四川某水电站坝区砂石加工系统设计方案研究

刘文勇 刘万浩 李 婷

四川某水电站坝区砂石加工系统设计方案研究

刘文勇 刘万浩 李 婷

四川某水电站砂石加工系统位于藏区高原，环境影响敏感性大，环保要求高,在兼顾投资和经济效益的同时,项目对环境的影响是方案比选的关键因素，经济性好又对环境影响小的建设方案是基本选择。

砂石加工系统 技术经济 藏区

1 工程概况

四川某水电站位于阿坝藏族羌族自治州金川县境内，地处高寒，是俄日河干流水电规划梯级开发中的第三级。

该电站采用低闸引水式开发，建筑物主要由首部枢纽、引水隧洞和电站厂房组成。首部枢纽为闸坝型式，挡水坝坝段均采用混凝土重力坝，按 “正向泄洪排沙，侧向取水”的布置型式，从左至右依次由左岸非溢流坝段、2孔泄洪闸、1孔冲沙闸、右岸非溢流坝段和取水建筑物组成，闸坝轴线长105.6 m，闸坝顶高程为3 092.00 m，最大闸高17.0 m。引水隧洞采用常规的压力隧洞，直径4.2 m，隧洞全长12.098 km。电站厂房采用地面厂房，安装3台混流式水轮发电机组，总装机容量69 MW。

本工程混凝土总量约13.23万m3，计入其他有级配要求的砂石料后的砂石需求总量约18.36万m3，折合40.40万t，由坝区和厂区两个砂石加工系统分别提供。其中由坝区砂石加工系统提供的砂石料净量约8.27万m3，折合18.21万t，本文以其为代表对砂石加工系统做全面介绍。

2 料源规划

根据地质提供的资料，本工程烧热天然砂卵石料和引水洞开挖料均可作为混凝土骨料来源。

烧热砂卵石料场位于闸址下游0.7～1.7 km之间河段，开采运输条件较好。砂卵石料主要集中在主河道右岸，长约1 000 m，宽约150 m。可开采厚度4.5 m，水上1.5 m，水下3 m，无用层厚0.3 m。料场有用层储量63万m3，无用层储量4.5 万m3。料场全级配：含砂率在18.83%～30.02%，平均 24.98%，大于 150 mm的超径含量在 0～14.13%，平均4.71%。该砂砾石料场除砂料含泥量偏高及堆积密度偏小外，粗、细骨料的其它各项物性指标均满足要求。根据碱活性判定标准，粗、细骨料均为非活性骨料。

引水线路区岸坡山体雄厚，岩石风化程度不深，地表以弱风化为主，断层、挤压破碎带等软弱结构面不发育，引水隧洞以微风化至新鲜的中厚至厚层变质砂岩为主，含少量板岩，电站施工开挖的微风化至新鲜砂质板岩洞渣料可作为人工骨料使用。根据碱活性判定标准，岩石为非活性骨料。

3 料源选择与工艺比较

针对可行的料源与工艺，设计比较了烧热天然砂卵石料场的天然料和利用引水洞开挖的人工料两种料源，并对天然料进行了纯筛分、一段破碎和两段破碎3个方案进行技术经济比较，详见表1。

考虑电站地处藏区高原，方案的选择应在兼顾投资的同时，减少工程施工对人民群众生活造成的影响为前提，将方案2即：取用烧热天然砂卵石料场、一段破碎方案作为推荐方案。该方案对周边环境影响较小，占地较省，同时投资较省。

表1 砂石加工系统方案比较表

4 砂石加工系统设计

4.1 系统设施组成

根据选定的砂石加工系统工艺流程方案进行设计，砂石加工厂设于烧热砂卵石料场，由毛料受料仓、预筛车间、半成品暂存料堆、筛分车间、破碎车间、复筛车间、成品料堆及皮带输送机组成。

4.2 破碎设备选择

破碎机选取应与所处理的石料的可碎性、磨蚀性、给料的最大粒径及要求的破碎能力等要求相适应。本处处理的主要是筛分出的80~150 mm砂石及部分40~80 mm砂石。经比选，设计选择标准圆锥破碎机作为中细碎设备，其具有工作可靠、磨损轻和扬尘少等特点。

4.3 工艺流程

毛料在受料仓卸料，经给料机由皮带输送机输送到预筛车间的重型振动筛进行预筛，＞150 mm超径部分丢弃；＜150 mm的通过皮带输送机进入半成品暂存料堆，设置半成品暂存料堆的优点是当毛料开采、运输中断时可以利用暂存的毛料继续生产，不至影响砂石加工厂正常运行。

半成品料由皮带输送机输送到筛分车间进行筛分，经圆振动筛筛出80~150、40~80 mm和≤40 mm三种粒径的砂石料。≤40 mm的料再经圆振动筛筛分出 20～40 mm、5～20 mm和<5 mm三个级别的砂石料。20～40、5～20 mm和一部分40~80 mm的砂石料由皮带输送机送至成品砂石料堆。<5 mm的砂经螺旋洗砂机洗去含泥后由皮带输送机送至成品砂料堆。

将筛分出的80~150 mm砂石及剩余部分40~ 80 mm砂石由皮带机输送至破碎车间，经标准圆锥式破碎机中细碎后再由皮带机输送至复筛车间筛分出成品砂砾石。

砂石加工厂工艺流程参见图1。

经处理后的骨料平衡见表2。

由表2可以看出，经中、细碎处理后，砂卵石料的弃渣量较纯筛分方案减少了71%，大大节省了料场取料量和后期弃料占地，从而更好地保护了原始自然景观、维持了生态平衡。

5 结语

当前，在我国水电建设中，还存在着管理落后、对料场私采乱开的问题，对环境造成负面影响，致使水土流失严重。本文通过对多种砂石加工方案和工艺流程的比选，最终选取了比较贴合本工程实际的方案，希望能够对同类工程，特别是对少数民族聚居地等环境敏感地区水电工程的建设提供有益借鉴。

图1 砂石加工系统工艺流程图 （单位：mm）

表2 滑料平衡表

刘文勇 男 高级工程师 湖北省水利水电规划勘测设计院 湖北武汉 430064

刘万浩 男 工程师 湖北省水利水电规划勘测设计院湖北武汉 430064

李 婷 女 工程师 湖北省水利水电规划勘测设计院湖北武汉 430064

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