淺談人工砂石料質(zhì)量控制

黃　岳，李衛(wèi)超，趙云鵬（中國(guó)水利水電第八工程局有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410007）

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淺談人工砂石料質(zhì)量控制

黃岳，李衛(wèi)超，趙云鵬（中國(guó)水利水電第八工程局有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410007）

目前，我國(guó)水電工程建設(shè)所使用的砂石料主要是人工砂石料，而人工砂石料的質(zhì)量好壞直接會(huì)影響到混凝土壩的穩(wěn)定與否。為此，在人工砂石料加工系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)、建安施工以及生產(chǎn)運(yùn)行期間，如何進(jìn)行質(zhì)量控制成為首要任務(wù)。本文旨在對(duì)上述各期間的質(zhì)量控制進(jìn)行簡(jiǎn)單研究，通過(guò)工藝設(shè)計(jì)明確質(zhì)量目標(biāo)、通過(guò)建安施工奠定質(zhì)量基礎(chǔ)、通過(guò)運(yùn)行生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量目標(biāo)。

人工砂石料；工藝設(shè)計(jì)；建安施工；生產(chǎn)運(yùn)行；質(zhì)量控制

1　工藝設(shè)計(jì)明確質(zhì)量目標(biāo)

1.1設(shè)備選型

人工砂石系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，首先要對(duì)料源的巖性和礦物成分有足夠的認(rèn)識(shí)，巖石的礦物成份往往容易被忽略的一個(gè)問(wèn)題，同一巖石由于礦物成分的不同，它的硬度、可碎性和磨蝕性就不同，在破碎設(shè)備的選型時(shí)尤其要注意巖石中Al、Fe、Si和Mg的氧化物的含量。譬如反擊式破碎機(jī)就比較適合破碎Al、Fe 和Si的氧化物的含量在15%以下的巖石 （Mg的氧化物含量在10%時(shí)相當(dāng)于1%Si的氧化物含量）。并對(duì)破碎設(shè)備的破碎曲線進(jìn)行分析和研究，針對(duì)不同的巖性適當(dāng)?shù)恼{(diào)整破碎曲線，選擇合理的處理量。

目前常用的破碎設(shè)備有旋回破碎機(jī)、顎式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)。旋回破碎機(jī)、顎式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)適合于各種硬度巖石的破碎，旋回破碎機(jī)、顎式破碎機(jī)一般用于粗碎，小型機(jī)也可用于中碎，圓錐破碎機(jī)一般用于中、細(xì)碎。反擊式破碎適于破碎中硬巖石，常用作中細(xì)碎和制砂設(shè)備，破碎巖石也可用于粗碎，彭水鴨公溪砂石系統(tǒng)和構(gòu)皮灘馬鞍山砂石系統(tǒng)料源為石灰?guī)r，其粗碎均采用反擊式破碎機(jī)。

1.2破碎段位的確定

根據(jù)巖石的易碎性，系統(tǒng)可設(shè)兩段或三段破碎。

兩段破碎可大大的簡(jiǎn)化工藝流程，對(duì)于較易破碎的巖石，可采用兩段破碎，這也是砂石系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。兩段破碎流程的第二段破碎一般采用破碎比大的反擊式破碎機(jī)，設(shè)備配置情況見表1。

表1　兩段破碎設(shè)備配置表

爛泥溝砂石系統(tǒng)為旋回破碎機(jī)+反擊式破碎，光照小河砂石系統(tǒng)為顎式破碎機(jī)+反擊式破碎，彭水鴨公溪和光照基地砂石系統(tǒng)為反擊式破碎+反擊式破碎。這四個(gè)系統(tǒng)是對(duì)于較易破碎巖石采用兩段破碎的成功實(shí)例。

對(duì)于較難破碎的巖石，一般采用三段破碎，才能達(dá)到級(jí)配的平衡，設(shè)備配置情況見表2。

表2　三段破碎設(shè)備配置表

五強(qiáng)溪砂石系統(tǒng)料源為石英巖，粗碎采用旋回破碎機(jī)，中碎采用標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機(jī)，細(xì)碎采用短頭圓錐破碎機(jī)。下岸溪砂石系統(tǒng)料源為花崗巖，粗碎采用國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口旋回破碎機(jī)，中碎采用進(jìn)口粗腔型圓錐破碎機(jī)，細(xì)碎采用進(jìn)口細(xì)腔型圓錐破碎機(jī)。這兩個(gè)系統(tǒng)是對(duì)于較難破碎巖石采用三段破碎的成功實(shí)例。

