多種類復雜粒徑級配大壩填筑料生產(chǎn)技術(shù)改進與運用

陳周云

中國葛洲壩集團路橋工程有限公司，中國·湖北 宜昌 443002

多種類；復雜粒徑級配；大壩填筑料生產(chǎn)技術(shù)

1 引言

隨著信息技術(shù)的不斷進步，常規(guī)的砂石加工系統(tǒng)在原有的設(shè)計領(lǐng)域中僅僅只能生產(chǎn)粒徑單種且顆粒級配＜80mm的大壩填筑料，但在工程施工建設(shè)轉(zhuǎn)入到填筑階段，其原有的砂石加工系統(tǒng)生產(chǎn)填筑料種類和最大粒徑骨料無法滿足大壩填筑的需求，只能在原有基礎(chǔ)上新增其他生產(chǎn)功能的改造施工項目，利用多個生產(chǎn)工藝和步驟改造系統(tǒng)，獲得80mm～150mm 的級配骨料，從而滿足多種類粒徑級配大壩填筑料需求。通過系統(tǒng)工藝改造及生產(chǎn)運行，驗證了工藝改造后系統(tǒng)即顯現(xiàn)了多種類大壩填筑料生產(chǎn)條件同時滿足填筑各項質(zhì)量技術(shù)指標要求。

2 大壩填筑料生產(chǎn)技術(shù)施工內(nèi)容

2.1 原理

在對大壩填筑料生產(chǎn)技術(shù)革新中，必須要根據(jù)實際情況對在原設(shè)計基礎(chǔ)上增加＞80mm 振動篩進行篩分分級，在80mm 和150mm 振動篩篩網(wǎng)之間制作安裝接引溜槽，目的是將80mm～150mm 骨料接引分離。在篩分樓內(nèi)尋找最短路徑和最佳角度布置輸送溜槽，溜槽可以斜向或豎向布置，目的是將接引分離出來的80mm～150mm 骨料輸送至大壩填筑料摻混皮帶，工藝流程如圖1所示。

經(jīng)現(xiàn)場驗證，80mm～150mm 骨料在大于30°的斜向溜槽中輸送順暢，生產(chǎn)中不易堵料。為進一步防止生產(chǎn)堵料，除控制溜槽輸送角度外，輸送溜槽的寬度和高度不宜低于最大骨料粒徑的3 倍。因此，本次改造項目所用輸送溜槽的斷面尺寸選定為500×500mm，即底板和側(cè)板的寬度均為500mm。

在接引溜槽節(jié)點位置制作安裝鋼結(jié)構(gòu)開合翻板，作用是打開和閉合80mm～150mm 骨料的接引分離通道，還可通過控制其開合角度控制進入大壩填筑料的80mm～150mm 骨料流量。類似的開合翻板設(shè)置在溜槽的節(jié)點處，在整個大壩填筑料生產(chǎn)流程中起到控制摻混料級配和生產(chǎn)種類的關(guān)鍵作用。

如圖1所示，在骨料從輸送溜槽終端制作安裝下料斗，目的是在骨料進入到皮帶的過程中平穩(wěn)下料速度、減弱骨料沖擊力[1]。

圖1 大壩填筑料系統(tǒng)工藝改進流程圖

2.2 特點

在對大壩填筑料生產(chǎn)技術(shù)革新中，該種施工工藝較為新穎且施工形式高效化，具有生產(chǎn)成本低等優(yōu)勢。其主要是在原有施工工藝的基礎(chǔ)上新增骨料輸送路線，將其控制在線路的鋼結(jié)構(gòu)溜槽中，制作簡便化的工程施工模型，對其多篩選的骨料進行流量控制，并配比部分配骨料混合應(yīng)用，實現(xiàn)標準化的中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)的應(yīng)用簡易性，合理控制工程施工成本，提升大壩填筑料骨料粒徑。與常規(guī)工藝相比，該工藝更簡便實用、經(jīng)濟價值可觀且節(jié)能降耗，適合在涉及大壩填筑料生產(chǎn)的大型砂石系統(tǒng)建設(shè)及工藝改造中推廣應(yīng)用[2]。

