天然砂礫料開采平衡分析

程 富

(黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱150080)

1 工程概況

西山水庫位于黑龍江省伊春市翠巒區西北2 km尹春河干流上，是一座以防洪和供水為主，兼顧發電、灌溉等綜合利用的大型水利樞紐工程，由攔河壩、溢洪道、隧洞及電站組成。水庫總庫容1.45×108m3，裝機10 MW。土、石、混凝土總量179.10×104m3，其中混凝土澆筑約6.19×104m3。2006年10月主體工程開工興建，2010年9月竣工。2007年3月進行砂石備料工程招標。

2 砂礫料場基本資料

砂礫料場位于西山水庫庫區內么河經營所附近，么河左側漫攤上，為粗、細混合料。料場勘查面積20.5×104m2，有用層儲量60.23×104m3，其中水下開采46.89×104m3。剝離層方量32.0×104m3，攤銷比例較大，達50%左右。砂礫料多位于水下，但分布連續，厚度穩定，有利于機械開采。運輸條件較好，有混凝土路及砂石路通至壩址，運距約8.0 km。砂礫石天然混合級配見表1。

表1 砂礫石天然混合級配

3 設計選用的骨料級配

3.1 確定設計需要的各種級配混凝土量

根據工程部位、結構尺寸和配筋要求擬定混凝土級配，本工程確定為3種級配。依據水工設計，分析統計不同強度等級、不同級配的混凝土用量，見表2。

表2 各種強度等級、各級配混凝土量

3.2 確定不同級配粗骨料各粒徑百分比

參照《水利水電工程施工組織設計手冊》第3卷表7-5-13推薦的不同級配粗骨料所占比例，并與地質資料提供的砂礫料篩分曲線對照比較，擬定不同級配粗骨料各粒徑百分比，見表3。

表3 不同級配粗骨料各粒徑百分比

3.3 確定設計選用的骨料級配

首先按照現行《水利建筑工程概算定額》附錄七混凝土配合比表，計算出各種性能混凝土所需粗、細骨料數量，然后計算出設計需要的骨料級配。見表4。

表4 設計選用的骨料級配

4 砂石料開采平衡分析

4.1 初步平衡分析

比較表1與表4可知，控制平衡的是砂、小石和中石，進一步分析控制平衡的只是中石。這種情況下，＞80 mm的礫石均作為超徑棄掉，且40～80 mm的大石剩余量也很多，砂礫料開采量大。為此，將一部分40～80 mm礫石進行中間破碎，用于補充小石和中石，調整后天然混合級配，見表5。

4.2 骨料平衡計算

根據表4與表5有關數據，便可進行骨料平衡計算，成果見表6。

表5 調整后天然混合級配

表6 骨料平衡計算表

在平衡計算過程中，通過骨料盈虧、超徑棄料等數據分析，進一步優化開采加工工藝流程，采取超徑石處理、礫石中間破碎或人工制砂等措施，調整砂礫料顆粒組成，在滿足設計骨料需求的同時，力求經濟合理，使砂礫料開采量和成品骨料單價控制在合理的范圍內。在平衡計算時，應注意2種損耗:①開采、加工損耗，已計入相應定額中;②施工過程中的運輸、堆存損耗及工程竣工后的殘余量在平衡中應給予考慮，損耗率一般為5% ～8%。

本文是筆者在工作中積累的一點經驗和體會，希望起到拋磚引玉的作用。

［1］紀云生，康世榮，陳東山，等.水利水電工程施工組織設計手冊［S］.北京:水利電力出版社，1987.

［2］李志平，黃谷生，王開祥，等.水利建筑工程概算定額［M］.鄭州:黃河水利出版社，2002.