淺談長河壩水電站過渡料生產工藝

賀　溪，　郭 長 江

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都　610072)

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淺談長河壩水電站過渡料生產工藝

賀溪，郭 長 江

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都610072)

摘要：論述了長河壩水電站過渡料生產工藝變更緣由及變更后采用的生產工藝。

關鍵詞：過渡料；強爆破；摻配；機械加工；長河壩水電站；生產工藝

1工程概述

長河壩水電站位于四川省甘孜藏族自治州康定縣境內，壩址上距丹巴縣城82 km，下距瀘定縣城49 km，有省道S211線從工程區通過并在瓦斯河口與國道G318線相接，交通便利。

長河壩水電站樞紐建筑物由攔河大壩、泄水系統、引水發電系統組成，總裝機容量為2 600 MW，水庫正常蓄水位高程1 690 m，具有季調節能力。

攔河大壩為礫石土心墻堆石壩，壩頂高程為1 697 m，最大壩高240 m，壩基覆蓋層最大深度超過60 m。

2過渡料料源情況

2.1過渡料料場

在電站可行性研究設計階段，所選擇的過渡料料源與堆石料相同，均由石料場開采獲得。壩址區附近經地質詳查有四個石料場供工程所用：壩址上游金湯河口塊石料場、響水溝塊石料場；壩址下游野壩溝塊石料場、江咀塊石料場。總儲量約為6 275萬m3，能夠滿足工程需要。

2.2料場選擇

根據工程實際情況及對各料場儲量、料場開采、運輸道路布置、上壩強度及料場邊坡支護等方面進行綜合分析后最終選擇了上游的響水溝石料場和下游的江咀石料場為石料料源。

3過渡料生產變更情況

3.1過渡料招標設計階段的主要設計指標

壩殼過渡料采用石料場開采料應避免采用軟弱、片狀、針狀顆粒，要求其耐風化并不易為水溶解，石料的飽和抗壓強度應大于45 MPa。

過渡料的顆粒級配應滿足設計要求且應符合下述規定：

(1)最大粒徑不大于300 mm；

(2)粒徑小于0.075 mm的顆粒含量不超過5%；

(3)粒徑小于5 mm的顆粒含量不大于30%，D15≤10 mm。

過渡料壓實采用相對密度和孔隙率控制，相對密度應不小于0.9，孔隙率應通過現場碾壓試驗確定，不宜大于23%。

3.2過渡料爆破生產工藝試驗

3.2.1施工單位進行的過渡料爆破試驗情況

施工單位過渡料爆破試驗在響水溝石料場共進行了6個階段試驗。試驗成果見表1。

表1　施工單位過渡料爆破試驗情況統計表

根據試驗結果得知：各階段爆破后顆粒級配檢測結果均偏粗，細顆粒含量較少。只有在第六階段爆破中上、中、下部顆粒分析結果呈規律性變化，在剔除超徑石后，D15、粒徑小于0.075 mm的顆粒含量更接近設計要求。

3.2.2第三方過渡料爆破試驗情況

由于前期施工單位進行的多次過渡料爆破試驗成果表明爆破料級配較粗、不能滿足過渡料原設計級配及調整級配要求，為保證大壩填筑的順利進行，設計單位對過渡料級配的細料含量進行了一定程度的調整，業主委托第三方進行了專門的爆破試驗以獲取過渡料開采的合理爆破參數。

第三方于2013年8月10日進場開始參與爆破試驗工作，截止2013年12月18日，共參與了6次試驗，其中響水溝石料場1次、江咀石料場5次。試驗成果表明：

(1)完整致密巖體開采過渡料的單 耗 需 達2.5 kg/m3以上；

(2)對完整致密巖體部位進行4次試驗的資料進行分析得出：當單耗達2.5 kg/m3時，該區域爆破開采料的平均塊度分別為5.2 cm、5.5 cm、6 cm、3.8～6.1 cm(6組篩分結果，平均約為5.2 cm)，其平均塊度接近設計下包絡線的平均塊度(5.2 cm)。

考慮到起爆網路安全性以及上壩碾壓等因素，設計方建議控制最大單耗不大于2.5 kg/m3。

3.3過渡料生產工藝分析

對于過渡料爆破試驗反映出的生產困難問題，設計人員進行了深入復核研究并調整了過渡料設計級配，調整后的過渡料級配為粒徑5 mm以下的細料含量由原來的10%～30%減少到5%～25%，D15由8 mm增大到12 mm。

根據工程實際情況對過渡料級配進行調整后，對過渡料生產擬定了三個方案：

(1)通過調整過渡料爆破參數，將過渡料開采料級配控制在設計包絡線內。

(2)利用目前過渡料爆破參數，將爆破料不滿足設計要求的級配通過加工摻配后達到設計要求。

(3)直接將爆破料進行二次破碎加工后由加工系統生產出滿足設計要求的過渡料。

3.3.1強爆破方案

鑒于前期在石料場進行的過渡料爆破試驗中過渡料爆破單耗量為2.5 kg/m3，取得的合格率較高，因此，對于石料場爆破直接獲得的、合格的過渡料采用爆破單耗量為2.5 kg/m3進行計量。

3.3.2過渡料摻配生產方案

由于長河壩水電站砂石料加工系統目前的生產任務已達到飽和，因此，必需考慮新增一個過渡料破碎加工系統用以供應過渡料加工摻配料。摻配料粒徑可控制在0.5～80 mm范圍，摻配比例擬定為爆破料∶砂石加工料= 100∶120(質量比)。

