嘉陵江草街航電樞紐船閘工程砂石料加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)及質(zhì)量控制

李得力，陳軻

（中交一航局第三工程有限公司，遼寧 大連 116001）

嘉陵江草街航電樞紐船閘工程砂石料加工系統(tǒng)和混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)主要承擔(dān)草街水電站船閘、廠房、5孔沖沙閘等部位混凝土所需骨料的生產(chǎn)任務(wù)，混凝土總量約為180萬m3，需砂石凈料量418.00萬t，其中碎石296.78萬t，砂121.22萬t?；炷良壟湟匀壟錇橹?，四級配為輔，并有少量的二級配、一級配[1]。根據(jù)混凝土高峰期月澆筑強(qiáng)度12萬m3/月，考慮澆筑損耗，不考慮成品料倉調(diào)節(jié)能力，砂石加工系統(tǒng)需要成品料生產(chǎn)能力為648 t/h，其中小石（5～20 mm）136 t/h、中石（20～40 mm）123 t/h、大石（40～80 mm）156 t/h、特大石（80～150mm）45 t/h，砂子生產(chǎn)能力為 188 t/h。系統(tǒng)由砂石加工系統(tǒng)（粗碎、中碎、細(xì)碎3個破碎車間及棒磨機(jī)車間；半成品料倉、1個調(diào)節(jié)料倉及成品料倉；一級篩分、二級篩分、三級篩分車間，石粉回收車間）、供水系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)及供電系統(tǒng)等組成。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

嘉陵江草街航電樞紐船閘工程砂石加工系統(tǒng)布置在馬鞍山人工骨料場附近。根據(jù)場地地形、地質(zhì)資料，將砂石加工系統(tǒng)布置在馬鞍山人工骨料場西南角，主要車間布置在高程275～305 m。根據(jù)類似工程施工經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)總體工藝設(shè)計(jì)為：

1）系統(tǒng)采用濕法生產(chǎn)的加工工藝。

2）對于生產(chǎn)碎石而言，采用2段破碎工藝，即粗碎和中碎。粗碎選用2臺反擊式破碎機(jī)，中碎選用2臺反擊式破碎機(jī)。粗碎車間布置在高程297.0m的平臺上，粗碎回車場布置在高程306.0 m的平臺上，粗碎布置意大利生產(chǎn)的PRM13和法國諾德伯格生產(chǎn)的NP1313反擊式破碎機(jī)各1臺。供料通過2臺振動喂料機(jī)篩分給料，大于150mm的毛料進(jìn)入破碎機(jī)破碎，小于150 mm的毛料進(jìn)入棄料篩進(jìn)行棄料篩除，然后通過皮帶將大于20 mm的毛料送到半成品料堆，在2臺破碎機(jī)底部各設(shè)1臺槽式給料機(jī)，通過1條膠帶機(jī)出料。中碎車間布置在高程280.0 m的平臺上，布置2臺NP1110反擊式破碎機(jī)，由一級篩分直接給料，由1條膠帶機(jī)出料，并返回到半成品料倉。

4）采用聯(lián)合制砂工藝，即沖擊式破碎機(jī)和棒磨機(jī)聯(lián)合制砂。制砂車間布置在高程277.0 m的平臺上，設(shè)置2臺沖擊破碎機(jī)，并在高程277.0m平臺上布置制砂調(diào)節(jié)料倉，由2條膠帶機(jī)給料，2條膠帶機(jī)出料。棒磨制砂車間布置在高程276.0m的平臺上，布置2臺型號為MZB2136棒磨機(jī)，1用1備，并在高程277.0 m平臺上布置制砂調(diào)節(jié)料倉，由2條膠帶機(jī)給料，出料進(jìn)入螺旋洗砂機(jī)，通過膠帶機(jī)送至成品砂堆場。

5）系統(tǒng)設(shè)置石粉回收工藝。石粉回收車間布置在高程276.0 m平臺上，緊臨棒磨制砂和三級篩分車間布置2臺ZX250泥漿凈化裝置，反循環(huán)砂石泵送進(jìn)料，回收的石粉直接落到砂膠帶機(jī)上。同時建設(shè)了2座刮砂池，協(xié)助進(jìn)行石粉回收。

2 質(zhì)量控制要點(diǎn)

2.1 產(chǎn)品質(zhì)量要求

1） 本工程骨料的粒徑分為80～150 mm，40～80mm，20～40mm，5～20mm 及＜5mm。

2）人工砂中的細(xì)度模數(shù)、石粉含量、泥塊含量和含水率4個指標(biāo)為人工砂生產(chǎn)加工中質(zhì)量控制的要點(diǎn)難點(diǎn)[2]，粗骨料中的含泥量、泥塊含量、超、遜徑含量及針片狀顆粒含量為粗骨料生產(chǎn)加工中質(zhì)量控制的要點(diǎn)難點(diǎn)[3]。見表1、表2。

