大型水電工程砂石系統的綠色施工管理

劉興堂

(云南華電魯地拉水電有限公司，云南昆明 650228)

1 引言

在水利水電工程建設中，往往需要開采大量的山場料用于加工混凝土骨料。在開采、加工過程中不可避免地對自然環境和人類生產、生活環境產生破壞和危害，主要包括料場開采對植被和山坡體安全穩定的破壞，破碎篩分過程中所產生的粉塵、噪聲對人居環境的影響，以及沖洗篩分所產生的廢水、廢渣對河流、山谷、陸地等自然環境造成的影響等。

砂石加工系統的設計應該充分考慮骨料種類、數量、質量和經濟、技術合理性等因素，是一項十分復雜的系統工程。隨著工程建設環保要求的提高和“綠色水電”的發展，砂石加工系統的設計和運行管理還應該納入“綠色施工管理”的概念，即在保證質量、安全等基本要求的前提下，通過技術創新和科學管理，最大限度地節約資源并減少對環境有負面影響的施工活動，實現四節一環保(節能、節地、節水、節材和環境保護)。

大型水電工程建設一般要經過預可研、可行性研究、初步設計、建設施工、竣工驗收、試運行等階段，周期長、投資大。對于砂石加工系統而言，一般可劃分為規劃設計期、運行管理期、完建拆除期。在不同的建設期，影響砂石系統運行管理的因素不同，本文將針對不同的建設期，分別闡述砂石系統綠色施工管理的理念和措施。

2 系統規劃設計

砂石系統規劃設計主要包括料場選址、設備選型和機械配置，不僅是整個系統正常運行的關鍵，而且體現系統建設的定位，要始終遵循綠色施工管理的理念。

2.1 料場選址

料場選擇應根據優質、經濟、就近取材和盡量不占或少占耕地為原則，優先選用天然、人工砂石料或兩者結合的料源。在規劃設計之前，應對料場的地質、地形條件和料源的質量、儲量和級配進行詳細的勘察和分析，質量符合要求、儲量豐富、剝采比較小、開采運輸條件較好的人工石料場，應優先作為比較料源。同時，還應對開采區的坡體穩定、支護方法提出具體要求，防止開采設計不當引起的山體失穩、滑移對工程和人居造成傷害。

根據節地節材和環保的原則，應充分重視整個工程的土石方平衡，對主體工程開挖的有用料加以綜合利用。在技術指標相近的情況下，盡量使用開挖料用于加工混凝土骨料，既可大大降低原料開采成本，又可減少工程棄渣對周邊環境的影響。同時應在保證骨料質量、儲量的前提下，選擇覆蓋層厚度較小的料源，以減少剝離量和棄料。

在有其它料源可供選擇的前提下，宜優先采用石灰巖料場，避免采用高硬度、高二氧化硅含量的巖石作為砂石料料源。由于巖石硬度高，生產耗能大，工程造價會增加，也不符合經濟要求。在符合料源質量要求的前提下，應盡量選取可碎(磨)性好、磨蝕性弱、粒形好、彈性模量和熱膨脹系數小的巖石。對于天然砂石料料源，優先選用最佳級配，可以得到性能良好的混凝土，最大限度地減少水泥用量。

總之，應考慮各比較料場的剝采比、開采方式、運輸方式、加工條件、水源、電源等因素，遵循節能、節地、節水、節材和環保的原則，綜合比較后選定。

2.2 設備選型

砂石加工中產生的噪聲和粉塵污染對周圍環境和施工人員健康構成巨大威脅，在滿足砂石系統生產要求的前提下，應用成批生產的定型產品，優先選用高效、節能、環保的先進加工設備，從源頭將污染控制在最小程度，并適當考慮后續工程利用的可能性。

(1)破碎機的選擇，應在滿足工藝確定的破碎比前提下，盡量選擇重心低、轉子或輻板運動幅度小、防護性能優良的的破碎設備。破碎設備安放的基礎應采用能夠降低設備振動的結構形式，或采用有利于減弱設備振動的新材料。

