大壩骨料加工系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)與運(yùn)行分析

周 敏（中國(guó)水利水電第八工程局有限公司，湖南長(zhǎng)沙410000）

大壩骨料加工系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)與運(yùn)行分析

周 敏（中國(guó)水利水電第八工程局有限公司，湖南長(zhǎng)沙410000）

大壩工程施工中需要使用大量的骨料，骨料加工系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行會(huì)對(duì)工程的施工進(jìn)度和施工質(zhì)量造成直接影響。大壩工程施工中，需要依據(jù)大壩周圍的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)相應(yīng)骨料加工系統(tǒng)，從而為大壩工程施工提供足夠的骨料，并且在該過(guò)程中要不斷積累工程施工經(jīng)驗(yàn)，為日后工程施工提供有利的支持。

大壩骨料；工藝設(shè)計(jì)；運(yùn)行分析

大壩工程施工中需要使用大量的材料，骨料是其中最重要的一種。但是，從大量的工程實(shí)際情況來(lái)看，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)骨料不足，骨料質(zhì)量達(dá)不到工程要求的情況，這不僅會(huì)對(duì)工程工期造成影響，而且會(huì)影響工程質(zhì)量，由此可見(jiàn)做好該方面的問(wèn)題的分析具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 工程概況

某水電站大壩壩高74.8m，壩頂長(zhǎng)2230m，大壩和廠房在具體施工中使用的粗骨料量約為351.2萬(wàn)m3。該水電站在具體施工中，砂石加工系統(tǒng)主要是用于對(duì)各種不同級(jí)配的人工骨料進(jìn)行生產(chǎn)，為大壩和廠房工程在具體施工中提供混凝土骨料。

本次工程骨料加工系統(tǒng)選用A料場(chǎng)中的原材料作為加工的基礎(chǔ)材料，并對(duì)原材料進(jìn)行適當(dāng)加工，使其成為工程在具體施工過(guò)程中需要使用的人工骨料，該大壩為碾壓混凝土大壩，系統(tǒng)需要承擔(dān)混凝土大壩和廠房混凝土骨料兩者的共同質(zhì)量。人工骨料加工系統(tǒng)與自然砂石料加工系統(tǒng)相比要更為復(fù)雜。因此，在進(jìn)行人工骨料加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要思考的內(nèi)容很多，其中主要包括的內(nèi)容有：效率計(jì)算、設(shè)備性能等，其中最為關(guān)鍵的是，人工骨料加工系統(tǒng)需要確保成品砂的質(zhì)量能夠滿足工程的施工需求，在具體設(shè)計(jì)過(guò)程要做好設(shè)備的選型與計(jì)算。

2 原材料開(kāi)采及質(zhì)量要求

2.1 原材料開(kāi)采

A料場(chǎng)的邊界依據(jù)征地的具體范圍確定，依據(jù) 《招標(biāo)文件》中的下關(guān)規(guī)定，A料場(chǎng)位于大壩軸線上游的左岸，原材料的有效存儲(chǔ)量為502.3萬(wàn)m3，整個(gè)工程骨料生產(chǎn)需要的原材料的開(kāi)采量為351.2萬(wàn)m3，由此可見(jiàn)，料場(chǎng)存儲(chǔ)量充足，可以滿足工程在具體施工中對(duì)骨料的需求。

2.2 開(kāi)采量及質(zhì)量要求

該料場(chǎng)開(kāi)采石料作為大壩和廠房在施工中的骨料原材料，砂石料加工原料的最大直徑不得超過(guò)60.0cm，避免由于骨料的直徑過(guò)大，對(duì)工程的施工造成不良影響[1]。

3 系統(tǒng)工藝的具體設(shè)計(jì)

3.1 選用合理的系統(tǒng)設(shè)備

3.1.1 粗碎采用顎式破碎機(jī)

顎式破碎機(jī)自身具有適應(yīng)性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、安裝簡(jiǎn)單、運(yùn)行簡(jiǎn)單、維護(hù)簡(jiǎn)單、易更損壞零件等諸多優(yōu)點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用，提高了工程的施工效率。