3.3.2.1過渡料摻配工藝

過渡料摻配方案為粗、細料互層平鋪，機械立采摻拌并根據大壩過渡料填筑強度要求選擇合適的摻配場地。

(1)摻配工藝。

圖1　過渡料摻配工藝流程圖

摻配工藝流程見圖1。①料源的供給。

按最終確定的爆破參數進行爆破后，將爆破料分別運至摻配場、砂石加工系統，在砂石加工場進行加工。加工后，成品料由4 m3裝載機挖裝，220HP推土機輔助集料，32 t自卸汽車運輸至摻配場。

②料源的鋪料。

由摻配比例確定互層鋪料的厚度為：爆破料為100 cm、破碎加工料為181 cm。摻配場鋪料順序為：第一層鋪爆破料(厚100 cm)，第二層鋪破碎加工料(厚181 cm)，第三層鋪爆破料(厚100 cm)，第四層鋪破碎加工料(厚181 cm)。總鋪料厚度為5.62 m。

③堆存或裝運上壩。

在摻配場將摻配好的成品料采用5.5 m3挖掘機挖裝，320HP推土機平鋪，45 t自卸汽車運輸上壩。

(2)摻配場地的布置。

將摻配場地劃分為料堆A和料堆B，分別用于過渡料的摻配和過渡料的運輸上壩填筑。堆料高度為6 m，料堆坡比按1∶0.5計算。考慮到場地內道路布置以及施工機械布置等因素，經估算，摻配場地所需面積約為20 716 m2。

3.3.2.2摻配方案

(1)過渡料加工系統規模。

根據可行性研究設計階段進度安排，過渡料高峰填筑量最高值為13.67萬m3/月，其中55%需要破碎加工。經計算，成品料生產能力為500 t/h，原料處理能力為600 t/h，需求建筑面積達200 m2，占地面積約為20 000 m2。

(2)生產工藝。

根據對響水溝石料場爆破料級配進行分析得知：粒徑80～100 mm、60～80 mm、40～60 mm三種級配爆破石料基本滿足設計級配需求，粒徑40 mm以下的小石缺口較大，故采取將粒徑>100 mm的爆破石料進行加工的方式，所采用的主要生產工藝為：

石料經GZT1360型棒條給料機篩分后，粒徑>100 mm的石料進入C100鄂式破碎機，粒徑< 100 mm的石料直接進入成品料堆。經鄂式破碎機破碎、YKR2060篩分機篩分后，粒徑>40 mm的石料進入HP400圓錐破碎機，粒徑<40 mm的石料和經圓錐破碎機破碎后的石料一起經皮帶機進入成品料堆。經加工摻配后，過渡料級配滿足設計要求，但位于包絡線平均線偏下。

3.3.3機械加工方案

(1)過渡料加工系統規模。

根據可行性研究設計階段進度安排，過渡料高峰填筑量最高值為13.67萬m3/月。經計算，成品料生產能力為1 000 t/h，原料處 理 能 力 為

1 200 t/h。需求建筑面積為300 m2，占地面積約30 000 m2。

(2)生產工藝。

根據對響水溝石料場爆破料平均級配及設計平均級配進行分析得知：爆破石料中僅粒徑80～200 mm的顆粒滿足需求且有富余，粒徑40 mm以下的小石缺口較大，故采取將粒徑>200 mm及粒徑80～200 mm的富余料進行加工，所采用的主要工藝為：

石料經GZT1360型棒條給料機篩分后，粒徑>200 mm的石料直接進入C100鄂式破碎機，粒徑< 100 mm的石料直接進入主篩分車間。經篩分后，粒徑80～200 mm的富余部分進入鄂式破碎機。經鄂式破碎機破碎、YKR2060篩分機篩分后，粒徑>40 mm的石料進入HP400圓錐破碎機，粒徑< 40 mm的石料和經圓錐破碎機破碎后的石料一起經皮帶機進入成品料堆。經全部加工后，過渡料級配滿足設計要求，基本位于包絡線平均線上。

3.3.4方案比較

對過渡料生產工藝進行分析得知：強爆破方案、摻配方案、機械加工方案均可行。其中強爆破方案簡單直接；摻配生產、機械加工兩方案工藝流程基本相同但較復雜，需加強各工序施工過程的質量控制，同時，還需另找場地布設石料破碎加工系統。

從造價測算看，摻配方案為119.967元/m3，最高；機械加工方案單位工程量費用為96.15元/m3，與爆破方案97.81元/m3相當。

4結語

在長河壩水電站招標設計中，大壩過渡料設計量為244.17萬m3，大壩填筑初期爆破料不能滿足設計要求，無法直接上壩填筑。開工后，經歷了摻配→強爆破→強爆破+機械加工三個階段，造成了過渡料的生產工藝與可行性研究階段過渡料爆破后直接上壩填筑的生產工藝發生變化。目前大壩過渡料填筑采用“強爆破+機械加工料”混合上壩施工方案，基本滿足大壩填筑要求。

賀溪(1968-)，女，貴州貴陽人，高級工程師，學士，從事水電工程施工組織設計工作；

郭長江(1965-)，男，遼寧撫順人，高級工程師，學士，從事水電工程施工導流設計工作.

(責任編輯：李燕輝)

作者簡介:

收稿日期:2015-12-21

文章編號:1001-2184(2016)01-0046-03

文獻標識碼:B

中圖分類號:TV7；TV222