1.3制砂設(shè)備的確定

常用的制砂設(shè)備有棒磨機(jī)、旋盤式制砂機(jī)、立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)和反擊式破碎機(jī)等，棒磨機(jī)是傳統(tǒng)的制砂設(shè)備，設(shè)備可靠、產(chǎn)品粒度均勻、級(jí)配有規(guī)律性、質(zhì)量穩(wěn)定、粒形好、粉末少、軟硬巖石均適用，但鋼耗能耗大，成本高，且處理量小，如烏江度、漫灣、大朝山、五強(qiáng)溪和水布埡人工砂石系統(tǒng)均采用棒磨機(jī)制砂；旋盤式制砂機(jī)逐漸被立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)所替代，立軸破制砂效率高，鋼耗能耗底，是一種較好的制砂設(shè)備，立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)有石打石和石打鐵兩種類型，石打石型適合于各種硬度巖石的破碎，石打鐵型適合于較軟巖石的破碎。構(gòu)皮灘馬鞍山砂石系統(tǒng)就采用VI400制砂，三峽下岸溪、貴州爛泥溝、彭水鴨公溪、光照小河和在建的小灣孔雀溝、光照基地砂石系統(tǒng)采用立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)和棒磨機(jī)聯(lián)合制砂工藝；反擊式破碎機(jī)制砂應(yīng)用的較少，從構(gòu)皮灘爛泥溝砂石系統(tǒng)二破車間采用S300反擊式破碎機(jī)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，成砂率可達(dá)40%以上，采用反擊式破碎機(jī)制砂也可進(jìn)行嘗試。

1.4工藝流程計(jì)算

流程計(jì)算按四級(jí)配：三級(jí)配：二級(jí)配=1：0.445：0.288比例綜合后的級(jí)配進(jìn)行計(jì)算，150～80mm成品率取0.9，其他三種料取0.85，成品砂成品率0.65；并按三級(jí)配進(jìn)行車間處理量校核。破碎機(jī)選擇一破為旋回破碎機(jī)，中碎為進(jìn)口反擊破碎機(jī)，沖擊制砂機(jī)選擇石打鐵型，棒磨機(jī)選擇國(guó)內(nèi)廣泛使用的MBZ 2136型；破碎機(jī)的產(chǎn)品粒度組成均選擇國(guó)內(nèi)工程實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。

2　施工建安奠定質(zhì)量基礎(chǔ)

2.1質(zhì)量保證體系

施工建安期的質(zhì)量管理體系與運(yùn)行生產(chǎn)期大同小異，該部分內(nèi)容在后續(xù)運(yùn)行生產(chǎn)期作詳細(xì)闡述，在此不做贅述。

2.2原材料、設(shè)備質(zhì)量

原材料、設(shè)備質(zhì)量是施工建安質(zhì)量控制的基礎(chǔ)。每一批原材料、設(shè)備的供應(yīng)單位必須具有相應(yīng)的資質(zhì)。每一批原材料、設(shè)備進(jìn)場(chǎng)必須具有出廠合格證、質(zhì)量合格證，并委托具有資質(zhì)的試驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行抽檢，保證砂石系統(tǒng)生產(chǎn)線原材料、設(shè)備滿足要求。

2.3施工質(zhì)量

施工質(zhì)量是施工建安質(zhì)量控制的核心。砂石系統(tǒng)施工質(zhì)量過(guò)程中必須嚴(yán)格落實(shí)三檢制，逐級(jí)驗(yàn)收，驗(yàn)收不通過(guò)立即整改并返回上一級(jí)重新驗(yàn)收，直至施工質(zhì)量通過(guò)驗(yàn)收，滿足要求。重要部位如棒磨機(jī)基礎(chǔ)施工必須全稱有質(zhì)控人員旁站，隱蔽工程如鋼筋工程必須經(jīng)過(guò)驗(yàn)收才能進(jìn)入下一道工序施工，保證砂石生產(chǎn)線施工質(zhì)量滿足要求。

3　運(yùn)行生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量目標(biāo)

3.1質(zhì)量保證體系

質(zhì)量保證體系是運(yùn)行生產(chǎn)質(zhì)量控制的神經(jīng)中樞，是后續(xù)各種質(zhì)量質(zhì)控措施的立足依據(jù)，起到總綱領(lǐng)、總指揮的作用。

