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，巖石致密堅硬，巖性較脆，巖石密度為2.65～2.73 g/cm3， 濕抗壓強度為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，開采運輸方便。考慮到開采爆破作業(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 （完成進尺20～30 m），揭示了昌都學(xué)石料場地質(zhì)情況與設(shè)計文件中提供的石料場地質(zhì)情況描述有重大變化，實際地質(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)，要達到設(shè)計質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，需要增加工序措施。

三、施工重點和難點及對策研究

1.重點和難點

①在施工過程中由于無用料過多，廢料所占比例達到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，需要增加機械設(shè)備。

②由于項目地處藏區(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，對爆破后的母料進行初步分選，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，將挖掘機初步分選后的有用母料及無用料分開鏟運堆放。

③為保證無用料及時清運出開采面，增加2臺10 t自卸汽車清運廢料。

④在震動喂料機前加裝1個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個成品料倉。

①砂石料加工系統(tǒng)開挖設(shè)計主要是根椐系統(tǒng)布置和結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，在滿足結(jié)構(gòu)運行和穩(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，高程3224.0m平臺上靠近生活區(qū)附近設(shè)置1個生產(chǎn)水池用于存儲洗砂用水。安裝2臺打砂機分別在大石料倉旁設(shè)置1臺、在二破旁設(shè)置1臺。為滿足副壩自密實混凝土澆筑需要，增加了1套石粉加工機械。

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、強風(fēng)化層及夾層等由反鏟或裝載機挖裝，自卸汽車運到指定料場。

（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開挖后將其運至指定渣場，再進行砂石料開采。

（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鉆機和CM-351鉆機進行鉆孔，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型鉆機采用4.0 m×3.0 m，CM-351鉆機采用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，先用挖掘機將有用料刨出集中堆存后，再用裝載機將有用料鏟運集中堆放；有用料清運完畢后，再將無用料用裝載機集中鏟運成堆，用挖掘機將廢料裝車運至棄渣場。

②塊石料的加工。將塊石料運至加工系統(tǒng)后首先通過一破喂料機前的鋼格篩將部分廢料清除，然后通過自動給料機篩除部分廢棄料，進入一破破碎。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震動篩篩分后進入二破加工。

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，對生產(chǎn)出來的含泥砂石料分別進行清洗。

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風(fēng)化料運至指定的堆渣料場，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)計方案進行布孔、裝藥、聯(lián)網(wǎng)，實施爆破作業(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，加強施工過程的質(zhì)量檢查。

④爆破后的石料必須石質(zhì)堅硬完整，其強度滿足相關(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)段要及時上報，并在監(jiān)理、設(shè)計工程師的指導(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。 ■