3 大壩填筑料生產(chǎn)技術(shù)情況分析

在對大壩填筑料生產(chǎn)技術(shù)革新中，首先要明確所涉及的施工工程大壩周邊環(huán)境。以巴基斯坦卡洛特水電站為例子，其周邊地區(qū)的巖石結(jié)構(gòu)復雜，巖石的均勻性差，結(jié)合大壩主體結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定，為保證排水通暢和減小壩體的變形，要求堆石料具有低壓縮性、較高的抗剪強度和良好的透水性，在大壩填筑中對反濾料、過渡料和排水體的填筑料設(shè)計顆粒級配曲線要求較高。大壩填筑料試生產(chǎn)中主要注意溜槽的工作性能，應(yīng)不堵料、不漏料，確保物料按設(shè)計路徑輸送。另外，注意開合翻板的分料功能是否正常且易于調(diào)控。出現(xiàn)故障時應(yīng)查找問題并調(diào)試，調(diào)試正常后進行下一步。例如，0～150mm 大壩填筑料生產(chǎn)時，需將特大石（80～150mm）、大石（40～80mm）、中石（20～40mm）、小石（5～20mm）、砂（＜5mm）等五種組分按設(shè)計比例摻混進堆場，打開控制各組分流向的開合翻板，啟動系統(tǒng)進行生產(chǎn)，并控制各期間級配含量比例；0～80mm 大壩填筑料生產(chǎn)時，將大石（40～80mm）、中石（20～40mm）、小石（5～20mm）、砂（＜5mm）等四種組分按設(shè)計比例摻混進堆場，打開控制各組分流向的開合翻板，啟動系統(tǒng)進行生產(chǎn)；5～150mm 大壩填筑料生產(chǎn)時，將特大石（80～150mm）、大石（40～80mm）、中石（20～40mm）、小石（5～20mm）等四種組分按設(shè)計比例摻混進堆場，打開控制各組分流向的開合翻板，啟動系統(tǒng)進行生產(chǎn)。通過應(yīng)用創(chuàng)新性的砂石生產(chǎn)系統(tǒng)改造方法實現(xiàn)在原生產(chǎn)系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加多種類大壩填筑料生產(chǎn)工藝并可靈活切換，降低工藝流程的不通暢性[3]。

4 完善大壩填筑料生產(chǎn)的技術(shù)舉措

4.1 建立健全施工質(zhì)量保證體系

在對大壩填筑料生產(chǎn)技術(shù)革新中，要根據(jù)大壩填筑料施工情況落實建筑施工的技術(shù)標準質(zhì)量保證體系，加強大壩填筑料生產(chǎn)過程試驗檢測管控，固化系統(tǒng)工藝改造和生產(chǎn)流程，充分調(diào)動工作人員的積極性和主動性，完善技術(shù)交底和檔案管理制度，確保生產(chǎn)運行有管理人員進行流程化處理?？蓪⒃械拇髩翁钪仙a(chǎn)技術(shù)進行優(yōu)化處理，增添多種的工藝切換渠道，依據(jù)砂石原料質(zhì)量進行綜合完善，應(yīng)用新技術(shù)和新工藝進行大壩填筑料篩選，建立健全生產(chǎn)運行機制，提升砂石加工系統(tǒng)毛料處理質(zhì)量，維持系統(tǒng)高質(zhì)量運行的穩(wěn)定性建設(shè)。除此之外，工作人員需要了解大壩填筑料技術(shù)施工標準，按照國家標準進行填筑料標準處理。

4.2 按照系統(tǒng)工藝改造進行施工

如圖2所示，針對同類型的大壩填筑料生產(chǎn)工藝改造施工，其工藝步驟主要包含：工藝設(shè)計→確定溜槽結(jié)構(gòu)→施工準備→騰空溜槽通道區(qū)域→接引溜槽、輸送溜槽、下料斗、防護設(shè)施制作安裝→試生產(chǎn)與調(diào)試→篩分試驗與級配控制。

