié)調工作較多。
5 結論及建議
目前水電站工程砂石料加工系統(tǒng)常用的生產工藝和設備選型配置已較成熟，但制砂工藝，如玄武巖制砂，RCC砂的石粉回收，有待進一步研究、探索。
為了防止承包商對系統(tǒng)設備以舊代新，以小代大等不按投標承諾購置、配置招標文件所要求的設備的行為，業(yè)主或監(jiān)理應適度參與由承包商承擔的設備采購工作，并利用業(yè)主在信譽、資金方面的優(yōu)勢，協(xié)助承包商就設備選型、價格、售后服務等問題與設備廠家進行合同談判。業(yè)主以墊資或支付預付款的形式向承包商提供資金支持，以保證主要設備及時訂貨、供貨。
公開、公平、公正的選擇一支具有較強的水電站砂石拌和系統(tǒng)建設的專業(yè)隊伍中標進場，以利于業(yè)主、監(jiān)理單位后續(xù)砂石拌和系統(tǒng)建安及運行管理。
（本文圖片、表格有略，詳情請見《建設機械技術與管理》雜志2006年第11期）
1.1工藝流程
目前國內水電站工程人工砂石骨料加工系統(tǒng)中，生產工藝流程有二個破碎段加制砂、三個破碎段加制砂，并設置二次篩分、三次篩分、四次篩分、骨料洗泥、骨料整形等。
根據系統(tǒng)的生產能力、料源巖性、產品細度、混凝土級配、成品料質量要求，確保系統(tǒng)運行可靠、技術先進、經濟合理和主要設備的先進性及其匹配，經過技術經濟比較，確定系統(tǒng)生產工藝流程。
1.2設備選型
各種破碎設備、制砂設備適用料源、優(yōu)缺點等設備選型問題，詳見表1。
實例一：三峽工程下岸溪砂石加工系統(tǒng)是三峽大壩和廠房主體工程混凝土澆筑所需成品砂和部分石料的主要基地，巖石巖性為斑狀花崗巖，伴有少量輝綠巖晶脈分布。巖石抗壓強度高，磨蝕指數大。按照施工組織設計，該系統(tǒng)按2000年高峰月混凝土澆筑所需55.6萬m3人工砂和12.9萬m3碎石設計粗碎、中碎、細碎、超細碎、棒磨車間處理規(guī)模分別為2400、1180、1020、1440、200t/h，并以生產四級預冷混凝土骨料為主。該系統(tǒng)選用的MK-II-50-65、HP-500ST、B9100破碎設備，系國內首次使用。
實例二：溪洛渡水電站中心場人工砂石系統(tǒng)為導流洞、泄洪洞、地下廠房系統(tǒng)及其他施工設施提供280萬m3混凝土及噴射混凝土所需的骨料, 料源為導流洞洞挖玄武巖，抗壓強度為219～293MPa。系統(tǒng)設計毛料處理能力為850t/h，成品料生產能力為700 t/h，其中人工砂生產能力為240t/h，其細度模數為2.6±0.2),石粉含量10～15%，表面含水率6%。
1.3有關問題
（1）石粉回收方法：待自然沉淀并干化，挖取石粉摻入砂中；負壓吸水，加快沉淀池石粉干化；螺旋機和高頻振動脫水篩。
?。?）RCC碾壓混凝土大壩對成品砂的要求
由于RCC碾壓混凝土要求石粉含量高達17±2%。如果利用濕法工藝生產，成品砂質量較好，但存在細砂和成品砂流失的現象，且回收效果不佳，成品砂中石粉含量偏低；如果利用干法工藝生產，成品砂中石粉含量滿足要求，但成品砂級配不太理想（中間級配偏低）。
?。?）玄武巖軋制人工砂的細度模數偏高且石粉含量不夠，特別是石粉含量過低，對混凝土和易性及性能帶來很大的影響，在系統(tǒng)設計和設備配置時除應充分考慮石粉回收裝置的選用外，還應加大對產砂設備提高石粉含量的技術研究。
2 混凝土拌和系統(tǒng)設備
2.1 攪拌樓（站）
