淺談長河壩水電站過渡料生產(chǎn)工藝

賀　溪，　郭 長 江

(中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都　610072)

?

淺談長河壩水電站過渡料生產(chǎn)工藝

賀溪，郭 長 江

(中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)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(chǎn)工藝變更緣由及變更后采用的生產(chǎn)工藝。

關(guān)鍵詞：過渡料；強(qiáng)爆破；摻配；機(jī)械加工；長河壩水電站；生產(chǎn)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(nèi)，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(qū)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(tǒng)、引水發(fā)電系統(tǒng)組成，總裝機(jī)容量為2 600 MW，水庫正常蓄水位高程1 690 m，具有季調(diào)節(jié)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(shè)計(jì)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(qū)附近經(jīng)地質(zhì)詳查有四個(gè)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(chǔ)量約為6 275萬m3，能夠滿足工程需要。

2.2料場選擇

根據(jù)工程實(shí)際情況及對(duì)各料場儲(chǔ)量、料場開采、運(yùn)輸?shù)缆凡贾谩⑸蠅螐?qiáng)度及料場邊坡支護(hù)等方面進(jìn)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(chǎn)變更情況

3.1過渡料招標(biāo)設(shè)計(jì)階段的主要設(shè)計(jì)指標(biāo)

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

過渡料的顆粒級(jí)配應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求且應(yīng)符合下述規(guī)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(shí)采用相對(duì)密度和孔隙率控制，相對(duì)密度應(yīng)不小于0.9，孔隙率應(yīng)通過現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)確定，不宜大于23%。

3.2過渡料爆破生產(chǎn)工藝試驗(yàn)

3.2.1施工單位進(jìn)行的過渡料爆破試驗(yàn)情況

施工單位過渡料爆破試驗(yàn)在響水溝石料場共進(jìn)行了6個(gè)階段試驗(yàn)。試驗(yàn)成果見表1。

表1　施工單位過渡料爆破試驗(yàn)情況統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果得知：各階段爆破后顆粒級(jí)配檢測結(jié)果均偏粗，細(xì)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(jié)果呈規(guī)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(shè)計(jì)要求。

3.2.2第三方過渡料爆破試驗(yàn)情況

由于前期施工單位進(jìn)行的多次過渡料爆破試驗(yàn)成果表明爆破料級(jí)配較粗、不能滿足過渡料原設(shè)計(jì)級(jí)配及調(diào)整級(jí)配要求，為保證大壩填筑的順利進(jìn)行，設(shè)計(jì)單位對(duì)過渡料級(jí)配的細(xì)料含量進(jìn)行了一定程度的調(diào)整，業(yè)主委托第三方進(jìn)行了專門的爆破試驗(yàn)以獲取過渡料開采的合理爆破參數(shù)。

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

(1)完整致密巖體開采過渡料的單 耗 需 達(dá)2.5 kg/m3以上；

(2)對(duì)完整致密巖體部位進(jìn)行4次試驗(yàn)的資料進(jìn)行分析得出：當(dāng)單耗達(dá)2.5 kg/m3時(shí)，該區(qū)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(jié)果，平均約為5.2 cm)，其平均塊度接近設(shè)計(jì)下包絡(luò)線的平均塊度(5.2 cm)。

考慮到起爆網(wǎng)路安全性以及上壩碾壓等因素，設(shè)計(jì)方建議控制最大單耗不大于2.5 kg/m3。

3.3過渡料生產(chǎn)工藝分析

對(duì)于過渡料爆破試驗(yàn)反映出的生產(chǎn)困難問題，設(shè)計(jì)人員進(jìn)行了深入復(fù)核研究并調(diào)整了過渡料設(shè)計(jì)級(jí)配，調(diào)整后的過渡料級(jí)配為粒徑5 mm以下的細(xì)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(jù)工程實(shí)際情況對(duì)過渡料級(jí)配進(jìn)行調(diào)整后，對(duì)過渡料生產(chǎn)擬定了三個(gè)方案：

(1)通過調(diào)整過渡料爆破參數(shù)，將過渡料開采料級(jí)配控制在設(shè)計(jì)包絡(luò)線內(nèi)。

(2)利用目前過渡料爆破參數(shù)，將爆破料不滿足設(shè)計(jì)要求的級(jí)配通過加工摻配后達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

(3)直接將爆破料進(jìn)行二次破碎加工后由加工系統(tǒng)生產(chǎn)出滿足設(shè)計(jì)要求的過渡料。

3.3.1強(qiáng)爆破方案

鑒于前期在石料場進(jìn)行的過渡料爆破試驗(yàn)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(duì)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(jìn)行計(jì)量。

3.3.2過渡料摻配生產(chǎn)方案

由于長河壩水電站砂石料加工系統(tǒng)目前的生產(chǎn)任務(wù)已達(dá)到飽和，因此，必需考慮新增一個(gè)過渡料破碎加工系統(tǒng)用以供應(yīng)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(zhì)量比)。