3.1.2 圓錐破碎機(jī)

圓錐破碎機(jī)的性能較強(qiáng)，其可以在用于“破碎”不同硬度的巖石，該設(shè)備運(yùn)行的可靠性相對(duì)較高，并且從實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，在利用該設(shè)備時(shí)，在擠滿給料時(shí)，破碎產(chǎn)品粒型好，產(chǎn)品粒徑級(jí)配十分理想。

3.1.3 立軸式?jīng)_擊式破碎機(jī)與棒磨機(jī)相結(jié)合

前者可以起到整形小石作用，生產(chǎn)人工砂是砂石粗骨料升中難度最大、技術(shù)含量最高的一個(gè)環(huán)節(jié)；后者在大量工程施工中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，并且取得了不錯(cuò)的效果。

此外，為了確保工程施工的順利進(jìn)行，在具體生產(chǎn)過(guò)程中，使用的所有破碎設(shè)備及隨機(jī)控制部分都要采用質(zhì)量可靠、技術(shù)先進(jìn)、單機(jī)生產(chǎn)能力強(qiáng)的設(shè)備，避免因?yàn)樵O(shè)備問(wèn)題，影響工程質(zhì)量。

3.2 系統(tǒng)工藝流程

結(jié)合工程周邊的地質(zhì)環(huán)境，粗碎布置在A料場(chǎng)區(qū)域，破碎后的半成品直接送入到1號(hào)半成品料倉(cāng)內(nèi)，然后利用輸送機(jī)運(yùn)輸線，將磁療運(yùn)輸?shù)?號(hào)半成品料倉(cāng)內(nèi)。經(jīng)過(guò)一次篩分的半成品，生產(chǎn)大石和特大石，超過(guò)150mm的超徑石都被運(yùn)輸?shù)郊?xì)碎車內(nèi)處理，而沒(méi)有超過(guò)40mm的物料與細(xì)碎石需二次篩分，第二次篩分生產(chǎn)的小石、中石、砂都被運(yùn)輸?shù)搅⑤S破車間內(nèi)，進(jìn)行處理，從而達(dá)到制砂和整體目的[2]。在該過(guò)程，為了最大長(zhǎng)度降低石粉流失以及廢水處理量，應(yīng)當(dāng)通過(guò)干法完成對(duì)粗料的生產(chǎn)，系統(tǒng)工藝流程如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)工藝流程圖

3.3 合理布置工藝

該工程在具體施工中，應(yīng)用的帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸線都位于陡峭的上坡上，上體覆蓋厚度較大，并且結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性較差，這也是本次工程在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中的難點(diǎn)所在。因此，在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，要從運(yùn)輸線路入手，對(duì)線路進(jìn)行合理布置，從而降低工程的施工難度。

運(yùn)輸線路由明顯和隧道段共同組成，在具體工程施工前，要對(duì)沿途的線路的地質(zhì)條件情況進(jìn)行全面勘查，針對(duì)地形坡度稍緩，覆蓋厚度不大部位，在具體布置上，盡量選用明線的方式完成，這樣可以最大程度降低工程的施工成本，而針對(duì)陡峭的地形，覆蓋層穩(wěn)定性較差的部位，應(yīng)盡量布置為隧洞段，避開(kāi)不利的地形條件，減少對(duì)邊坡產(chǎn)生的擾動(dòng)[3]。尤其是在對(duì)運(yùn)輸線改線段的布置，需要對(duì)公路走向及地形圖進(jìn)行詳細(xì)的量測(cè)，同時(shí)在具體布置過(guò)程中，要與原有公路的具體布置情況相結(jié)合，在設(shè)計(jì)圖上進(jìn)行初步布置之后，現(xiàn)場(chǎng)要對(duì)每一條膠帶機(jī)進(jìn)行實(shí)際放樣，并且需要依據(jù)具體放樣情況，對(duì)具體布置進(jìn)行調(diào)整，盡量減少開(kāi)挖和林地占用，這在一定程度上為建設(shè)方節(jié)省了大量的林地征用費(fèi)用，降低了工程的安全施工難度[4]。

