劉文勇 劉萬浩 李 婷

四川某水電站壩區(qū)砂石加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案研究

劉文勇 劉萬浩 李 婷

四川某水電站砂石加工系統(tǒng)位于藏區(qū)高原，環(huán)境影響敏感性大，環(huán)保要求高,在兼顧投資和經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),項(xiàng)目對(duì)環(huán)境的影響是方案比選的關(guān)鍵因素，經(jīng)濟(jì)性好又對(duì)環(huán)境影響小的建設(shè)方案是基本選擇。

砂石加工系統(tǒng) 技術(shù)經(jīng)濟(jì) 藏區(qū)

1 工程概況

四川某水電站位于阿壩藏族羌族自治州金川縣境內(nèi)，地處高寒，是俄日河干流水電規(guī)劃梯級(jí)開發(fā)中的第三級(jí)。

該電站采用低閘引水式開發(fā)，建筑物主要由首部樞紐、引水隧洞和電站廠房組成。首部樞紐為閘壩型式，擋水壩壩段均采用混凝土重力壩，按 “正向泄洪排沙，側(cè)向取水”的布置型式，從左至右依次由左岸非溢流壩段、2孔泄洪閘、1孔沖沙閘、右岸非溢流壩段和取水建筑物組成，閘壩軸線長(zhǎng)105.6 m，閘壩頂高程為3 092.00 m，最大閘高17.0 m。引水隧洞采用常規(guī)的壓力隧洞，直徑4.2 m，隧洞全長(zhǎng)12.098 km。電站廠房采用地面廠房，安裝3臺(tái)混流式水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量69 MW。

本工程混凝土總量約13.23萬m3，計(jì)入其他有級(jí)配要求的砂石料后的砂石需求總量約18.36萬m3，折合40.40萬t，由壩區(qū)和廠區(qū)兩個(gè)砂石加工系統(tǒng)分別提供。其中由壩區(qū)砂石加工系統(tǒng)提供的砂石料凈量約8.27萬m3，折合18.21萬t，本文以其為代表對(duì)砂石加工系統(tǒng)做全面介紹。

2 料源規(guī)劃

根據(jù)地質(zhì)提供的資料，本工程燒熱天然砂卵石料和引水洞開挖料均可作為混凝土骨料來源。

燒熱砂卵石料場(chǎng)位于閘址下游0.7～1.7 km之間河段，開采運(yùn)輸條件較好。砂卵石料主要集中在主河道右岸，長(zhǎng)約1 000 m，寬約150 m?？砷_采厚度4.5 m，水上1.5 m，水下3 m，無用層厚0.3 m。料場(chǎng)有用層儲(chǔ)量63萬m3，無用層儲(chǔ)量4.5 萬m3。料場(chǎng)全級(jí)配：含砂率在18.83%～30.02%，平均 24.98%，大于 150 mm的超徑含量在 0～14.13%，平均4.71%。該砂礫石料場(chǎng)除砂料含泥量偏高及堆積密度偏小外，粗、細(xì)骨料的其它各項(xiàng)物性指標(biāo)均滿足要求。根據(jù)堿活性判定標(biāo)準(zhǔn)，粗、細(xì)骨料均為非活性骨料。

引水線路區(qū)岸坡山體雄厚，巖石風(fēng)化程度不深，地表以弱風(fēng)化為主，斷層、擠壓破碎帶等軟弱結(jié)構(gòu)面不發(fā)育，引水隧洞以微風(fēng)化至新鮮的中厚至厚層變質(zhì)砂巖為主，含少量板巖，電站施工開挖的微風(fēng)化至新鮮砂質(zhì)板巖洞渣料可作為人工骨料使用。根據(jù)堿活性判定標(biāo)準(zhǔn)，巖石為非活性骨料。

3 料源選擇與工藝比較

針對(duì)可行的料源與工藝，設(shè)計(jì)比較了燒熱天然砂卵石料場(chǎng)的天然料和利用引水洞開挖的人工料兩種料源，并對(duì)天然料進(jìn)行了純篩分、一段破碎和兩段破碎3個(gè)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，詳見表1。