表1 水工細(xì)骨料（砂）的質(zhì)量技術(shù)要求Table 1 Quality technical requirementofhydraulic fine aggregate

表2 水工粗骨料質(zhì)量技術(shù)要求Table 2 Quality technical requirementofhydraulic coarse aggregate %

2.2 影響砂石料質(zhì)量的原因分析

為確保砂石料質(zhì)量始終處于受控狀態(tài)，根據(jù)砂石料質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)和馬鞍山砂石系統(tǒng)生產(chǎn)特點(diǎn)，通過對開采、破碎、篩分、制砂等關(guān)鍵生產(chǎn)工藝的分析和研究，確定質(zhì)量控制要點(diǎn)，見表3。

表3 影響人工砂石質(zhì)量因素及質(zhì)量控制要點(diǎn)Table 3 The factorsaffecting the quality ofartificial aggregate and the quality controlpoints

2.3 質(zhì)量控制措施

2.3.1 毛料開采

在規(guī)定料區(qū)范圍開采；不定期對開采的巖石進(jìn)行強(qiáng)度鑒定，保證人工骨料的強(qiáng)度要求。覆蓋層、雜物、無用料等按規(guī)定清除并運(yùn)至指定的棄料場。嚴(yán)格控制鉆孔爆破質(zhì)量，改進(jìn)爆破效果，減小毛料爆破粒徑。對于邊長最大尺寸大于700 mm的塊石，用振動錐進(jìn)行二次解小后，再運(yùn)往石料篩分系統(tǒng)。裝運(yùn)過程中遇到斷層，發(fā)育節(jié)理、溶溝、溶洞等部位的無用料及其填充物，及時裝運(yùn)至指定棄渣場，避免無用料混入。

中亞和東亞2017年的核電裝機(jī)容量為101.8 GWe。該地區(qū)核電容量在2030年、2040年和2050年的高值情景預(yù)測值分別為173 GWe、258 GWe和310 GWe，低值情景預(yù)測值分別為116 GWe、131 GWe和145 GWe。

2.3.2 破碎

粗碎、中碎均采用反擊破碎工藝，顆粒形狀好，能有效控制粗骨料中針片狀顆粒含量，并有利于篩分工藝中超遜徑含量的控制。根據(jù)前倉混凝土的澆筑強(qiáng)度及混凝土級配的需求，及時調(diào)節(jié)反擊板與轉(zhuǎn)子的間隙，有效控制骨料各級配的含有率，防止骨料超遜徑超標(biāo)。須經(jīng)常檢查反擊式破碎機(jī)板錘磨損情況，并根據(jù)磨損情況調(diào)整排料口的尺寸，以控制最大排料粒徑不超過設(shè)計(jì)要求。

2.3.3 篩分

1） 篩分機(jī)安裝角度、篩網(wǎng)孔徑以及篩子振幅，應(yīng)根據(jù)多次生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果選擇，并經(jīng)常檢查各層篩網(wǎng)網(wǎng)孔，發(fā)現(xiàn)篩網(wǎng)磨損或篩孔磨損超限，立即停機(jī)修補(bǔ)或更換。

2）篩分車間所有用水的水質(zhì)水壓均應(yīng)符合人工砂石生產(chǎn)沖洗用水標(biāo)準(zhǔn)，篩分機(jī)嚴(yán)禁在無水或低于規(guī)定沖洗水壓的狀態(tài)下運(yùn)行，并控制各篩分機(jī)的給料量，防止因給料量過大而造成骨料遜徑和沖洗不干凈。對小于40 mm的毛料進(jìn)行洗泥，對大于40mm的骨料采用篩分中噴水沖洗工藝，能有效控制成品料的含泥量。

3）安排人員在半成品料倉，隨時撿出混入半成品料中的泥團(tuán)等雜物。

4）在粗碎車間，喂料振動篩（給料機(jī)）的下方安裝棄料篩，將小于20 mm的棄渣提前除去，減少半成品料倉中泥土等雜物的進(jìn)入。

5）成品骨料通過振動篩逐級篩分后，經(jīng)膠帶機(jī)進(jìn)入成品料倉。洗石機(jī)排出的污水由排水溝流入沉淀池，經(jīng)處理后再排入嘉陵江。為防止成品料倉遭受二次污染，除在料倉四周建設(shè)擋墻外，在成品料倉周圍設(shè)置截水溝及排水溝。

