淺談烏東德水電站砂石加工系統生產質量控制

雷鳴

摘要：烏東德工程大壩混凝土全部采用施期砂石系統生產的灰巖骨料，骨料質量控制要求按照三峽企業標準執行。本文從料源選擇、毛料開采、有用料甄別、生產系統設計、生產工藝選擇、生產過程控制等方面進行了骨料質量控制分析，可供有關工程參考。

關鍵詞：砂石加工;骨料;生產質量;控制

1工程概述

施期砂石加工系統位于壩址右岸下游約5.5km的阿巧溝下游平臺，高程EL.880m～EL.965m之間。系統距下游的施期料場1.2km，毛料運輸方便，施工干擾較小。施期砂石加工系統生產的灰巖骨料均供應970混凝土生產系統，除承擔烏東德水電站大壩、二道壩工程混凝土總量約327萬m3的骨料供應外，還須承擔混凝土量約10萬m3的非大壩部位的灰巖骨料供應，混凝土總量約337萬m3，考慮超挖和施工損耗20萬m3，合計357萬m3，共需生產成品骨料約785萬t。為滿足高峰期混凝土澆筑強度，施期砂石加工系統設計毛料處理能力1100t/h，成品生產能力為860t/h。

2砂石加工系統質量控制

2.1料場管理

2.1.1料場選擇

施期料場位于壩址下游約6km金沙江右岸。施期料場規劃開采范圍順水流方向長約342m，垂直水流方向寬約364m，投影面積約9.1萬m2，料場開采頂部高程約1110m，最終開采底部平臺高程850m?？們α?57萬m3，剝離層98萬m，剝采比為30.11，實際可利用的毛料759萬m3。

施期砂石加工系統所需毛料由施期料場提供。施期砂石加工系統前期采用施期料場上部白云巖加工，用作非大壩部位的混凝土骨料供應，剩余的白云巖全部運往白云巖堆場儲存。施期料場白云巖下部為儲量609萬m3的灰巖，施期砂石加工系統生產的灰巖骨料均供應970混凝土生產系統，根據970系統357萬m3混凝土生產任務，需要灰巖儲量495萬m3，施期料場灰巖儲備量大大滿足灰巖需求量。料源的唯一性，為灰巖骨料質量的穩定性奠定了基礎。

2.1.2開挖爆破

施期料場屬庫岸緩坡地段，易于進行大規模開挖，開挖采用深孔梯段擠壓爆破結合預裂爆破的方式進行。

根據以往工程經驗，灰巖小石針片狀較難達標，粗骨料粒形不佳。毛料粒徑不能大于砂石系統粗碎車間破碎設備最大進料粒徑800mm，小于5mm的含量不超過15%，小于0.075mm的含量不超過5%。預裂面邊坡形成光滑坡面，無明顯超欠挖現象。

為了滿足以上需求，灰巖大面積開挖前開展了開挖爆破試驗。通過不同的微差擠壓爆破參數、預裂爆破參數試驗，選出滿足石料粒級、成品率高、坡面光滑、超欠挖小的爆破參數。最優的開挖爆破參數為灰巖骨料質量的穩定性奠定了基礎。

2.1.3料源鑒定

根據設計要求，大壩混凝土全部使用灰巖骨料。在施期砂石系統全面轉序生產灰巖骨料時，料場依然是白云巖與灰巖交錯分布、邊界不清，開采生產灰巖骨料的同時也在剝離剔除白云巖。為確保進入砂石加工系統的灰巖毛料質量，現場實行一炮一鑒定。爆破完成后，監理組織參建各方對開挖料進行鑒定，確定有用料和無用料。

2.2生產系統質量控制

白云巖骨料只能用于非大壩的非抗沖耐磨部位的混凝土，灰巖骨料主要用于大壩及非大壩抗沖耐磨部位混凝土的骨料，也可用于其他部位混凝土骨料。

招標文件要求烏東德工程砂石骨料質量控制標準按照《水工混凝土施工規范》（DL/T5144）要求執行。施期砂石系統于2014年10月份開始設計，2015年3月25日正式啟動建設，2016年1月12日完成設備安裝，2016年4月15日完成廢水處理系統建安，2016年7月5日完成滿負荷聯機調試，開始生產白云巖骨料。

2.2.1砂石加工系統設計

2.2.1.1砂石加工系統組成

砂石加工系統主要由受料坑、粗碎車間及除泥篩分車間、半成品堆場、第一篩分車間、中細碎車間、第二篩分車間及調節堆場、超細碎車間及調節堆場、第三篩分車間、棒磨車間及調節料倉、石粉回收車間、成品粗細骨料堆場、供水系統、廢水處理系統、供配電系統等組成。為滿足970系統13萬m3/月的混凝土生產強度，系統處理能力設計為1100t/h，成品生產能力860t/h。

2.2.1.2設備選型的原則

（1）砂石加工系統的關鍵設備——破碎機、石粉回收裝置、篩分機、分級機、給料機、膠帶機、棒磨機、立軸破等均選用技術先進、單機產量高、質量可靠的國內外大型廠家生產的質量可靠的產品。

（2）設備的生產能力和產品質量能滿足工藝和質量的要求，并能靈活調整。

（3）相同工藝要求的設備，選用的型號規格盡可能相同，有利于配件供應的操作、維修。

（4）選用投資省、能耗低、環保性好的產品。

2.2.1.3砂石加工工藝流程設計

（1）工藝流程設計以合理、可靠、可調、保證產品質量為原則，系統采用四段破碎，即設置粗碎、中碎、細碎和超細碎。粗碎用于處理超徑石，中、細碎聯合調整粗骨料的級配，超細碎用于生產小石和制砂。其中粗碎開路生產，中碎和一篩分車間，細碎和二篩分車間，超細碎和三篩分車間形成閉路的破碎方案。立式沖擊破與棒磨機聯合制砂，設置石粉回收車間，以滿足和調整常態和碾壓砂的石粉含量。

