浅谈乌东德水电站砂石加工系统生产质量控制

雷鸣

摘要：乌东德工程大坝混凝土全部采用施期砂石系统生产的灰岩骨料，骨料质量控制要求按照三峡企业标准执行。本文从料源选择、毛料开采、有用料甄别、生产系统设计、生产工艺选择、生产过程控制等方面进行了骨料质量控制分析，可供有关工程参考。

关键词：砂石加工;骨料;生产质量;控制

1工程概述

施期砂石加工系统位于坝址右岸下游约5.5km的阿巧沟下游平台，高程EL.880m～EL.965m之间。系统距下游的施期料场1.2km，毛料运输方便，施工干扰较小。施期砂石加工系统生产的灰岩骨料均供应970混凝土生产系统，除承担乌东德水电站大坝、二道坝工程混凝土总量约327万m3的骨料供应外，还须承担混凝土量约10万m3的非大坝部位的灰岩骨料供应，混凝土总量约337万m3，考虑超挖和施工损耗20万m3，合计357万m3，共需生产成品骨料约785万t。为满足高峰期混凝土浇筑强度，施期砂石加工系统设计毛料处理能力1100t/h，成品生产能力为860t/h。

2砂石加工系统质量控制

2.1料场管理

2.1.1料场选择

施期料场位于坝址下游约6km金沙江右岸。施期料场规划开采范围顺水流方向长约342m，垂直水流方向宽约364m，投影面积约9.1万m2，料场开采顶部高程约1110m，最终开采底部平台高程850m。总储量857万m3，剥离层98万m，剥采比为30.11，实际可利用的毛料759万m3。

施期砂石加工系统所需毛料由施期料场提供。施期砂石加工系统前期采用施期料场上部白云岩加工，用作非大坝部位的混凝土骨料供应，剩余的白云岩全部运往白云岩堆场储存。施期料场白云岩下部为储量609万m3的灰岩，施期砂石加工系统生产的灰岩骨料均供应970混凝土生产系统，根据970系统357万m3混凝土生产任务，需要灰岩储量495万m3，施期料场灰岩储备量大大满足灰岩需求量。料源的唯一性，为灰岩骨料质量的稳定性奠定了基础。

2.1.2开挖爆破

施期料场属库岸缓坡地段，易于进行大规模开挖，开挖采用深孔梯段挤压爆破结合预裂爆破的方式进行。

根据以往工程经验，灰岩小石针片状较难达标，粗骨料粒形不佳。毛料粒径不能大于砂石系统粗碎车间破碎设备最大进料粒径800mm，小于5mm的含量不超过15%，小于0.075mm的含量不超过5%。预裂面边坡形成光滑坡面，无明显超欠挖现象。

为了满足以上需求，灰岩大面积开挖前开展了开挖爆破试验。通过不同的微差挤压爆破参数、预裂爆破参数试验，选出满足石料粒级、成品率高、坡面光滑、超欠挖小的爆破参数。最优的开挖爆破参数为灰岩骨料质量的稳定性奠定了基础。

2.1.3料源鉴定

根据设计要求，大坝混凝土全部使用灰岩骨料。在施期砂石系统全面转序生产灰岩骨料时，料场依然是白云岩与灰岩交错分布、边界不清，开采生产灰岩骨料的同时也在剥离剔除白云岩。为确保进入砂石加工系统的灰岩毛料质量，现场实行一炮一鉴定。爆破完成后，监理组织参建各方对开挖料进行鉴定，确定有用料和无用料。

2.2生产系统质量控制

白云岩骨料只能用于非大坝的非抗冲耐磨部位的混凝土，灰岩骨料主要用于大坝及非大坝抗冲耐磨部位混凝土的骨料，也可用于其他部位混凝土骨料。

招标文件要求乌东德工程砂石骨料质量控制标准按照《水工混凝土施工规范》（DL/T5144）要求执行。施期砂石系统于2014年10月份开始设计，2015年3月25日正式启动建设，2016年1月12日完成设备安装，2016年4月15日完成废水处理系统建安，2016年7月5日完成满负荷联机调试，开始生产白云岩骨料。

2.2.1砂石加工系统设计

2.2.1.1砂石加工系统组成

砂石加工系统主要由受料坑、粗碎车间及除泥筛分车间、半成品堆场、第一筛分车间、中细碎车间、第二筛分车间及调节堆场、超细碎车间及调节堆场、第三筛分车间、棒磨车间及调节料仓、石粉回收车间、成品粗细骨料堆场、供水系统、废水处理系统、供配电系统等组成。为满足970系统13万m3/月的混凝土生产强度，系統处理能力设计为1100t/h，成品生产能力860t/h。

2.2.1.2设备选型的原则

（1）砂石加工系统的关键设备——破碎机、石粉回收装置、筛分机、分级机、给料机、胶带机、棒磨机、立轴破等均选用技术先进、单机产量高、质量可靠的国内外大型厂家生产的质量可靠的产品。

（2）设备的生产能力和产品质量能满足工艺和质量的要求，并能灵活调整。

（3）相同工艺要求的设备，选用的型号规格尽可能相同，有利于配件供应的操作、维修。

（4）选用投资省、能耗低、环保性好的产品。

2.2.1.3砂石加工工艺流程设计

（1）工艺流程设计以合理、可靠、可调、保证产品质量为原则，系统采用四段破碎，即设置粗碎、中碎、细碎和超细碎。粗碎用于处理超径石，中、细碎联合调整粗骨料的级配，超细碎用于生产小石和制砂。其中粗碎开路生产，中碎和一筛分车间，细碎和二筛分车间，超细碎和三筛分车间形成闭路的破碎方案。立式冲击破与棒磨机联合制砂，设置石粉回收车间，以满足和调整常态和碾压砂的石粉含量。