3.3.2.1過渡料摻配工藝

過渡料摻配方案為粗、細(xì)料互層平鋪，機(jī)械立采摻拌并根據(jù)大壩過渡料填筑強(qiáng)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(shù)進(jìn)行爆破后，將爆破料分別運(yùn)至摻配場、砂石加工系統(tǒng)，在砂石加工場進(jìn)行加工。加工后，成品料由4 m3裝載機(jī)挖裝，220HP推土機(jī)輔助集料，32 t自卸汽車運(yùn)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?yàn)椋旱谝粚愉伇屏?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(yùn)上壩。

在摻配場將摻配好的成品料采用5.5 m3挖掘機(jī)挖裝，320HP推土機(jī)平鋪，45 t自卸汽車運(yùn)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(yùn)輸上壩填筑。堆料高度為6 m，料堆坡比按1∶0.5計(jì)算。考慮到場地內(nèi)道路布置以及施工機(jī)械布置等因素，經(jīng)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(tǒng)規(guī)模。

根據(jù)可行性研究設(shè)計(jì)階段進(jìn)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(jīng)計(jì)算，成品料生產(chǎn)能力為500 t/h，原料處理能力為600 t/h，需求建筑面積達(dá)200 m2，占地面積約為20 000 m2。

(2)生產(chǎn)工藝。

根據(jù)對(duì)響水溝石料場爆破料級(jí)配進(jìn)行分析得知：粒徑80～100 mm、60～80 mm、40～60 mm三種級(jí)配爆破石料基本滿足設(shè)計(jì)級(jí)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(jìn)行加工的方式，所采用的主要生產(chǎn)工藝為：

石料經(jīng)GZT1360型棒條給料機(jī)篩分后，粒徑>100 mm的石料進(jìn)入C100鄂式破碎機(jī)，粒徑< 100 mm的石料直接進(jìn)入成品料堆。經(jīng)鄂式破碎機(jī)破碎、YKR2060篩分機(jī)篩分后，粒徑>40 mm的石料進(jìn)入HP400圓錐破碎機(jī)，粒徑<40 mm的石料和經(jīng)圓錐破碎機(jī)破碎后的石料一起經(jīng)皮帶機(jī)進(jìn)入成品料堆。經(jīng)加工摻配后，過渡料級(jí)配滿足設(shè)計(jì)要求，但位于包絡(luò)線平均線偏下。

3.3.3機(jī)械加工方案

(1)過渡料加工系統(tǒng)規(guī)模。

根據(jù)可行性研究設(shè)計(jì)階段進(jìn)度安排，過渡料高峰填筑量最高值為13.67萬m3/月。經(jīng)計(jì)算，成品料生產(chǎn)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(chǎn)工藝。

根據(jù)對(duì)響水溝石料場爆破料平均級(jí)配及設(shè)計(jì)平均級(jí)配進(jìn)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(jìn)行加工，所采用的主要工藝為：

石料經(jīng)GZT1360型棒條給料機(jī)篩分后，粒徑>200 mm的石料直接進(jìn)入C100鄂式破碎機(jī)，粒徑< 100 mm的石料直接進(jìn)入主篩分車間。經(jīng)篩分后，粒徑80～200 mm的富余部分進(jìn)入鄂式破碎機(jī)。經(jīng)鄂式破碎機(jī)破碎、YKR2060篩分機(jī)篩分后，粒徑>40 mm的石料進(jìn)入HP400圓錐破碎機(jī)，粒徑< 40 mm的石料和經(jīng)圓錐破碎機(jī)破碎后的石料一起經(jīng)皮帶機(jī)進(jìn)入成品料堆。經(jīng)全部加工后，過渡料級(jí)配滿足設(shè)計(jì)要求，基本位于包絡(luò)線平均線上。

3.3.4方案比較

對(duì)過渡料生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析得知：強(qiáng)爆破方案、摻配方案、機(jī)械加工方案均可行。其中強(qiáng)爆破方案簡單直接；摻配生產(chǎn)、機(jī)械加工兩方案工藝流程基本相同但較復(fù)雜，需加強(qiáng)各工序施工過程的質(zhì)量控制，同時(shí)，還需另找場地布設(shè)石料破碎加工系統(tǒng)。

從造價(jià)測算看，摻配方案為119.967元/m3，最高；機(jī)械加工方案單位工程量費(fèi)用為96.15元/m3，與爆破方案97.81元/m3相當(dāng)。

4結(jié)語

在長河壩水電站招標(biāo)設(shè)計(jì)中，大壩過渡料設(shè)計(jì)量為244.17萬m3，大壩填筑初期爆破料不能滿足設(shè)計(jì)要求，無法直接上壩填筑。開工后，經(jīng)歷了摻配→強(qiáng)爆破→強(qiáng)爆破+機(jī)械加工三個(gè)階段，造成了過渡料的生產(chǎn)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(chǎn)工藝發(fā)生變化。目前大壩過渡料填筑采用“強(qiáng)爆破+機(jī)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(jí)工程師，學(xué)士，從事水電工程施工組織設(shè)計(jì)工作；

郭長江(1965-)，男，遼寧撫順人，高級(jí)工程師，學(xué)士，從事水電工程施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)工作.

(責(zé)任編輯：李燕輝)

作者簡介:

收稿日期:2015-12-21

文章編號(hào):1001-2184(2016)01-0046-03

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

中圖分類號(hào):TV7；TV222