淺談金沙水電站砂石系統(tǒng)采取的環(huán)水保措施

覃 定 海

(四川二灘國際工程咨詢有限責(zé)任公司，四川 成都 611130)

1 工程概述

金沙水電站工程混凝土總量為150.72萬m3(其中RCC 7.67萬m3)，其中大壩及兩岸邊坡處理工程混凝土總量為36.5萬m3；電站工程混凝土總量為91.1萬m3；導(dǎo)流工程混凝土總量為21.98萬m3(其中RCC 7.67萬m3)。

該砂石系統(tǒng)位于左岸壩址上游新莊電廠，承擔(dān)工程所需全部混凝土骨料的生產(chǎn)任務(wù)，需生產(chǎn)混凝土骨料總量約356萬t，其中粗骨料242.1萬t，細骨料113.9萬t。砂石系統(tǒng)生產(chǎn)能力按滿足混凝土澆筑高峰強度7萬m3/月設(shè)計，生產(chǎn)四級配混凝土骨料設(shè)計小時處理能力為650 t/h，成品骨料生產(chǎn)能力為520 t/h，其中粗骨料生產(chǎn)能力為353 t/h，成品砂生產(chǎn)能力為167 t/h?；炷凉橇喜捎瞄_挖利用料加工獲取。

2 所采用的系統(tǒng)工藝

砂石加工系統(tǒng)主要由粗碎車間、半成品料場、特大石篩分車間、第一篩分車間、中碎車間、細碎車間、第二篩分車間、超細碎制砂料堆、超細碎車間、棒磨機料堆、棒磨機車間、成品料場、供水系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)等組成。生產(chǎn)工藝設(shè)計為三段破碎、立軸+棒磨聯(lián)合制砂，其中粗碎為開路生產(chǎn)，中細碎車間與第二篩分車間1-4#篩為閉路生產(chǎn)，立軸制砂與第二篩5-6#篩分閉路生產(chǎn)。

砂石加工系統(tǒng)利用原新莊電廠舊址，整體上分為5個平臺，主要車間布置于高程1 072、1 066.5、1 061 m平臺上，成品料場布置于高程1 052 m平臺上。水處理系統(tǒng)布置于高程1 026 m平臺。

3 砂石系統(tǒng)環(huán)保方案的設(shè)計及改進

金沙水電站砂石混凝土系統(tǒng)粗碎車間與35 kV變電站直線距離僅60 m，距離各標(biāo)段施工生活營地只有不到300 m。砂石系統(tǒng)運行過程中，粉塵將影響變電站相關(guān)電氣設(shè)備的絕緣性能及散熱性能，嚴(yán)重時可能會發(fā)生打火等故障，且其粉塵、噪音會對砂石系統(tǒng)運行人員、變電站值守人員及生活營地施作人員的職業(yè)健康造成影響，因此，噪音及粉塵控制既是重點，也是難點。由于該砂石混凝土系統(tǒng)位于攀枝花市西區(qū)、距市區(qū)上游約1 km，因此環(huán)水保問題倍受市民關(guān)注。

噪音、粉塵污染主要來自于生產(chǎn)過程中破碎設(shè)備運行及膠帶機卸料引起的噪音和粉塵、道路運輸及膠帶機運輸過程中產(chǎn)生的粉塵。根據(jù)以上情況，在設(shè)計過程中，分別從設(shè)備選型控制、增加除塵工藝設(shè)計、車間采用封閉結(jié)構(gòu)、增加噴霧除塵、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計等進行控制，以降低噪音和粉塵，對生產(chǎn)廢水進行集中處理并回收利用。

3.1 噪音控制設(shè)計

系統(tǒng)運行期間，各級破碎車間生產(chǎn)、各級篩分車間篩分、膠帶機運行產(chǎn)生的噪音均屬于固體振動、撞擊產(chǎn)生的噪聲，系穩(wěn)態(tài)噪聲。

(1)由于35 kV變電站位于粗碎車間上游側(cè)，距離粗碎車間僅有不到100 m的距離。粗碎車間破碎機生產(chǎn)運行時產(chǎn)生的噪音最高約達110 dB。在方案設(shè)計中，設(shè)計人員充分利用地形，將車間嵌入山坡內(nèi)，充分利用車間兩側(cè)的原始邊坡山脊地形作為隔聲屏障，在受料平臺上游側(cè)布置配電室。通過采取上述措施，阻斷了噪聲傳播方向，減少了其對上游側(cè)35 kV變電站的噪音影響。