（2）对毛料中含泥采用以弃代洗的方案，除泥筛分和第一筛分干法生产，第二、三筛分车间、特大石冲洗车间及棒磨制砂车间湿法生产。系统流程物料均经冲洗，保证成品骨料含泥量合格，杜绝成品砂中泥块含量;立轴干法制砂与棒磨湿法制砂相结合的生产工艺;设置金属探测器和电磁除铁器作为设备保护装置。

（3）根据工艺流程特大石从第一筛分车间取出，并经冲洗后进入成品骨料堆场;大石、中石从第二筛分车间取出;小石从第三筛分车间取出。成品砂由第二筛分车间、第三筛分车间及棒磨机共同生产，石粉回收车间补充常态砂及碾压砂中的石粉含量。

整个工艺过程流畅、简洁，设备负荷合理，从根本上保证产品的质量。

2.2.2骨料生产质量控制

2.2.2.1设备、工艺及时调整

乌东德工程建设部于2015年9月30日下发《金沙江乌东德水电站工程混凝土原材料及混凝土质量控制标准》（乌工建〔2015〕141号），要求乌东德工程大坝用骨料质量控制标准按照三峡企业标准《拱坝混凝土用细骨料技术要求及检验》（Q/CTG17-2015）、《拱坝混凝土用粗骨料技术要求及检验》（Q/CTG16-2015）规定执行。根据乌东德工程计划，大坝混凝土计划2017年3月份开始浇筑，2016年10月下旬开始进行灰岩骨料专项调试。

至11月中旬160组灰岩粗骨料各项检测结果均满足《拱坝混凝土用粗骨料技术要求及检验》（Q/CTG16-2015）规定。

至11月中旬40组的灰岩成品砂专项调试检测数据反映：在施期砂石加工系统现有工艺并满足产能的条件下，成品砂细度模数、石粉含量、微粒含量三项指标全部满足《拱坝混凝土用细骨料技术要求及检验》（Q/CTG17-2015）的合格率仅为9.5%。

为了人工砂满足三峡企业标准要求，对系统生产工况进行调整。调整后人工砂产能150t/h，且粗骨料的产能减半，不具备长时间生产的可能，不满足大坝混凝土浇筑高峰期骨料需求。

根据系统调试试验成果统计数据，二筛车间、立轴制砂车间及棒磨车间的产量和所占比例基本稳定。为保证成品砂满足设计产能及三峡企业标准要求，对各车间产生的砂按照比例，在室内进行模拟试验。

从试验结果可知：在增加两台同型号棒磨机（保证4～5台棒磨机同时运行），且将二筛车间成品砂截留一半至棒磨车间再加工，成品砂细度模数、石粉含量、微粒含量各项指标均能满足三峡企业标准要求，且产能226.8t/h～249t/h，达到设计产能。

结合试验成果建设部组织了专题会议研讨，同意砂石加工系统增加两台棒磨机及相应配套设备的系统改造方案。

根据系统调试成果，系统改造完成前，为保证人工砂质量满足三峡企业标准，按照骨料降效对应的工艺进行生产;改造完成后采用棒磨机“四

用一备”工况进行生产。

2.2.2.2试验检测成果反馈

生产运行单位应建立快捷、畅通的试验成果传达与反馈机制，及时将试验成果及意见传达到质控运行人员，利于指导生产。

试验检测人员按照《水工混凝土施工规范》（DL/T5144）规定的频次对骨料进行生产检测，检测结果出来后，立即反馈给质量部，数据异常时，立即调查原因并进行调整。质量部建立检测台账，根据检测数据定期进行分析，发现有规律变化时，立即组织系统运行人员及试验检测人员进行原因分析，及时调整相关工艺或更换相关设备，保证骨料生产质量稳定。

2.2.2.3设备运行、维修

生产设备需进行日常维修、月度检修保养，备足备品备件，保证系统持续正常运行。

（1）每天开机前对设备进行日常维护保养、每月进行检修保养。

（2）建立设备维修台账，定期分析检查，根据生产强度进行设备实际生命周期判定，准备足够的备品、备件。

2.3骨料生产质量评价

施期砂石加工系统共计生产灰岩骨料975万t，施工单位检测人工砂1679组、小石1651组、中石1630组、大石1410组、特大石974组，主控项目合格率100%，一般项目合格率97.6%～100%。监理抽检人工砂175组、小石175组、中石175组、大石153组、特大石114组，主控项目合格率100%，一般项目合格率96.9%～100%，生产质量等级评定为优良。

3结语

砂石骨料生产质量需从源头抓起，料源就地取材且唯一、毛料高效高质开采、有用料的精细甄别，是骨料质量稳定的基础。生产系统合理的设备选型、严格的工艺流程，是骨料生产质量的根本保证。试验检测信息的及时反馈、设备日常维修保养，是骨料生产质量稳定的保障。施期砂石加工系统运行至今，骨料生产质量稳定，生产能力满足970拌和系统生产需求，为乌东德工程混凝土生产质量稳定奠定了坚实的基础。

参考文献：

[1]李秀梅;大型水利水电砂石加工系統的设计[J];矿山机械;2010年23期

[2]覃信海;陈虎;台山核电厂人工砂石加工系统污水处理工艺探索[J];贵州水力发电;2011年03期