2.3.4 制砂

制砂工藝中采用沖擊式破碎機(jī)和棒磨機(jī)聯(lián)合制砂，既能提高人工砂的產(chǎn)量，又能有效調(diào)節(jié)砂的細(xì)度模數(shù)。定期對立軸沖擊式破碎機(jī)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)破碎機(jī)的稱板損壞或磨損嚴(yán)重及時更換或調(diào)整，嚴(yán)格控制給料量、給料粒徑和給水量，提高破碎機(jī)的生產(chǎn)能力及成砂率。棒磨機(jī)的制砂細(xì)度模數(shù)易于調(diào)節(jié)，砂的粗細(xì)跟鋼棒量、棒徑級配、給水量、進(jìn)料量、給料粒徑有關(guān)，故在運(yùn)行過程中加強(qiáng)巡視并及時調(diào)整。

1）人工砂細(xì)度模數(shù)控制。根據(jù)馬鞍山砂石加工系統(tǒng)人工砂生產(chǎn)工藝流程，成品砂由4部分組成（立軸破碎機(jī)產(chǎn)砂＋棒磨機(jī)產(chǎn)砂＋預(yù)篩分篩下的砂＋回收石粉），而濕法生產(chǎn)時人工砂的細(xì)度模數(shù)控制主要取決于棒磨機(jī)和石粉回收工藝，故人工砂的細(xì)度模數(shù)調(diào)整可以采取以下措施：通過調(diào)整立軸沖擊式破碎機(jī)的生產(chǎn)能力及成砂率，調(diào)整成品砂的細(xì)度模數(shù)；通過調(diào)整棒磨機(jī)裝棒量、棒徑級配、給水量、進(jìn)料量、給料粒徑，調(diào)整成品砂的細(xì)度模數(shù)；通過利用泥漿凈化設(shè)備及刮砂池控制人工砂中的石粉含量，并降低人工砂的細(xì)度模數(shù)。

2）人工砂含水率的控制采用機(jī)械脫水和堆存脫水相結(jié)合的方法。機(jī)械脫水采用振動篩脫水工藝。堆存脫水是設(shè)計(jì)較大容量的成品砂倉，馬鞍山砂石加工系統(tǒng)成品砂倉能滿足混凝土連續(xù)高強(qiáng)度生產(chǎn)10 d的需要，保證成品砂有足夠的脫水時間，同時成品砂倉設(shè)防雨棚，料倉采用混凝土底板，并在底板上設(shè)排水盲溝和集水溝，以保證成品砂含水率穩(wěn)定。

2.3.5 質(zhì)量檢測

在馬鞍山砂石骨料加工場建設(shè)現(xiàn)場試驗(yàn)室并派駐試驗(yàn)人員，對每班生產(chǎn)的成品骨料進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，及時將質(zhì)量信息反饋給生產(chǎn)工區(qū)和現(xiàn)場調(diào)度，出現(xiàn)異常及時處理。確保成品骨料的各項(xiàng)指標(biāo)滿足施工規(guī)范的要求。

2.3.6 成品料堆放

布置4個粗骨料堆場和1個砂堆場。粗骨料堆場堆高15 m，采用單點(diǎn)堆料。砂堆場堆高18 m，長100m，采用卸料小車堆料，并對骨料的堆高進(jìn)行監(jiān)控，避免產(chǎn)生混料現(xiàn)象。在特大石（80～150 mm）倉、大石（40～80 mm）倉和中石（20～40 mm）倉均設(shè)有緩降器，防止碎石骨料發(fā)生再次破碎，確保成品碎石遜徑含量不超標(biāo)。

3 結(jié)語

砂石料是構(gòu)成現(xiàn)代建筑主體的基本材料，砂石料質(zhì)量的好壞，直接影響著混凝土質(zhì)量，因此必須通過合理的生產(chǎn)工藝及行之有效的控制措施，才能有效控制成品骨料的質(zhì)量，并為工程提供質(zhì)量穩(wěn)定可靠的砂石骨料。

[1]中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司.重慶市嘉陵江航運(yùn)開發(fā)草街航電樞紐船閘工程工程初步設(shè)計(jì)[R].2004.Power China Chengdu Engineering Co.,Ltd.Primary design of Chongqing Jialing River shipping development Caojie navigationpower junction lock project[R].2004.

[2]GB/T 14684—2001，建筑用砂[S].GB/T 14684—2001,Sand forbuilding[S].

[3]SL 352—2006，水工混凝土砂石骨料試驗(yàn)規(guī)程[S].SL 352—2006,Testcode foraggregatesofhydraulic concrete[S].