考慮電站地處藏區(qū)高原，方案的選擇應(yīng)在兼顧投資的同時(shí)，減少工程施工對(duì)人民群眾生活造成的影響為前提，將方案2即：取用燒熱天然砂卵石料場(chǎng)、一段破碎方案作為推薦方案。該方案對(duì)周邊環(huán)境影響較小，占地較省，同時(shí)投資較省。

表1 砂石加工系統(tǒng)方案比較表

4 砂石加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 系統(tǒng)設(shè)施組成

根據(jù)選定的砂石加工系統(tǒng)工藝流程方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，砂石加工廠設(shè)于燒熱砂卵石料場(chǎng)，由毛料受料倉(cāng)、預(yù)篩車間、半成品暫存料堆、篩分車間、破碎車間、復(fù)篩車間、成品料堆及皮帶輸送機(jī)組成。

4.2 破碎設(shè)備選擇

破碎機(jī)選取應(yīng)與所處理的石料的可碎性、磨蝕性、給料的最大粒徑及要求的破碎能力等要求相適應(yīng)。本處處理的主要是篩分出的80~150 mm砂石及部分40~80 mm砂石。經(jīng)比選，設(shè)計(jì)選擇標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機(jī)作為中細(xì)碎設(shè)備，其具有工作可靠、磨損輕和揚(yáng)塵少等特點(diǎn)。

4.3 工藝流程

毛料在受料倉(cāng)卸料，經(jīng)給料機(jī)由皮帶輸送機(jī)輸送到預(yù)篩車間的重型振動(dòng)篩進(jìn)行預(yù)篩，＞150 mm超徑部分丟棄；＜150 mm的通過皮帶輸送機(jī)進(jìn)入半成品暫存料堆，設(shè)置半成品暫存料堆的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)毛料開采、運(yùn)輸中斷時(shí)可以利用暫存的毛料繼續(xù)生產(chǎn)，不至影響砂石加工廠正常運(yùn)行。

半成品料由皮帶輸送機(jī)輸送到篩分車間進(jìn)行篩分，經(jīng)圓振動(dòng)篩篩出80~150、40~80 mm和≤40 mm三種粒徑的砂石料。≤40 mm的料再經(jīng)圓振動(dòng)篩篩分出 20～40 mm、5～20 mm和<5 mm三個(gè)級(jí)別的砂石料。20～40、5～20 mm和一部分40~80 mm的砂石料由皮帶輸送機(jī)送至成品砂石料堆。<5 mm的砂經(jīng)螺旋洗砂機(jī)洗去含泥后由皮帶輸送機(jī)送至成品砂料堆。

將篩分出的80~150 mm砂石及剩余部分40~ 80 mm砂石由皮帶機(jī)輸送至破碎車間，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)圓錐式破碎機(jī)中細(xì)碎后再由皮帶機(jī)輸送至復(fù)篩車間篩分出成品砂礫石。

砂石加工廠工藝流程參見圖1。

經(jīng)處理后的骨料平衡見表2。

由表2可以看出，經(jīng)中、細(xì)碎處理后，砂卵石料的棄渣量較純篩分方案減少了71%，大大節(jié)省了料場(chǎng)取料量和后期棄料占地，從而更好地保護(hù)了原始自然景觀、維持了生態(tài)平衡。

5 結(jié)語

當(dāng)前，在我國(guó)水電建設(shè)中，還存在著管理落后、對(duì)料場(chǎng)私采亂開的問題，對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響，致使水土流失嚴(yán)重。本文通過對(duì)多種砂石加工方案和工藝流程的比選，最終選取了比較貼合本工程實(shí)際的方案，希望能夠?qū)ν惞こ?，特別是對(duì)少數(shù)民族聚居地等環(huán)境敏感地區(qū)水電工程的建設(shè)提供有益借鑒。

圖1 砂石加工系統(tǒng)工藝流程圖 （單位：mm）

表2 滑料平衡表

劉文勇 男 高級(jí)工程師 湖北省水利水電規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)院 湖北武漢 430064

劉萬浩 男 工程師 湖北省水利水電規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)院湖北武漢 430064

李 婷 女 工程師 湖北省水利水電規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)院湖北武漢 430064

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