實(shí)行質(zhì)量管理責(zé)任制，明確每個(gè)崗位的質(zhì)量管理職責(zé)，每個(gè)崗位都必須履行各自的質(zhì)量管理責(zé)任。項(xiàng)目經(jīng)理為質(zhì)量管理第一責(zé)任人；總工程師負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)質(zhì)量工作，推廣新技術(shù)、新工藝，提高工程質(zhì)量；施工管理部、技術(shù)部、設(shè)備物資部等部門在各自的業(yè)務(wù)范圍內(nèi)積極解決工程的生產(chǎn)、技術(shù)、物資等方面的要求，做好服務(wù)工作，保證工程質(zhì)量，促進(jìn)生產(chǎn)任務(wù)順利完成；施工員、班組長(zhǎng)和工人由經(jīng)驗(yàn)豐富的人員組成，負(fù)責(zé)嚴(yán)格按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量要求組織生產(chǎn)。

嚴(yán)格實(shí)行“三檢制”，在砂石料生產(chǎn)過(guò)程中，嚴(yán)格落實(shí)“三檢制”，將質(zhì)量控制責(zé)任具體到各班組。生產(chǎn)班組負(fù)責(zé)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行自查和初檢，確保本班組生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量在要求的范圍之內(nèi)，工區(qū)值班主任對(duì)當(dāng)班生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和復(fù)檢，確保每一個(gè)工段生產(chǎn)的產(chǎn)品各項(xiàng)質(zhì)量參數(shù)均滿足控制要求。質(zhì)檢部下設(shè)的試驗(yàn)室負(fù)責(zé)對(duì)所有產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的監(jiān)控和終檢，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量全面負(fù)責(zé)。

成立了質(zhì)量管理委員會(huì)，對(duì)質(zhì)量管理體系的執(zhí)行和貫徹情況進(jìn)行檢查和督導(dǎo)，對(duì)已實(shí)行的質(zhì)量管理體系進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)質(zhì)量管理體系中出現(xiàn)的偏差及時(shí)糾偏，保證質(zhì)量管理體系健康穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2工藝性試驗(yàn)

工藝性試驗(yàn)是運(yùn)行生產(chǎn)質(zhì)量控制的靈魂，是砂石料運(yùn)行生產(chǎn)的先行者，對(duì)整個(gè)運(yùn)行生產(chǎn)起到指導(dǎo)、參考的作用。

工藝性試驗(yàn)的每一項(xiàng)數(shù)據(jù)都具有非常重要的實(shí)際指導(dǎo)意義，從總體上可以評(píng)價(jià)連續(xù)生產(chǎn)情況下砂石系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)性能是否良好，運(yùn)行性能是否正常，生產(chǎn)能力是否達(dá)到要求，成品指標(biāo)是否滿足規(guī)范；從細(xì)節(jié)上可以判斷各破碎車間、篩分車間進(jìn)出料級(jí)配、產(chǎn)量等重要參數(shù)，對(duì)正常生產(chǎn)中的過(guò)程控制起到參考指導(dǎo)作用，并對(duì)生產(chǎn)工藝的改進(jìn)提升起到推進(jìn)作用。

3.3關(guān)鍵環(huán)節(jié)重點(diǎn)控制

關(guān)鍵環(huán)節(jié)重點(diǎn)控制是運(yùn)行生產(chǎn)質(zhì)量控制的動(dòng)脈血管，一旦關(guān)鍵環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，就如動(dòng)脈血管阻塞一樣，整個(gè)砂石生產(chǎn)線都將受到影響甚至癱瘓。

毛料回采是首要工作，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況以解決好道路布置為原則，選擇合理的位置打開下一層新的工作面。根據(jù)采石場(chǎng)情況，在毛料開采的不同階段分為弱上區(qū)、弱下區(qū)和微新區(qū)三個(gè)區(qū)域。在保證毛料開采總量的情況下，要求毛料粒徑不大于700mm，并且隨著大壩混凝土澆筑進(jìn)度，特大石的需求量逐漸減少甚至取消，開采的毛料粒徑還可減小。

成品料倉(cāng)是砂石系統(tǒng)的最后一環(huán)，也是至關(guān)重要的一環(huán)。設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)行中要重點(diǎn)考慮入倉(cāng)跌落造成的二次破碎對(duì)成品砂石料級(jí)配的影響，及由于錐形堆存造成的成品砂石料粒徑分配不均，料堆中部粒徑偏小，而料堆邊緣粒徑偏大。對(duì)此，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，設(shè)置合理的緩降措施及放料弧門搭配。

3.4試驗(yàn)檢測(cè)