（2）對毛料中含泥采用以棄代洗的方案，除泥篩分和第一篩分干法生產，第二、三篩分車間、特大石沖洗車間及棒磨制砂車間濕法生產。系統流程物料均經沖洗，保證成品骨料含泥量合格，杜絕成品砂中泥塊含量;立軸干法制砂與棒磨濕法制砂相結合的生產工藝;設置金屬探測器和電磁除鐵器作為設備保護裝置。

（3）根據工藝流程特大石從第一篩分車間取出，并經沖洗后進入成品骨料堆場;大石、中石從第二篩分車間取出;小石從第三篩分車間取出。成品砂由第二篩分車間、第三篩分車間及棒磨機共同生產，石粉回收車間補充常態砂及碾壓砂中的石粉含量。

整個工藝過程流暢、簡潔，設備負荷合理，從根本上保證產品的質量。

2.2.2骨料生產質量控制

2.2.2.1設備、工藝及時調整

烏東德工程建設部于2015年9月30日下發《金沙江烏東德水電站工程混凝土原材料及混凝土質量控制標準》（烏工建〔2015〕141號），要求烏東德工程大壩用骨料質量控制標準按照三峽企業標準《拱壩混凝土用細骨料技術要求及檢驗》（Q/CTG17-2015）、《拱壩混凝土用粗骨料技術要求及檢驗》（Q/CTG16-2015）規定執行。根據烏東德工程計劃，大壩混凝土計劃2017年3月份開始澆筑，2016年10月下旬開始進行灰巖骨料專項調試。

至11月中旬160組灰巖粗骨料各項檢測結果均滿足《拱壩混凝土用粗骨料技術要求及檢驗》（Q/CTG16-2015）規定。

至11月中旬40組的灰巖成品砂專項調試檢測數據反映：在施期砂石加工系統現有工藝并滿足產能的條件下，成品砂細度模數、石粉含量、微粒含量三項指標全部滿足《拱壩混凝土用細骨料技術要求及檢驗》（Q/CTG17-2015）的合格率僅為9.5%。

為了人工砂滿足三峽企業標準要求，對系統生產工況進行調整。調整后人工砂產能150t/h，且粗骨料的產能減半，不具備長時間生產的可能，不滿足大壩混凝土澆筑高峰期骨料需求。

根據系統調試試驗成果統計數據，二篩車間、立軸制砂車間及棒磨車間的產量和所占比例基本穩定。為保證成品砂滿足設計產能及三峽企業標準要求，對各車間產生的砂按照比例，在室內進行模擬試驗。

從試驗結果可知：在增加兩臺同型號棒磨機（保證4～5臺棒磨機同時運行），且將二篩車間成品砂截留一半至棒磨車間再加工，成品砂細度模數、石粉含量、微粒含量各項指標均能滿足三峽企業標準要求，且產能226.8t/h～249t/h，達到設計產能。

結合試驗成果建設部組織了專題會議研討，同意砂石加工系統增加兩臺棒磨機及相應配套設備的系統改造方案。

根據系統調試成果，系統改造完成前，為保證人工砂質量滿足三峽企業標準，按照骨料降效對應的工藝進行生產;改造完成后采用棒磨機“四

用一備”工況進行生產。

2.2.2.2試驗檢測成果反饋

生產運行單位應建立快捷、暢通的試驗成果傳達與反饋機制，及時將試驗成果及意見傳達到質控運行人員，利于指導生產。

試驗檢測人員按照《水工混凝土施工規范》（DL/T5144）規定的頻次對骨料進行生產檢測，檢測結果出來后，立即反饋給質量部，數據異常時，立即調查原因并進行調整。質量部建立檢測臺賬，根據檢測數據定期進行分析，發現有規律變化時，立即組織系統運行人員及試驗檢測人員進行原因分析，及時調整相關工藝或更換相關設備，保證骨料生產質量穩定。

2.2.2.3設備運行、維修

生產設備需進行日常維修、月度檢修保養，備足備品備件，保證系統持續正常運行。

（1）每天開機前對設備進行日常維護保養、每月進行檢修保養。

（2）建立設備維修臺賬，定期分析檢查，根據生產強度進行設備實際生命周期判定，準備足夠的備品、備件。

2.3骨料生產質量評價

施期砂石加工系統共計生產灰巖骨料975萬t，施工單位檢測人工砂1679組、小石1651組、中石1630組、大石1410組、特大石974組，主控項目合格率100%，一般項目合格率97.6%～100%。監理抽檢人工砂175組、小石175組、中石175組、大石153組、特大石114組，主控項目合格率100%，一般項目合格率96.9%～100%，生產質量等級評定為優良。

3結語

砂石骨料生產質量需從源頭抓起，料源就地取材且唯一、毛料高效高質開采、有用料的精細甄別，是骨料質量穩定的基礎。生產系統合理的設備選型、嚴格的工藝流程，是骨料生產質量的根本保證。試驗檢測信息的及時反饋、設備日常維修保養，是骨料生產質量穩定的保障。施期砂石加工系統運行至今，骨料生產質量穩定，生產能力滿足970拌和系統生產需求，為烏東德工程混凝土生產質量穩定奠定了堅實的基礎。

參考文獻：

[1]李秀梅;大型水利水電砂石加工系統的設計[J];礦山機械;2010年23期

[2]覃信海;陳虎;臺山核電廠人工砂石加工系統污水處理工藝探索[J];貴州水力發電;2011年03期