(2)振動篩在保證篩分效率的基礎上，篩網盡量選擇減震效果好的聚氨酯篩網。

(3)在系統規劃階段就要從環保理念出發，將系統的位置選擇在距離辦公生活設施和居民區較遠的地方，同時破碎篩分車間盡量選擇在山凹區域，避免揚塵和噪音擴散。

(4)破碎青石、石灰石等抗壓強度小的物料，板錘或是錘頭為高錳鋼即可，這樣的設備有顎式破碎機，反擊式破碎機等。對于花崗巖、玄武巖等石料，宜選用高烙鐵材質的圓錐破碎機和沖擊式破碎機等，因為其具有柔韌性，耐磨程度比高錳鋼高，這樣就能節省人力物力。

2.3 機械配置

砂石生產線主要由破碎機、制砂機、振動篩、洗砂機以及皮帶輸送機等構成。砂石加工機械的優化配置即要求根據料場作業面要素，料源的物理特性，交通運輸方案等具體情況，遵循綠色環保原則，選用組合最優的設備和布置方式，使生產線效率更高、成本更低。

3 系統運行管理

砂石骨料加工的基本工藝過程一般為“石料開采—破碎—篩分—沖洗”。在石料開采過程中要剝離植被開挖，造成大片出露及不穩定的邊坡;在石料的破碎和篩分過程中會產生噪聲和粉塵污染，嚴重影響人居環境;骨料的沖洗會產生大量的廢水，直接排放會淤積河道，污染水環境，對水生生物及下游飲水安全造成危害。對砂石加工系統帶來的環境問題，應予以有效的治理。

3.1 廢水綠色處理

濕法生產工藝沖洗砂石料用水量較大，廢水排放主要為篩分車間、制砂車間生產過程中的沖洗水。在洗選過程中有大量的有用細顆粒流失，為減少石粉(或泥土)的對外排放量，提高經濟性，大多對沖洗廢水和流失的細顆粒加以回收利用，外排的廢水要求達到國家二級排放標準。

人工砂石在生產過程中排放廢水的處理方式一般有如下兩種:①砂水預沉分離—廢渣機械脫水(回收細砂和石粉)——廢渣等自然存放脫水;②廢水濃縮——廢渣機械脫水(回收細砂和石粉)——廢渣、污泥等最終機械脫水—清水循環利用。第1種處理工藝，可有效降低廢水處理系統的投資，操作運行較簡單，但自然存放脫水受天氣影響較大，廢水處理效率將受到限制;第2種處理工藝，投資較高，但因機械脫水干化不受天氣影響，運行效率高，排放指標容易滿足要求。

在實際工程中，應充分考慮成本、設備類型、天氣、排放標準等多種因素，對比選取最優的廢水處理工藝。

3.2 粉塵綠色處理

采用干法生產的人工砂石系統雖然用水量較小，但粉塵污染較大，需要采取相應的除塵措施，如噴霧除塵、密閉噴水除塵和除塵器除塵等。噴霧除塵和密閉噴水除塵帶來的負面影響較多。噴霧除塵比較適合于局部小范圍降塵;密閉噴水除塵對設備會造成影響。

目前在砂石系統中引進了工廠除塵方法，配置了除塵車間，對破碎車間和篩分車間揚塵部位密封，并安裝除塵設備，以降低系統內粉塵污染。采用袋式除塵器將粉塵進行收集儲存并回收利用，能改善混凝土的和易性，減少混凝土特別是碾壓混凝土用量，可增加混凝土的可碾性。

3.3 噪聲綠色處理

根據運行經驗，大部分噪聲污染是物料與鋼結構件、料倉、溜槽等碰撞、摩擦過程中產生的，因此在設計這些構件時，盡量在與物料碰撞、摩擦的部位形成料襯，從而達到減少噪聲污染的目的。如對所有膠帶機下料斗，采用存料卸料形式，即骨料在下料斗不直接與鋼板碰撞，先通過斗內存料再卸料。

噪聲的產生與使用的材料有極大的關系，特別是篩分車間的篩網、布料器結構、漏斗、溜槽等對噪聲的產生影響很大?？梢酝ㄟ^在底板上鋪設緩沖橡膠墊板等，達到降低噪聲污染的目的。