試驗(yàn)檢測(cè)是運(yùn)行生產(chǎn)質(zhì)量控制的檢疫免疫系統(tǒng)，完善的試驗(yàn)檢測(cè)制度能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)砂石生產(chǎn)線中存在的問(wèn)題，并予以及時(shí)糾正，保障砂石生產(chǎn)線的穩(wěn)定運(yùn)行。

試驗(yàn)檢測(cè)由具有資質(zhì)的試驗(yàn)室進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，抽樣檢驗(yàn)分為生產(chǎn)過(guò)程檢驗(yàn)和成品檢驗(yàn)兩部分。生產(chǎn)過(guò)程檢驗(yàn)主要控制車間所產(chǎn)砂的質(zhì)量指標(biāo)，為人工骨料生產(chǎn)質(zhì)量控制提供依據(jù)；成品檢驗(yàn)主要控制成品骨料入倉(cāng)前的質(zhì)量指標(biāo)，為用戶提供產(chǎn)品質(zhì)量保證。

除上述抽樣檢測(cè)之外，砂石料生產(chǎn)過(guò)程還采取定時(shí)巡查的方式進(jìn)行質(zhì)量控制。由各工區(qū)有經(jīng)驗(yàn)的質(zhì)控人員定時(shí)巡查，對(duì)篩分樓、中細(xì)碎車間、超細(xì)碎車間和棒磨機(jī)制砂車間等主要環(huán)節(jié)的產(chǎn)品質(zhì)量狀況進(jìn)行巡查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)與生產(chǎn)運(yùn)行操作人員取得聯(lián)系，予以調(diào)整并作好值班記錄。

3.5風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與控制

毛料回采過(guò)程中的超徑石對(duì)粗碎車間設(shè)備的危害較大，在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)建立嚴(yán)厲的處罰制度，對(duì)超徑石進(jìn)入粗碎車間予以重處，減少由此造成的設(shè)備損壞及停產(chǎn)損失。

運(yùn)行生產(chǎn)過(guò)程中的突然斷電對(duì)各車間設(shè)備危害極大，會(huì)造成帶有重荷的設(shè)備電機(jī)損壞，而砂石料生產(chǎn)線往往不能夠重載啟動(dòng)，所以由于突然斷電，生產(chǎn)線上的中間骨料較難處理，且會(huì)污染成品料質(zhì)量。

運(yùn)行生產(chǎn)過(guò)程中工藝流程穩(wěn)定是砂石系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵，然而在實(shí)際運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)某一骨料需求量大而需要閉路循環(huán)的情況，這往往會(huì)導(dǎo)致其他骨料的產(chǎn)量和質(zhì)量受到影響，并會(huì)增加運(yùn)行成本。

3.6新思路

大型水利工程中，砂料的生產(chǎn)歷來(lái)受到重視，研究新的制砂工藝，采用先進(jìn)的制砂設(shè)備，可大大提高人工砂生產(chǎn)工藝的可靠性，保證產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約工程投資。

對(duì)大型水利工程，特別是混凝土量大、強(qiáng)度高的工程，混凝土骨料加工規(guī)模龐大，人工砂的生產(chǎn)宜與粗骨料生產(chǎn)分開，以利于系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行管理，穩(wěn)定均衡人工砂的生產(chǎn)。

人工砂獨(dú)立生產(chǎn)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，減少生產(chǎn)管理人員的配置，產(chǎn)品質(zhì)量實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)不同的成品要求實(shí)現(xiàn)隨機(jī)調(diào)整。

人工砂生產(chǎn)規(guī)模不超過(guò)200t/h和人工料場(chǎng)開采石料質(zhì)量容易控制時(shí)，建議可考慮干法生產(chǎn)，不但可節(jié)約項(xiàng)目總投資，環(huán)保要求也容易滿足。

4　結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述闡述，隨著國(guó)內(nèi)外數(shù)十個(gè)水利工程的磨練積淀，人工砂石料的質(zhì)量控制也已逐漸成熟。面對(duì)日益萎縮的水電市場(chǎng)，人工砂石料轉(zhuǎn)型建材板塊已勢(shì)在必行，而面對(duì)新的領(lǐng)域，人工砂石料質(zhì)量控制有著豐厚的底蘊(yùn)，也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。

黃 岳（1972-），男，湖南常德人，主要從事水電工程施工技術(shù)及項(xiàng)目管理工作。李衛(wèi)超（1980-），男，河南安陽(yáng)人，主要從事水電工程施工技術(shù)及項(xiàng)目管理工作。趙云鵬（1989-），男，內(nèi)蒙古人，主要從事水電工程施工技術(shù)及項(xiàng)目管理工作。

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2016-5-17