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新型式水电设施材场抉择和石块施工体系运转研讨预设

发布日期:2011-07-05 来源: 中国破碎机网 查看次数: 188 

核心提示:
  

  1砂石加工系统的任务

  砂石系统主要承担大花水水电站主体及临建工程约80万m 3混凝土骨料的加工任务,需加工净砂石骨料约176万t,其中碎石118万t、砂58万t.混凝土骨料各级粒径的数量及综合配比。

  2料场选择

  本工程预可行性研究阶段根据上、下坝址位置及所需用料情况,从地质的角度初步选择了右岸龙洞料场、江边村料场及左岸平山料场、光中料场等4个料场。进入可行性研究和招标设计阶段后,河流开发方式发生了改变,工程枢纽位置转向下坝址,初选的4个料场中距下坝址*近就只有江边村1个料场了,故江边村料场成为可行性研究阶段的重点勘探对象。江边村料场位于坝址右岸上部,至坝址直线距离约300m,分布高程为10001200 m,比坝顶高程873m高出100300m.料场南侧为福泉市至开阳县的县级公路,西侧有福泉市江边村至王卡村的乡村公路通过。料场周边的地形在北面为高差50100m的陡壁,而东、南、西三面则较为平缓。料场范围内坡面平缓,有零星覆盖层分布,地层岩性为P1q+m厚层灰岩。

  料场选择与砂石系统布置是否合理,是涉及工程建设工期能否缩短、建设费用能否降低、运输线路是否顺畅、施工是否安全方便、运行是否稳定可靠的关键因素,也就是说,料场位置的选择直接关系到施工总体布置格局。因此,在进入可行性研究和招标设计阶段后,对料场选择持特别重视的态度,进行了很多研究工作。

  21以江边村料场为前提的施工总体布置初步分析

  在预可行性研究阶段基础上进行了以江边村料场为前提的施工总体布置,布置结果是:(1)料场开采需要从上游新修约4km左右长的料场开采道路。

  (2)砂石混凝土系统的布置,通过上下游方案比较后确定在下游。

  (3)料场开采的毛料运输方案,经竖井、溜槽、公路等方案的比较后确定采用公路运输方案,该方案毛料的运输需经过坝址上游再返回穿过右坝肩方能进入砂石加工系统的粗碎车间,其运距约5km.

  (4)施工总布置占地约290hm2,其中施工用地约236hm2。

  (5)本工程左岸重力墩、引水系统、地面厂房等大体积混凝土建筑物均布置在左岸,故混凝土入仓必须考虑过河运输等工艺问题。

  综上所述,该料场在开采、运输、施工用地、混凝土运输等方面的成本较高是显而易见的。

  22增选二桥料场作为比选料场

  针对上述江边村料场存在的问题,设计与地质等专业人员经多次现场踏勘、分析后,又在坝址左岸下游选择了二桥料场作为研究对象。二桥料场位于坝址下游,至坝址直线距离约300m,分布高程为800966m.料场西侧有福泉市至开阳县的县级公路,东面及北东面(临河床面)有50110m高差的陡壁,南面和西面较为平缓,北面发育有切深约100m的大冲沟,冲沟内在汛期有短暂流水。

  料场范围内坡面平缓、基岩裸露,地层岩性为P1q+m厚层灰岩。

  23二桥料场和江边村料场的比选分析

  为便于将二桥料场和江边村料场进行比较,对江边村料场及二桥料场重新进行了详细的地质测绘、勘探及取样试验工作。取样试验表明P 1q+m厚层质纯的灰岩除偶含燧石结核外无碱活性问题,质量满足要求。

  231江边村料场分析

  从施工角度来看,上游右岸的江边村料场存在如下几个主要问题:

  (1)按照水工枢纽布置,枢纽主要建筑物均布置在左岸,若选择右岸江边村料场,显然不是很合理。

  (2)右岸江边村料场,后期混凝土入仓难度大,必须考虑混凝土过河问题。

  (3)由于右岸江边村料场位置太高,其料场顶部1200m高程至坝顶873m高程的高差有近300m,因而进入开采工作面必须新修约4km长的公路。

  (4)右岸江边村料场与砂石加工系统、混凝土拌和系统的衔接也是难点之一。根据前述的现场实际地形,适合砂石加工系统、混凝土拌和系统布置的场地主要在北面陡壁下方,这样料场与粗碎车间之间就被陡崖隔断了,如果运输方式假设采用汽车运输,则运距达5km左右,且必须从上游经右坝肩再至粗碎车间;若采用竖井或溜槽方式开采,则竖井工程量大、降段困难,同时溜槽方式开采还必然造成料场开采与运输道路的干扰,这是因为运输道路要从料场下方经过方能至陡崖边上。

  (5)若选择右岸江边村料场,则施工用地将比左岸二桥料场要多13933hm2,从而会导致工程投资增加。

  232二桥料场分析

  从施工角度来看,左岸下游的二桥料场的优点主要有:(1)二桥料场的岩石性质与右岸江边村料场一样,其质量能满足工程需要。

  (2)二桥料场能适应水工枢纽布置,把料场、砂石加工系统、混凝土系统布置成一线,故混凝土入仓工艺较为简单,较右岸布置可大大节约工程投资。

  (3)二桥料场开采基本上不需修建公路,其道路修建也是料场开采的一部份。

  二桥料场也存在一些缺陷,但比较容易解决,主要有如下方面:

  (1)料场的周边公路及砂石加工系统距二桥料场开采区的距离太近,没有超出安全警戒线。但这个问题可采用调整开挖掌子面方向和装药量的措施来控制;同时,可采用严格控制放炮时间、加强管理等措施加以克服。