目前國內在建水電站使用的混凝土攪拌樓（站）有自落式、強制式兩種型式，其生產率（m3/h）主參數系列有：30，45，50，60，75，90，120，150，180，240，270，320，360。攪拌機有雙錐傾翻自落式、反轉出料自落式、雙臥軸強制式、單臥軸強制式和行星式等型式，其公稱容量（L）系列有：750，1000，1500，2000，3000，4500，6000，7500。國產攪拌樓（站）技術成熟，能夠滿足水電站工程拌制常態(tài)砼、預冷砼和RCC碾壓砼的需要。
為應對近幾年水電站碾壓混凝土大壩快速澆筑的需要，拌制碾壓混凝土的周期自落式或強制式攪拌設備，尤其是強制式混凝土攪拌樓（站）的市場份額正在日益增大。國內生產的連續(xù)式混凝土攪拌設備已在一些中型水電站工程投入使用，但尚不能完全滿足有溫控預冷要求的高強度碾壓混凝土生產的需要。
目前國產攪拌樓最新技術現狀為：攪拌樓鋼結構主節(jié)點采用銷軸連接（縮短安裝工期），控制系統(tǒng)采用雙機雙控熱備份三屏顯示技術（提高了微機控制系統(tǒng)的可靠性）；遠程控制、診斷、排除故障等新技術。主要外配套件，如主要控制和執(zhí)行元器件選用成熟可靠且性價比高的世界知名廠家生產的產品，公稱容量大于3m3的攪拌主機（雙臥軸強制式和雙錐傾翻自落式），一般采用原裝進口產品（尚未國產化）。
三峽工程第二階段布置在不同高程上的五大混凝土拌和系統(tǒng)，常態(tài)常溫混凝土總生產能力為2360 m3/h，預冷混凝土總生產能力為1870 m3/h（見表4）。拌制的混凝土主要通過6條供料線直接輸送到6臺塔（頂）帶機進行布料入倉；這種新型工廠化流水線生產模式，一反過去單罐澆筑的傳統(tǒng)的作業(yè)方式，使混凝土的高速度連續(xù)澆筑得以實現，從而極大的提高了生產率，同時也保證了三峽工程的質量和工期。1999年至2001年連續(xù)三年年澆筑量均在400萬m3以上（2000年創(chuàng)造了混凝土年澆筑強度548萬m3、月澆筑強度55.3萬m3的世界最高紀錄）。1999年至2004年三峽工程共澆筑混凝土2055萬m3。
3 大型水電站砂石系統(tǒng)、拌和系統(tǒng)設備采購模式
3.1破碎設備采購模式
人工砂石系統(tǒng)設備一般由承包商采購，但破碎設備尤其是向水電站主體工程供應砂石骨料的砂石系統(tǒng)進口破碎設備（包括石粉回收裝置），也有業(yè)主采購的。
國產破碎設備生產廠家較多，如洛陽大華、貴陽成智、上海山寶等，國外廠家主要有：美國nordberg、Astec、芬蘭metso、瑞典svedala、sandvik、日本kobelco等。
3.1.1承包商自行采購
承包商選擇最優(yōu)進口破碎設備進行砂石系統(tǒng)工程投標，中標后，由承包商按照工程投標階段承諾進行設備采購。業(yè)主可以墊資或支付預付款的形式給予承包商資金支持。
例如：云南小灣水電站，瀑布溝水電站，三峽工程砂石系統(tǒng)增容期，溪洛渡水電站籌建期砂石系統(tǒng)。
優(yōu)點：承包商對自己采購設備負責，業(yè)主協(xié)調工作少。
缺點：承包商在工程中標后為了盡可能減少新設備的投入，往往對砂石系統(tǒng)設備進行“優(yōu)化”：以舊代新，以小代大，降低了設備的配置，不利于工程保障。
3.1.2 業(yè)主采購主要進口破碎設備
在關鍵設備由業(yè)主采用國際招標方式采購的條件下，承包商利用該設備帶方案對砂石系統(tǒng)進行工程投標，負責系統(tǒng)設計、建安及運行。開標后，業(yè)主自行采購進口設備交由承包商安裝，并在工程完工時，承包商按投標承諾對該設備進行殘值回購。
