淺談烏東德水電站砂石加工系統(tǒng)生產(chǎn)質量控制

雷鳴

摘要：烏東德工程大壩混凝土全部采用施期砂石系統(tǒng)生產(chǎn)的灰?guī)r骨料，骨料質量控制要求按照三峽企業(yè)標準執(zhí)行。本文從料源選擇、毛料開采、有用料甄別、生產(chǎn)系統(tǒng)設計、生產(chǎn)工藝選擇、生產(chǎn)過程控制等方面進行了骨料質量控制分析，可供有關工程參考。

關鍵詞：砂石加工;骨料;生產(chǎn)質量;控制

1工程概述

施期砂石加工系統(tǒng)位于壩址右岸下游約5.5km的阿巧溝下游平臺，高程EL.880m～EL.965m之間。系統(tǒng)距下游的施期料場1.2km，毛料運輸方便，施工干擾較小。施期砂石加工系統(tǒng)生產(chǎn)的灰?guī)r骨料均供應970混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)，除承擔烏東德水電站大壩、二道壩工程混凝土總量約327萬m3的骨料供應外，還須承擔混凝土量約10萬m3的非大壩部位的灰?guī)r骨料供應，混凝土總量約337萬m3，考慮超挖和施工損耗20萬m3，合計357萬m3，共需生產(chǎn)成品骨料約785萬t。為滿足高峰期混凝土澆筑強度，施期砂石加工系統(tǒng)設計毛料處理能力1100t/h，成品生產(chǎn)能力為860t/h。

2砂石加工系統(tǒng)質量控制

2.1料場管理

2.1.1料場選擇

施期料場位于壩址下游約6km金沙江右岸。施期料場規(guī)劃開采范圍順水流方向長約342m，垂直水流方向寬約364m，投影面積約9.1萬m2，料場開采頂部高程約1110m，最終開采底部平臺高程850m。總儲量857萬m3，剝離層98萬m，剝采比為30.11，實際可利用的毛料759萬m3。

施期砂石加工系統(tǒng)所需毛料由施期料場提供。施期砂石加工系統(tǒng)前期采用施期料場上部白云巖加工，用作非大壩部位的混凝土骨料供應，剩余的白云巖全部運往白云巖堆場儲存。施期料場白云巖下部為儲量609萬m3的灰?guī)r，施期砂石加工系統(tǒng)生產(chǎn)的灰?guī)r骨料均供應970混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)，根據(jù)970系統(tǒng)357萬m3混凝土生產(chǎn)任務，需要灰?guī)r儲量495萬m3，施期料場灰?guī)r儲備量大大滿足灰?guī)r需求量。料源的唯一性，為灰?guī)r骨料質量的穩(wěn)定性奠定了基礎。

2.1.2開挖爆破

施期料場屬庫岸緩坡地段，易于進行大規(guī)模開挖，開挖采用深孔梯段擠壓爆破結合預裂爆破的方式進行。

根據(jù)以往工程經(jīng)驗，灰?guī)r小石針片狀較難達標，粗骨料粒形不佳。毛料粒徑不能大于砂石系統(tǒng)粗碎車間破碎設備最大進料粒徑800mm，小于5mm的含量不超過15%，小于0.075mm的含量不超過5%。預裂面邊坡形成光滑坡面，無明顯超欠挖現(xiàn)象。

為了滿足以上需求，灰?guī)r大面積開挖前開展了開挖爆破試驗。通過不同的微差擠壓爆破參數(shù)、預裂爆破參數(shù)試驗，選出滿足石料粒級、成品率高、坡面光滑、超欠挖小的爆破參數(shù)。最優(yōu)的開挖爆破參數(shù)為灰?guī)r骨料質量的穩(wěn)定性奠定了基礎。

2.1.3料源鑒定

根據(jù)設計要求，大壩混凝土全部使用灰?guī)r骨料。在施期砂石系統(tǒng)全面轉序生產(chǎn)灰?guī)r骨料時，料場依然是白云巖與灰?guī)r交錯分布、邊界不清，開采生產(chǎn)灰?guī)r骨料的同時也在剝離剔除白云巖。為確保進入砂石加工系統(tǒng)的灰?guī)r毛料質量，現(xiàn)場實行一炮一鑒定。爆破完成后，監(jiān)理組織參建各方對開挖料進行鑒定，確定有用料和無用料。