棒磨機等高噪聲設備及主要的噪聲源宜采用封閉吸聲、消聲隔音板降噪;料倉、篩分樓機架等應采用鋼筋混凝土結構，也能起到相對降低噪聲的作用。

3.4 開挖處植被保護

為了整個加工系統的邊坡安全，改善生態環境，應對采料場、砂石加工系統的邊坡進行保護綠化。采料場巖質邊坡通常不具備植被賴以生長的土壤、水分及養分條件，而且巖質石壁坡度較大，雨水極易沖刷坡面，故采料場巖質邊坡植被保護難度較大。

巖質邊坡綠化必須的兩個條件，即形成植物賴以持續生長的種植基質及種植基質能永久固定在巖面上。目前在邊坡綠化保護工程中，一般的辦法可分為“工程綠化措施”和“植生混合料綠化措施”。

工程綠化措施是國內使用較廣泛的方法，即在加固邊坡后，采取不同的方法在邊坡上固定相應結構，然后設置盆景或者種植植物。目前我國主要應用的工程綠化措施包括階梯臺階法、飄臺法、魚鱗穴法、燕巢法及鋼筋混凝土框格懸梁技術。上述方法為巖質邊坡傳統的綠化方法，簡單易行;但施工速度緩慢，工程量巨大，投資較高。它們適用于對景觀影響輕微或綠化時間不急迫的采料場。

植生混合料綠化措施是由國外引進的綠化措施，利用特制噴混機械將土壤、植物種子、腐植質、有機質、保水劑等加水后噴射到巖面，形成植物賴以持續生長的種植基質，主要方法有液壓噴播、客土噴播、噴混植生法。這些方法可以快速將種植基質固定在巖質邊坡上，綠化效率高，但技術要求較高，并且需要定期檢查維護。

4 完建拆除期

砂石加工系統的前期投入大，系統針對性強，設備物資難以重復利用，因此，很多項目結束后對鋼結構、電纜電線甚至電控設備進行破壞性拆除，作為廢舊物資就地處理。如果能夠有效地解決砂石加工系統設備物資再利用問題，將大幅降低經營成本，縮短項目建設周期。

為了有效地實現砂石系統設備的重復利用，應根據其可再利用程度進行分類編號，對系統的拆除、保存、轉運、安裝制定相應的規范性措施。例如對于機械設備的主機、電機等完整配置，要做到零傷害拆除;對破碎設備、制砂設備等鋼結構，為方便運輸，可進行部件分解，并進行編號記錄，確?？梢灾貜屠?對篩分樓、皮帶運輸機等設備，必須充分考慮是否滿足重復利用的要求，可以拆除其有用部件。

在拆分結束后，必須注意設備的存放與維護，應定期對設備進行檢修、除銹處理，確保其可利用性。

5 結語

目前，我國水利水電事業正蓬勃發展，一大批大型水電站陸續上馬，混凝土用量龐大，砂石系統發展迅速。料場規劃充分考慮用料需求、地形地質條件及交通運輸方案，選擇合理的機械設備;砂石加工方面采用了大量的高性能破碎加工設備，提高了工作效率，既滿足了質量和產量要求，又顯著地降低了生產成本，系統工藝流程也相對簡化;廢水廢渣處理借鑒了城市和礦山廢水廢渣處理的經驗，采用了先進的技術措施的，取得了一系列的科研成果，為我國水利水電工程建設作出了重大貢獻。

為了更好地處理資源開發與環境保護的關系，參建各方都需要有強烈的綠色施工意識，即將節能、節地、節水、節材和環境保護貫徹到實際生產建設中。

要完全做到砂石系統綠色施工，必須采用先進的工藝技術和破碎設備，降低工程費用，不斷探索砂石骨料干濕法結合的生產工藝;推廣廢水處理和循環利用的新工藝、新技術;制訂水利水電工程砂石骨料生產環保強制性規范、標準，使砂石骨料生產環保設計程序化。

［1］水電水利工程砂石加工系統設計導則(DL/T5098-1999).中國電力出版社，1999.

［2］劉志和.水利水電工程人工砂石加工技術的現狀和發展［J］.建設機械技術與管理，2009(3).89-94.

［3］豐瞻，李少麗，周明濤.裸露山體生態修復技術研究［J］.三峽大學學報(自然科學版)，2008，30(2).48-51.