3.4 施工中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

3.4.1 料場(chǎng)道路

從實(shí)際施工情況來(lái)看，A料場(chǎng)的邊坡比較陡峭，覆蓋層的穩(wěn)定性也較差，在料場(chǎng)覆蓋層上修路，道路穩(wěn)定性無(wú)法得到保證，在具體施工過(guò)程中，將會(huì)出現(xiàn)坍塌等災(zāi)害，這在一定程度上增加了工程的施工難度。由于，道路的開(kāi)挖需要由下向上進(jìn)行，無(wú)法控制邊坡穩(wěn)定性，一度導(dǎo)致道路施工無(wú)法正常進(jìn)行，這對(duì)料場(chǎng)道路施工進(jìn)度造成為較為嚴(yán)重的影響。最終，決定從料場(chǎng)上游側(cè)的平緩地帶修建便道，通過(guò)便道將設(shè)備運(yùn)輸?shù)搅蠄?chǎng)頂部，由上向下開(kāi)挖，只有這樣才能確保道路的形成。道路達(dá)到料場(chǎng)頂部后，由于開(kāi)采過(guò)程中經(jīng)常需要進(jìn)行爆破，導(dǎo)致道路中斷，每個(gè)開(kāi)采層處理邊坡都要清理道路，嚴(yán)重影響毛料生產(chǎn)進(jìn)度。由此可見(jiàn)，在布置料場(chǎng)道路過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)與料場(chǎng)周圍的地形相結(jié)合，上山道路應(yīng)當(dāng)選擇在開(kāi)采范圍外平緩的區(qū)域，這樣雖然會(huì)使建設(shè)成本有小幅度上升，但是降低了施工難度，提高了工程施工的安全性。

3.4.2 成品砂的堆放

通過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)，成品砂的脫水速度相對(duì)比較緩慢，在將成品砂堆放一個(gè)月之后，含水率仍然高達(dá)9%左右，這對(duì)工程的施工將會(huì)造成不良影響，因此需要通過(guò)合理的方式，加快成品砂的脫水速度，項(xiàng)目部在每條盲溝之間又增加了一條盲溝，并且在砂倉(cāng)周圍設(shè)置了排水系統(tǒng)，有效的避免了雨水進(jìn)入到砂倉(cāng)內(nèi)部。通過(guò)以上方式改造，目前，成品砂的含水量已經(jīng)有原9%左右，下降到了5～7%，雖然下降比較明顯，但是仍然存在超過(guò)6%的情況。依據(jù)以往大量工程的施工經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，成品砂的脫水速度與料倉(cāng)堆高和砂含粉量之間都存在較大關(guān)系，石粉含量越低、堆高越小，砂的脫水速度也就越快。本次工程成品石粉含量約為14%，石粉含量偏高，脫水難度較大，因此需要足夠的施工場(chǎng)地，堆倉(cāng)高度應(yīng)當(dāng)小于17m，雖然規(guī)定砂的石粉含量的允許值為6～18%，但是，最好控制在12%左右。

4 結(jié)束語(yǔ)

骨料加工系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)難度較大，特別是大壩工程需要使用大量的骨料，這在一定程度上增加了骨料加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難度。因此需要從多方面入手，利用先進(jìn)的工藝手段，提升設(shè)計(jì)的合理性，從而確保大壩工程的順利竣工。

[1]童綏福.水利水電工程砂石料加工及混凝土拌和系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)施效果[J].黑龍江水利，2016，08：69～71.

[2]陳雁高，鄭崇飛，伊?xí)悦?天然砂石料加工系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題[J].四川水力發(fā)電，2013，04：97～104.

[3]趙建湘.官地水電站竹子壩人工砂石骨料系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)[J].云南水力發(fā)電，2014，06：91～93+109.

[4]李躍興.大壩工程高線混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工[J].水利水電施工，2014，03：34～36+51.

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