小中甸水利樞紐砂石料場開采加工和施工優(yōu)化方案

李 明

淵國電迪慶香格里拉發(fā)電有限責(zé)任公司袁674402袁香格里拉冤

一、設(shè)計(jì)文件對石料場的分析

根據(jù)小中甸水利樞紐招標(biāo)及投標(biāo)文件，發(fā)包人負(fù)責(zé)提供塊石料場1處，為昌都學(xué)石料場，料場位于壩址下游左岸山梁、昌都學(xué)村上游，距壩址約2.7 km，為三面臨空的山嘴，面積為 0.06 km2，高程 3 230～3 290 m，地面坡度20～50°。根據(jù)勘測成果，有用層平均厚度為10 m，有用層儲量為60萬m3。

昌都學(xué)石料場地質(zhì)情況：基巖為二疊系上統(tǒng)下段中厚層狀石灰?guī)r，巖石致密堅(jiān)硬，巖性較脆，巖石密度為2.65～2.73 g/cm3， 濕抗壓強(qiáng)度為43.1～87.1MPa，軟化系數(shù)為 0.69～0.88，巖石質(zhì)量可以滿足混凝土骨料、塊石料要求。其中料場北西段基巖裸露，巖體較完整。該段面積0.003 km2，開采層厚5～60 m，開采運(yùn)輸方便?？紤]到開采爆破作業(yè)對昌都學(xué)村的影響，開采范圍及開采面現(xiàn)場確定為北西面。

二、石料場的現(xiàn)實(shí)情況

經(jīng)過對昌都學(xué)石料場開采面的多次開采爆破 （完成進(jìn)尺20～30 m），揭示了昌都學(xué)石料場地質(zhì)情況與設(shè)計(jì)文件中提供的石料場地質(zhì)情況描述有重大變化，實(shí)際地質(zhì)情況為：料場巖體節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體完整性較差，沿構(gòu)造破碎帶方解石脈及溶蝕鈣化物分布較多，地表溶蝕夾泥裂隙呈楔形向地下延伸；料場深部巖溶現(xiàn)象亦較發(fā)育，主要表現(xiàn)為溶槽、溶隙；料場深部受巖溶影響，發(fā)育有條帶狀或透鏡體狀溶蝕破碎帶，破碎帶物質(zhì)以夾泥為主，該部分均為無用層。廢料工程量大，使得成品砂石料質(zhì)量難以保證工程建設(shè)，要達(dá)到設(shè)計(jì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，需要增加工序措施。

三、施工重點(diǎn)和難點(diǎn)及對策研究

1.重點(diǎn)和難點(diǎn)

①在施工過程中由于無用料過多，廢料所占比例達(dá)到76%，有用料夾雜于廢料中，且廢料與有用料分離困難，造成所生產(chǎn)的砂石骨料質(zhì)量無法得到保障，清理廢料工作量大，需要增加機(jī)械設(shè)備。

②由于項(xiàng)目地處藏區(qū)，與昌都學(xué)村民及小中甸村民關(guān)系未理順，砂石骨料生產(chǎn)進(jìn)度嚴(yán)重滯后，無法滿足混凝土澆筑需求。

2.解決措施

①增加1臺CAT320挖掘機(jī)，對爆破后的母料進(jìn)行初步分選，將風(fēng)化料及大部分無用料剔除。保證初次挖掘機(jī)分選后無用料所占比例不超過12%。

②增加1臺3 m3柳工50裝載機(jī)，將挖掘機(jī)初步分選后的有用母料及無用料分開鏟運(yùn)堆放。

③為保證無用料及時(shí)清運(yùn)出開采面，增加2臺10 t自卸汽車清運(yùn)廢料。

④在震動(dòng)喂料機(jī)前加裝1個(gè)工字鋼制作的鋼格篩，將無用料篩除。

⑤系統(tǒng)在一破后、二破前加裝1臺YKR1520震動(dòng)篩 （篩孔直徑為10 mm)用于篩除無用料，保證二破加工后的砂石骨料質(zhì)量。

⑥增加1臺200t/h及2臺150t/h雙螺旋洗泥機(jī)用于砂石的清洗。

四、施工布置

1.施工道路布置

自副壩左岸至石料場修1條道路，石渣路面，路面寬6 m，坡度約為3%，道路長約3 000 m。

2.砂石料加工系統(tǒng)布置

結(jié)合實(shí)際地形及業(yè)主對石料場的征地界限情況，砂石料加工系統(tǒng)布置在高程3 224.0 m平臺下，平臺下方的斜坡設(shè)二次破碎，在二次破碎下方設(shè)篩分車間，成品集料場設(shè)在篩分車間的右側(cè)，分別設(shè)砂、小石、中石、大石共4個(gè)成品料倉。

①砂石料加工系統(tǒng)開挖設(shè)計(jì)主要是根椐系統(tǒng)布置和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，在滿足結(jié)構(gòu)運(yùn)行和穩(wěn)定要求的前提下，盡量控制挖填工程量，降低成本。根據(jù)不同的地質(zhì)條件、巖石風(fēng)化程度以及順層坡度，采用不同的開挖邊坡。

②在砂石料場砂倉下安裝3套雙螺旋洗泥機(jī)，高程3224.0m平臺上靠近生活區(qū)附近設(shè)置1個(gè)生產(chǎn)水池用于存儲洗砂用水。安裝2臺打砂機(jī)分別在大石料倉旁設(shè)置1臺、在二破旁設(shè)置1臺。為滿足副壩自密實(shí)混凝土澆筑需要，增加了1套石粉加工機(jī)械。