  (2)砂石加工系统布置范围太小,布置时要相对困难一些。

  (3)二桥料场勘探储量为1528?10 4m 3,不能满足规范要求(勘探储量为需要储量的2倍),但可采取增选备用料场来解决。

  233料场的选定

  从二桥料场和江边村料场的分析结果来看,二桥料场显然优于江边村料场,但二桥料场存在的第(3)缺陷不容忽视。为此,设计部门对二桥料场进行了深入的料场施工开采规划,其储量计算成果。

  前面已经说过料场要承担约80万m3混凝土骨料加工的料源,要求料场可采储量为103万m 3.可以看出,本料场开采至900m高程已基本满足料场要求的可采储量103万m 3的需要。即使103万m3在工程实施时还出现不够的问题,至少还有两个办法来解决:一是再往下开采10m至890m高程,这是因为890m高程至下部1号交通洞洞顶至少还有34m的厚度,不会影响1号交通洞的安全;二是料场北面的跨冲沟也是同一种类的岩石,可作为备用料场。因此,二桥料场的储量应该是能满足工程需要的,故选定二桥料场为本工程混凝土骨料毛料场。

  3砂石加工系统设计

  31砂石加工系统设计规模

  该系统按高峰时段月平均混凝土浇筑强度8万m3设计,要求具备高峰月能生产176万t成品砂石料的能力,其中成品砂为58万t/月、成品碎石为118万t/月;系统在高峰月应具备的毛料处理能力为2288万t/月,若按每月工作25d、每天14h(二班生产)计,则系统的毛料处理能力为654t/h.

  32砂石加工系统的平面布置

  料场选定后,砂石加工系统的平面布置根据本工程枢纽布置特点及现场实际地形情况,结合施工总体布置和料场布置等因素考虑。为了利于砂石骨料加工,减少弃料运输,本加工系统就近布置在左岸大坝下游约1km的二桥料场附近,地面高程为890923m,但场地较小。系统总体布置既要考虑各车间、设施之间的平面、空间布置的合理性,又要在保证砂石系统正常运行的前提下尽量减少转运环节、减少土建工程量,还需考虑设备运输、水源、电源线路的布置,以及与系统建设有关的各种因素。因此,在场地较小的情况下进行了多方案的设计比较工作。*终选取的较优的总体布置方案为:系统依次从高到低布置有粗碎车间、半成品料仓、预筛分车间、中碎车间、细碎制砂车间、筛分车间、石粉回收系统,以及1号转料仓、2号转料仓、制砂车间、成品料仓;同时,中碎与预筛分、细碎制砂与筛分考虑闭路生产。

  33砂石加工系统的工艺流程

  根据设计生产规模及所选设备破碎产品粒径比例,粗碎设备选用NP1313型反击式破碎机,选用NP1315型反击式破碎机为中细碎或超径破碎设备。

  制砂设备除选用2台BL8500立轴式冲击破碎机外,还选用1台MBZ2136棒磨机作为砂子细度模数调整及备用设备(示生产情况而定是否安装,但在布置中需要留出布置位置)。本砂石加工系统配置的主要设备。

  超细碎立轴式冲击破碎机是一种较新型的制砂设备,它采取以破代磨技术,与筛分设备构成闭路循环来生产人工砂,具有制砂成本低的优点,其制出的砂粒形状较好,但细度模数往往偏粗,所以在前段时期设计采用了立轴式冲击破碎机+棒磨机联合制砂工艺,这是因为棒磨机制出的砂具有较好的粒形和粒度组成,且砂的细度模数可灵活调整。鉴于棒磨机的单位能耗高、钢棒耗量大,故制砂成本相对较高,所以采用超细碎立轴冲击式破碎机来生产中粗砂。超细碎立轴冲击式破碎机生产的中粗砂与棒磨机生产的细砂及回收的石粉按一定比例均匀掺混后,即可生产出符合质量要求且成本相对较低的人工砂。

  据索风营水电站砂石加工系统资料分析统计,采用立轴冲击式破碎机生产的人工砂的细度模数基本上28左右,但不同岩性的料源,其可碎性、磨蚀性、破碎粒度级配等参数一般有较大差异;即使是同类岩性,也会由于生成的地质年代、分布区域的不同而有所差别。因此,为使砂石系统工艺设计建立在较为可靠的基础之上,配置棒磨机作为砂子细度模数调整设备及制沙备用设备是必要的。至于棒磨机是否要安装,可在系统先期实际生产运行情况分析后再行确定,关键是在砂石加工系统平面布置时要留出棒磨机的布置位置及其配套工艺的布置位置。

  在进行本系统工艺设计时,按照设计生产规模和加工级配比例作了级配平衡计算分析,计算成果经平衡后多余的砂石量经闭路至细碎(制砂)车间破碎后又回至筛分车间,再经筛分以达到骨料平衡,详细加工工艺流程。本系统的主要技术经济指标。

  4结语

  由于大花水水电站料场选择发生了变化,其施工总体布置格局也发生了非常大的变化,施工用地由原设计的290hm2降为9133hm2,根据工程建设征地和移民安置规划,仅此一项将节约近4000多万元投资;混凝土入仓工艺也大大简化,其节约投资也是比较明显的;砂石加工系统占地仅23万m 2,仅为乌江渡水电站的1/3,比索风营水电站砂石系统的1/2还要少,在同等规模的水电工程中可以讲是占地*少的。目前大花水水电站砂石加工系统已按设计建成投产,仅棒磨机制砂工艺暂未安装。

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