大壩骨料加工系統(tǒng)工藝設(shè)計與運行分析

周 敏（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南長沙410000）

大壩骨料加工系統(tǒng)工藝設(shè)計與運行分析

周 敏（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南長沙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)計與運行會對工程的施工進度和施工質(zhì)量造成直接影響。大壩工程施工中，需要依據(jù)大壩周圍的實際情況，設(shè)計相應(yīng)骨料加工系統(tǒng)，從而為大壩工程施工提供足夠的骨料，并且在該過程中要不斷積累工程施工經(jīng)驗，為日后工程施工提供有利的支持。

大壩骨料；工藝設(shè)計；運行分析

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，從大量的工程實際情況來看，經(jīng)常會出現(xiàn)骨料不足，骨料質(zhì)量達不到工程要求的情況，這不僅會對工程工期造成影響，而且會影響工程質(zhì)量，由此可見做好該方面的問題的分析具有現(xiàn)實意義。

1 工程概況

某水電站大壩壩高74.8m，壩頂長2230m，大壩和廠房在具體施工中使用的粗骨料量約為351.2萬m3。該水電站在具體施工中，砂石加工系統(tǒng)主要是用于對各種不同級配的人工骨料進行生產(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料場中的原材料作為加工的基礎(chǔ)材料，并對原材料進行適當加工，使其成為工程在具體施工過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，在進行人工骨料加工系統(tǒng)設(shè)計過程中，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)計過程要做好設(shè)備的選型與計算。

2 原材料開采及質(zhì)量要求

2.1 原材料開采

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

2.2 開采量及質(zhì)量要求

該料場開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60.0cm，避免由于骨料的直徑過大，對工程的施工造成不良影響[1]。

3 系統(tǒng)工藝的具體設(shè)計

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

顎式破碎機自身具有適應(yīng)性強、操作簡單、安裝簡單、運行簡單、維護簡單、易更損壞零件等諸多優(yōu)點，對其進行應(yīng)用，提高了工程的施工效率。

3.1.2 圓錐破碎機

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

3.1.3 立軸式?jīng)_擊式破碎機與棒磨機相結(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，并且取得了不錯的效果。

此外，為了確保工程施工的順利進行，在具體生產(chǎn)過程中，使用的所有破碎設(shè)備及隨機控制部分都要采用質(zhì)量可靠、技術(shù)先進、單機生產(chǎn)能力強的設(shè)備，避免因為設(shè)備問題，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料場區(qū)域，破碎后的半成品直接送入到1號半成品料倉內(nèi)，然后利用輸送機運輸線，將磁療運輸?shù)?號半成品料倉內(nèi)。經(jīng)過一次篩分的半成品，生產(chǎn)大石和特大石，超過150mm的超徑石都被運輸?shù)郊毸檐噧?nèi)處理，而沒有超過40mm的物料與細碎石需二次篩分，第二次篩分生產(chǎn)的小石、中石、砂都被運輸?shù)搅⑤S破車間內(nèi)，進行處理，從而達到制砂和整體目的[2]。在該過程，為了最大長度降低石粉流失以及廢水處理量，應(yīng)當通過干法完成對粗料的生產(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)用的帶式輸送機的運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)計過程中的難點所在。因此，在具體設(shè)計過程中，要從運輸線路入手，對線路進行合理布置，從而降低工程的施工難度。

運輸線路由明顯和隧道段共同組成，在具體工程施工前，要對沿途的線路的地質(zhì)條件情況進行全面勘查，針對地形坡度稍緩，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，避開不利的地形條件，減少對邊坡產(chǎn)生的擾動[3]。尤其是在對運輸線改線段的布置，需要對公路走向及地形圖進行詳細的量測，同時在具體布置過程中，要與原有公路的具體布置情況相結(jié)合，在設(shè)計圖上進行初步布置之后，現(xiàn)場要對每一條膠帶機進行實際放樣，并且需要依據(jù)具體放樣情況，對具體布置進行調(diào)整，盡量減少開挖和林地占用，這在一定程度上為建設(shè)方節(jié)省了大量的林地征用費用，降低了工程的安全施工難度[4]。

3.4 施工中的經(jīng)驗總結(jié)

3.4.1 料場道路

從實際施工情況來看，A料場的邊坡比較陡峭，覆蓋層的穩(wěn)定性也較差，在料場覆蓋層上修路，道路穩(wěn)定性無法得到保證，在具體施工過程中，將會出現(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，道路的開挖需要由下向上進行，無法控制邊坡穩(wěn)定性，一度導致道路施工無法正常進行，這對料場道路施工進度造成為較為嚴重的影響。最終，決定從料場上游側(cè)的平緩地帶修建便道，通過便道將設(shè)備運輸?shù)搅蠄鲰敳浚缮舷蛳麻_挖，只有這樣才能確保道路的形成。道路達到料場頂部后，由于開采過程中經(jīng)常需要進行爆破，導致道路中斷，每個開采層處理邊坡都要清理道路，嚴重影響毛料生產(chǎn)進度。由此可見，在布置料場道路過程中，應(yīng)當與料場周圍的地形相結(jié)合，上山道路應(yīng)當選擇在開采范圍外平緩的區(qū)域，這樣雖然會使建設(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

通過分析可以發(fā)現(xiàn)，成品砂的脫水速度相對比較緩慢，在將成品砂堆放一個月之后，含水率仍然高達9%左右，這對工程的施工將會造成不良影響，因此需要通過合理的方式，加快成品砂的脫水速度，項目部在每條盲溝之間又增加了一條盲溝，并且在砂倉周圍設(shè)置了排水系統(tǒng)，有效的避免了雨水進入到砂倉內(nèi)部。通過以上方式改造，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6%的情況。依據(jù)以往大量工程的施工經(jīng)驗來看，成品砂的脫水速度與料倉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地，堆倉高度應(yīng)當小于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

骨料加工系統(tǒng)工藝設(shè)計難度較大，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)計的難度。因此需要從多方面入手，利用先進的工藝手段，提升設(shè)計的合理性，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)計及實施效果[J].黑龍江水利，2016，08：69～71.

[2]陳雁高，鄭崇飛，伊曉明.天然砂石料加工系統(tǒng)工藝設(shè)計中的幾個問題[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)計特點[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)計與施工[J].水利水電施工，2014，03：34～36+51.

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