小中甸水利樞紐砂石料場 韋鳳年 攝

五、施工方法

1.施工程序

修筑施工道路→料場清理→石料場覆蓋層剝離→爆破→石料的加工。

2.施工方法及技術(shù)要求

（1）料場道路修建

料場開采區(qū)與砂石加工系統(tǒng)毛料堆場相距約300～900 m，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際地形，擬沿兩山之間沖溝修筑出料道路，道路寬度約6 m，采用鉆爆出的表層風(fēng)化石料進(jìn)行鋪筑。車輛可直接從開采區(qū)到毛料堆區(qū)。在開采區(qū)域每15 m設(shè)1個(gè)馬道，馬道寬度為6 m，與出料道路相連。

（2）料場植被清理

料場開采區(qū)高度約37 m，表面植被需要清理，主要是樹木、草地。無用植被及腐質(zhì)土、強(qiáng)風(fēng)化層及夾層等由反鏟或裝載機(jī)挖裝，自卸汽車運(yùn)到指定料場。

（3）石料場覆蓋層剝離

在砂石料開采前將覆蓋層自上而下采用反鏟挖掘機(jī)開挖后將其運(yùn)至指定渣場，再進(jìn)行砂石料開采。

（4）開采面的設(shè)置

開采爆破作業(yè)面現(xiàn)場確定為北西面，開采作業(yè)面垂直于碩多崗河布置。

（5）爆破

根據(jù)爆破試驗(yàn)提供的參數(shù)：梯段高度取12～15 m，孔徑 90 mm，分別采用100B鉆機(jī)和CM-351鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，最小抵抗線W=3.5 m；為使碎石顆粒比較均勻，不產(chǎn)生大塊，采用加密間排距的方法。間排距：100 B型鉆機(jī)采用4.0 m×3.0 m，CM-351鉆機(jī)采用5.0m×3.5 m；炸藥單耗 0.40～0.45 kg/m3；藥卷直徑為70 mm和90 mm兩種；間隔裝藥（分2層，底部裝藥量為60%，上部為藥量的40%）；爆破對周圍村莊及骨料加工系統(tǒng)無損害。由于巖層產(chǎn)狀的多變性，在鉆爆過程中可根據(jù)地質(zhì)情況作適當(dāng)調(diào)整。

（6）砂石料的加工

①塊石料的挑選。在選取母料時(shí)，先用挖掘機(jī)將有用料刨出集中堆存后，再用裝載機(jī)將有用料鏟運(yùn)集中堆放；有用料清運(yùn)完畢后，再將無用料用裝載機(jī)集中鏟運(yùn)成堆，用挖掘機(jī)將廢料裝車運(yùn)至棄渣場。

②塊石料的加工。將塊石料運(yùn)至加工系統(tǒng)后首先通過一破喂料機(jī)前的鋼格篩將部分廢料清除，然后通過自動(dòng)給料機(jī)篩除部分廢棄料，進(jìn)入一破破碎。一破破碎后的塊體料還有部分軟弱料通過一破及二破之間的YKR1520震動(dòng)篩篩分后進(jìn)入二破加工。

③含泥砂石料的處理。由于此料場巖體節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體完整性較差廢料工程量大，使得成品砂石料質(zhì)量難以保證。為了保證砂石料質(zhì)量，對于含泥的砂石料采用1臺200 t/h及2臺150 t/h雙螺旋洗泥機(jī)，對生產(chǎn)出來的含泥砂石料分別進(jìn)行清洗。

六、質(zhì)量保證措施

①爆破之前，必須將表面覆蓋層徹底清理干凈，開挖后隨母料一起挖下來的泥土強(qiáng)風(fēng)化料運(yùn)至指定的堆渣料場，防止石料被污染。

②優(yōu)化石料開采的爆破參數(shù)。通過爆破試驗(yàn)優(yōu)選石料開采的爆破參數(shù)，開采石料粒徑滿足砂石生產(chǎn)系統(tǒng)一次破碎的進(jìn)料要求。

③嚴(yán)格作業(yè)工藝。按監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的爆破設(shè)計(jì)方案進(jìn)行布孔、裝藥、聯(lián)網(wǎng)，實(shí)施爆破作業(yè)，鉆孔開孔誤差不能大于15 cm，孔斜誤差不能大于10′，孔深誤差不能大于10 cm，加強(qiáng)施工過程的質(zhì)量檢查。

④爆破后的石料必須石質(zhì)堅(jiān)硬完整，其強(qiáng)度滿足相關(guān)規(guī)范規(guī)定的要求，毛料粒徑要求不大于60 cm，不得與其他土料相混使開采石料受到污染。

⑤開采過程中若遇斷層、破碎帶或夾泥層等不良地質(zhì)段要及時(shí)上報(bào)，并在監(jiān)理、設(shè)計(jì)工程師的指導(dǎo)下調(diào)整爆破參數(shù)或?qū)ｉT爆破清除，作廢料處理，嚴(yán)禁將不合格料混入成品料中。

⑥對于超粒徑大石，盡可能在石料場處理，用手風(fēng)鉆鉆孔爆破解小，在裝料時(shí)用反鏟剔除。

⑦昌都學(xué)砂石料開采爆破過程中由于地質(zhì)條件發(fā)生巨大變化，開采原料中含泥量、無用料較多，經(jīng)爆破開挖后無用料和有用料全部混合在一起剔除困難，因此生產(chǎn)過程中要確保每一道工序做到嚴(yán)格控制，最終生產(chǎn)出合格砂石料。 ■