圖2 工藝改造流程圖

工藝設(shè)計階段的主要任務(wù)是分析目標成品的組成成分、研究所需組分的材料來源、設(shè)計輸送各組分的工藝線路。在本改造項目工藝設(shè)計中，首先分析得到所需大壩填筑料組分包含砂、小石、中石、大石、特大石（80mm～150mm）。其中，除特大石外各組分的摻配已由原設(shè)計工藝實現(xiàn)，特大石缺失但可由第一次篩分車間獲取。于是，特大石由篩口至摻配皮帶骨料傳輸線路的設(shè)計是本次工藝線路的重點。

溜槽骨料傳輸線路一般為膠帶機或者鋼結(jié)構(gòu)溜槽，其中鋼結(jié)構(gòu)溜槽適用于路徑短、起終點坡度大等條件，可克服布置空間狹窄的困難，在這種條件下其經(jīng)濟性較好且施工便捷。膠帶機對場地布置條件要求較高，適用于長距離、起終點坡度緩等條件。相較于鋼結(jié)構(gòu)溜槽，其建造和運行維護成本較高。根據(jù)現(xiàn)場實際條件，本項目采用鋼結(jié)構(gòu)溜槽傳輸所需特大石。在溜槽設(shè)計位置存在樓板、支撐等鋼結(jié)構(gòu)障礙物，需進行樓板開洞、支撐移位等作業(yè)，騰空溜槽通道空間。在地面將溜槽底板、側(cè)板等部件加工完成后，即可人工搬運至設(shè)計位置焊接拼裝，施工中使用手拉葫蘆連接吊耳輔助吊裝各鋼板部件[4]。

4.3 引進新型的施工工藝

在對大壩填筑料生產(chǎn)技術(shù)革新中，需要根據(jù)實際情況做好新施工工藝的引進，完善生產(chǎn)過程中的填筑料質(zhì)量控制，在不同種類填筑料生產(chǎn)工藝上可互調(diào)切換，做好工藝流程固化，且在工藝生產(chǎn)實踐中增加高壓沖洗裝置，控制骨料含泥和裹粉含量。做好工程施工管理的實時控制，減少施工生產(chǎn)中的操作難點問題和操作概率，實現(xiàn)填筑料生產(chǎn)的高效質(zhì)量穩(wěn)定，應(yīng)用常規(guī)的操作技術(shù)工藝，及時調(diào)整工程施工中的重難點問題，加強生產(chǎn)過程試驗檢測和粒徑級配含量分析，及時調(diào)整、解決生產(chǎn)過程各類級配骨料流量控制。在新工藝引進之后需要定期或者不定期的組織相關(guān)技術(shù)人員對該項工作進行培訓和考核，增強生產(chǎn)運行工過程中問題的解決效率，在保證大壩填筑料質(zhì)量的前提下，加大單位生產(chǎn)能力改進，增加產(chǎn)能，縮短系統(tǒng)運行周期，提升填筑料品質(zhì)，實現(xiàn)高質(zhì)量的生產(chǎn)工藝應(yīng)用效率。

5 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)階段水電工程建設(shè)更加注重多種類復雜粒徑級配大壩填筑料生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)新工作。為了進一步完善大壩填筑料生產(chǎn)技術(shù)工藝，采用與傳統(tǒng)大壩填筑料生產(chǎn)方法截然不同的生產(chǎn)工藝，通過主篩分車間直接對毛料先篩分、再摻混，與傳統(tǒng)生產(chǎn)方法中主篩分車間先篩分，然后通過自卸汽車運輸至檢查篩車間，再摻混的生產(chǎn)模式相比，節(jié)省了運輸工序，使生產(chǎn)一步到位，進一步節(jié)省了對機械設(shè)備的運行維護成本，具有較好的環(huán)保效益，并在實現(xiàn)生產(chǎn)成本降低的同時實現(xiàn)了能源減耗，具有較好的節(jié)能效益。