例如：廣西龍灘水電站，云南景洪水電站，重慶彭水水電站。
優(yōu)點：業(yè)主能夠有效控制設備的采購，避免上述的以舊代新，以小代大。
缺點：在設備采購、安裝、調試和運行期間，業(yè)主承擔了供貨責任，并由此需要投入較多精力協(xié)調設備廠家、承包商的關系。
3.2拌和系統(tǒng)設備采購模式
目前國內在建水電站使用的攪拌主機公稱容量大于或等于3m3的混凝土攪拌樓（站），一般由項目業(yè)主采購交承包商安裝運行管理，且在工程期末由承包商按殘值回購。其中，公稱容量大于3m3的攪拌主機（雙臥軸強制式和雙錐傾翻自落式），因目前國內尚不能制造，故一般采用進口產品；攪拌機公稱容積小于3m3的攪拌樓（站），一般由承包商自購（項目業(yè)主予以資金支持）。
目前，國內混凝土拌和樓生產企業(yè)主要有：鄭州水工混凝土機械有限公司、鄭州三和水工機械有限公司、國電機械設計研究所、陜西建設機械有限公司等，國外生產廠家主要有日本IHI、德國BHS、意大利CIFA、意大利SICOMA、美國JOHNSON-ROSS等。
4 砂石系統(tǒng)、拌和系統(tǒng)管理模式
?。?）由業(yè)主委托設計單位編制砂石系統(tǒng)、混凝土拌和系統(tǒng)招標文件，承包商帶方案投標的總承包方式，負責地勘、設計、設備采購、建安及運行管理。
優(yōu)點：業(yè)主承擔的系統(tǒng)建設與運營責任小，協(xié)調工作較少。設備購置費、折舊費等費用攤入成品砂石料單價或混凝土單價中，設備殘值歸承包人所有。工程結束業(yè)主不背負設備倉儲保管、資產處置的壓力。
缺點：由于業(yè)主對設備采購、系統(tǒng)建安介入少，可能出現因承包商財務問題而造成設備訂貨不及時，到貨拖延，或承包商未按投標承諾購置、配置招標文件所要求的設備等情況，降低了工程保障，故存在一定的工程風險。
（2）業(yè)主提供主要設備（如進口破碎設備、大型攪拌樓），系統(tǒng)其他設備由承包商配置，承包商負責系統(tǒng)設備安裝、調試、運行和維護，并于工程結束后按照投標文件承諾回購業(yè)主設備。
優(yōu)點：由于主要設備系業(yè)主自行采購，設備訂貨的及時性、設備性能等在業(yè)主的可控范圍內，有利于提高系統(tǒng)的可靠性。
缺點：業(yè)主承擔因主供設備而帶來的系統(tǒng)建設和運營的合同責任較大，且實際運作過程中涉及設備廠家、安裝單位間的協(xié)調工作較多。
5 結論及建議
目前水電站工程砂石料加工系統(tǒng)常用的生產工藝和設備選型配置已較成熟，但制砂工藝，如玄武巖制砂，RCC砂的石粉回收，有待進一步研究、探索。
為了防止承包商對系統(tǒng)設備以舊代新，以小代大等不按投標承諾購置、配置招標文件所要求的設備的行為，業(yè)主或監(jiān)理應適度參與由承包商承擔的設備采購工作，并利用業(yè)主在信譽、資金方面的優(yōu)勢，協(xié)助承包商就設備選型、價格、售后服務等問題與設備廠家進行合同談判。業(yè)主以墊資或支付預付款的形式向承包商提供資金支持，以保證主要設備及時訂貨、供貨。
公開、公平、公正的選擇一支具有較強的水電站砂石拌和系統(tǒng)建設的專業(yè)隊伍中標進場，以利于業(yè)主、監(jiān)理單位后續(xù)砂石拌和系統(tǒng)建安及運行管理。
（本文圖片、表格有略，詳情請見《建設機械技術與管理》雜志2006年第11期）