2.2生產(chǎn)系統(tǒng)質量控制

白云巖骨料只能用于非大壩的非抗沖耐磨部位的混凝土，灰?guī)r骨料主要用于大壩及非大壩抗沖耐磨部位混凝土的骨料，也可用于其他部位混凝土骨料。

招標文件要求烏東德工程砂石骨料質量控制標準按照《水工混凝土施工規(guī)范》（DL/T5144）要求執(zhí)行。施期砂石系統(tǒng)于2014年10月份開始設計，2015年3月25日正式啟動建設，2016年1月12日完成設備安裝，2016年4月15日完成廢水處理系統(tǒng)建安，2016年7月5日完成滿負荷聯(lián)機調(diào)試，開始生產(chǎn)白云巖骨料。

2.2.1砂石加工系統(tǒng)設計

2.2.1.1砂石加工系統(tǒng)組成

砂石加工系統(tǒng)主要由受料坑、粗碎車間及除泥篩分車間、半成品堆場、第一篩分車間、中細碎車間、第二篩分車間及調(diào)節(jié)堆場、超細碎車間及調(diào)節(jié)堆場、第三篩分車間、棒磨車間及調(diào)節(jié)料倉、石粉回收車間、成品粗細骨料堆場、供水系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)等組成。為滿足970系統(tǒng)13萬m3/月的混凝土生產(chǎn)強度，系統(tǒng)處理能力設計為1100t/h，成品生產(chǎn)能力860t/h。

2.2.1.2設備選型的原則

（1）砂石加工系統(tǒng)的關鍵設備——破碎機、石粉回收裝置、篩分機、分級機、給料機、膠帶機、棒磨機、立軸破等均選用技術先進、單機產(chǎn)量高、質量可靠的國內(nèi)外大型廠家生產(chǎn)的質量可靠的產(chǎn)品。

（2）設備的生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質量能滿足工藝和質量的要求，并能靈活調(diào)整。

（3）相同工藝要求的設備，選用的型號規(guī)格盡可能相同，有利于配件供應的操作、維修。

（4）選用投資省、能耗低、環(huán)保性好的產(chǎn)品。

2.2.1.3砂石加工工藝流程設計

（1）工藝流程設計以合理、可靠、可調(diào)、保證產(chǎn)品質量為原則，系統(tǒng)采用四段破碎，即設置粗碎、中碎、細碎和超細碎。粗碎用于處理超徑石，中、細碎聯(lián)合調(diào)整粗骨料的級配，超細碎用于生產(chǎn)小石和制砂。其中粗碎開路生產(chǎn)，中碎和一篩分車間，細碎和二篩分車間，超細碎和三篩分車間形成閉路的破碎方案。立式?jīng)_擊破與棒磨機聯(lián)合制砂，設置石粉回收車間，以滿足和調(diào)整常態(tài)和碾壓砂的石粉含量。

（2）對毛料中含泥采用以棄代洗的方案，除泥篩分和第一篩分干法生產(chǎn)，第二、三篩分車間、特大石沖洗車間及棒磨制砂車間濕法生產(chǎn)。系統(tǒng)流程物料均經(jīng)沖洗，保證成品骨料含泥量合格，杜絕成品砂中泥塊含量;立軸干法制砂與棒磨濕法制砂相結合的生產(chǎn)工藝;設置金屬探測器和電磁除鐵器作為設備保護裝置。

（3）根據(jù)工藝流程特大石從第一篩分車間取出，并經(jīng)沖洗后進入成品骨料堆場;大石、中石從第二篩分車間取出;小石從第三篩分車間取出。成品砂由第二篩分車間、第三篩分車間及棒磨機共同生產(chǎn)，石粉回收車間補充常態(tài)砂及碾壓砂中的石粉含量。

整個工藝過程流暢、簡潔，設備負荷合理，從根本上保證產(chǎn)品的質量。

2.2.2骨料生產(chǎn)質量控制

2.2.2.1設備、工藝及時調(diào)整

烏東德工程建設部于2015年9月30日下發(fā)《金沙江烏東德水電站工程混凝土原材料及混凝土質量控制標準》（烏工建〔2015〕141號），要求烏東德工程大壩用骨料質量控制標準按照三峽企業(yè)標準《拱壩混凝土用細骨料技術要求及檢驗》（Q/CTG17-2015）、《拱壩混凝土用粗骨料技術要求及檢驗》（Q/CTG16-2015）規(guī)定執(zhí)行。根據(jù)烏東德工程計劃，大壩混凝土計劃2017年3月份開始澆筑，2016年10月下旬開始進行灰?guī)r骨料專項調(diào)試。

至11月中旬160組灰?guī)r粗骨料各項檢測結果均滿足《拱壩混凝土用粗骨料技術要求及檢驗》（Q/CTG16-2015）規(guī)定。

至11月中旬40組的灰?guī)r成品砂專項調(diào)試檢測數(shù)據(jù)反映：在施期砂石加工系統(tǒng)現(xiàn)有工藝并滿足產(chǎn)能的條件下，成品砂細度模數(shù)、石粉含量、微粒含量三項指標全部滿足《拱壩混凝土用細骨料技術要求及檢驗》（Q/CTG17-2015）的合格率僅為9.5%。

為了人工砂滿足三峽企業(yè)標準要求，對系統(tǒng)生產(chǎn)工況進行調(diào)整。調(diào)整后人工砂產(chǎn)能150t/h，且粗骨料的產(chǎn)能減半，不具備長時間生產(chǎn)的可能，不滿足大壩混凝土澆筑高峰期骨料需求。

根據(jù)系統(tǒng)調(diào)試試驗成果統(tǒng)計數(shù)據(jù)，二篩車間、立軸制砂車間及棒磨車間的產(chǎn)量和所占比例基本穩(wěn)定。為保證成品砂滿足設計產(chǎn)能及三峽企業(yè)標準要求，對各車間產(chǎn)生的砂按照比例，在室內(nèi)進行模擬試驗。

從試驗結果可知：在增加兩臺同型號棒磨機（保證4～5臺棒磨機同時運行），且將二篩車間成品砂截留一半至棒磨車間再加工，成品砂細度模數(shù)、石粉含量、微粒含量各項指標均能滿足三峽企業(yè)標準要求，且產(chǎn)能226.8t/h～249t/h，達到設計產(chǎn)能。

結合試驗成果建設部組織了專題會議研討，同意砂石加工系統(tǒng)增加兩臺棒磨機及相應配套設備的系統(tǒng)改造方案。

根據(jù)系統(tǒng)調(diào)試成果，系統(tǒng)改造完成前，為保證人工砂質量滿足三峽企業(yè)標準，按照骨料降效對應的工藝進行生產(chǎn);改造完成后采用棒磨機“四

用一備”工況進行生產(chǎn)。

2.2.2.2試驗檢測成果反饋

生產(chǎn)運行單位應建立快捷、暢通的試驗成果傳達與反饋機制，及時將試驗成果及意見傳達到質控運行人員，利于指導生產(chǎn)。

試驗檢測人員按照《水工混凝土施工規(guī)范》（DL/T5144）規(guī)定的頻次對骨料進行生產(chǎn)檢測，檢測結果出來后，立即反饋給質量部，數(shù)據(jù)異常時，立即調(diào)查原因并進行調(diào)整。質量部建立檢測臺賬，根據(jù)檢測數(shù)據(jù)定期進行分析，發(fā)現(xiàn)有規(guī)律變化時，立即組織系統(tǒng)運行人員及試驗檢測人員進行原因分析，及時調(diào)整相關工藝或更換相關設備，保證骨料生產(chǎn)質量穩(wěn)定。

2.2.2.3設備運行、維修

生產(chǎn)設備需進行日常維修、月度檢修保養(yǎng)，備足備品備件，保證系統(tǒng)持續(xù)正常運行。

（1）每天開機前對設備進行日常維護保養(yǎng)、每月進行檢修保養(yǎng)。

（2）建立設備維修臺賬，定期分析檢查，根據(jù)生產(chǎn)強度進行設備實際生命周期判定，準備足夠的備品、備件。

2.3骨料生產(chǎn)質量評價

施期砂石加工系統(tǒng)共計生產(chǎn)灰?guī)r骨料975萬t，施工單位檢測人工砂1679組、小石1651組、中石1630組、大石1410組、特大石974組，主控項目合格率100%，一般項目合格率97.6%～100%。監(jiān)理抽檢人工砂175組、小石175組、中石175組、大石153組、特大石114組，主控項目合格率100%，一般項目合格率96.9%～100%，生產(chǎn)質量等級評定為優(yōu)良。

3結語

砂石骨料生產(chǎn)質量需從源頭抓起，料源就地取材且唯一、毛料高效高質開采、有用料的精細甄別，是骨料質量穩(wěn)定的基礎。生產(chǎn)系統(tǒng)合理的設備選型、嚴格的工藝流程，是骨料生產(chǎn)質量的根本保證。試驗檢測信息的及時反饋、設備日常維修保養(yǎng)，是骨料生產(chǎn)質量穩(wěn)定的保障。施期砂石加工系統(tǒng)運行至今，骨料生產(chǎn)質量穩(wěn)定，生產(chǎn)能力滿足970拌和系統(tǒng)生產(chǎn)需求，為烏東德工程混凝土生產(chǎn)質量穩(wěn)定奠定了堅實的基礎。

參考文獻：

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[2]覃信海;陳虎;臺山核電廠人工砂石加工系統(tǒng)污水處理工藝探索[J];貴州水力發(fā)電;2011年03期