(2)系統(tǒng)工程設(shè)備選型。砂石加工系統(tǒng)的主要破碎設(shè)備選用結(jié)構(gòu)經(jīng)優(yōu)化的設(shè)備，選用低噪音、密封性能好、空氣內(nèi)部循環(huán)的設(shè)備;篩分設(shè)備選用帶橡膠減振裝置、加隔振機座以降低噪聲且篩面采用聚胺脂材料;空壓機、壓縮機等主要設(shè)備選用低噪音、密封性能好、自帶消聲器的設(shè)備; 破碎設(shè)備采用帶橡膠減振裝置的設(shè)備。

(3)破碎車間是砂石加工系統(tǒng)主要產(chǎn)生噪音的地方。中(細)碎車間采取的降噪聲措施：在布置時選擇靠山位置，以山脊為屏障，阻斷兩側(cè)噪聲的傳播方向；在中(細)碎車間調(diào)節(jié)料倉下部立柱間砌空心磚形成隔音墻，以阻斷正面噪聲傳播。對立軸碎車間實施封閉降噪防塵，并且在車間前面修建配電室，利用配電室阻斷正面噪音的傳播。棒磨車間是該工程主要的噪音產(chǎn)生部位，根據(jù)敏感源的位置，單獨設(shè)置隔音墻。通過采取上述措施，阻斷了噪音傳播方向，避開了敏感受體，滿足了建筑施工場界噪聲限值要求。

(4)膠帶機骨料落料時碰擊鋼結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生噪音。設(shè)計時注意控制膠帶機與膠帶機間石料落料的高差，以減少石料下落的碰擊聲；膠帶機受料斗設(shè)計為保持石料自然堆積形式，以避免石料碰擊鋼結(jié)構(gòu)料斗，進而降低了噪聲；對產(chǎn)生噪聲的托輥、傳動滾筒等及時更換，以降低噪聲聲源。

(5)骨料破碎機械周邊操作人員的工作環(huán)境。利用多孔性吸聲材料建隔音值班室、休息室，隔音墻對受體和聲源之間起到了一定的隔離作用；操作人員全部佩戴防噪耳塞，以保障作業(yè)的聽力健康。

3.2 所實施的噪音控制改進措施

砂石系統(tǒng)全面投產(chǎn)后，根據(jù)運行情況，對部分噪音控制設(shè)計進行了改進，主要包括：對粗碎車間毛料運行道路增加了噪音控制措施；對料斗、溜槽、緩降器增加了噪音控制措施。

(1)粗碎車間毛料運行道路增加的噪音控制措施。

砂石系統(tǒng)運行初期，由于粗碎車間毛料運行道路位于35 kV變電站及粗碎車間之間且受地形限制，道路坡度達10%左右，重車上粗碎車間受料平臺時噪音較大，尤其是在夜間運料時，對35 kV變電站值班人員影響較大。經(jīng)過測試，噪音達76 dB(A)(含系統(tǒng)運行噪音)，超過了規(guī)范要求。因此，在粗碎道路側(cè)與35 kV變電站之間設(shè)置了一道隔音墻。隔音墻由高性能的高分子粘彈阻尼隔音涂層和約束阻尼層共同構(gòu)成約束阻尼結(jié)構(gòu)板，在受聲波振動激勵時，粘彈阻尼涂層能有效地將振動能轉(zhuǎn)化為熱能，從而起到高效的隔音作用。 安裝隔音墻后，在35 kV變電站值班室進行了測試，晝、夜噪聲控制在57.2 dB(A)和54.3 dB(A)，滿足了規(guī)范要求。

(2)料斗、溜槽、緩降器增加的噪音控制措施。

在砂石系統(tǒng)運行過程中，料斗、溜槽、緩降器等位置由于骨料與金屬敲擊、石打石等噪音較大，經(jīng)近距離測試，其瞬時噪音最大達87 dB(A)，對系統(tǒng)運行人員造成了較大影響。因此，通過直接在沖擊部位加設(shè)耐磨橡膠材料，最大限度地降低了噪音。在膠帶機料斗內(nèi)、給料機斗內(nèi)、篩分溜槽等部位形成料墊、減少料斗結(jié)構(gòu)磨損的同時，減少了骨料直接撞擊鋼材產(chǎn)生的噪音。

通過采取上述措施，確保了35 kV變電站值班室及施工營地、施工區(qū)周邊居民點等區(qū)域聲環(huán)境質(zhì)量滿足《建筑施工場界噪聲限值》(GB12523-2011)，將晝、夜噪聲控制在70 dB(A)和55 dB(A)；

3.3 粉塵控制設(shè)計

(1)根據(jù)以往的經(jīng)驗，對粗碎、中碎和細碎車間的破碎料噴霧增加濕度不影響砂石骨料的生產(chǎn)質(zhì)量且降塵效果良好，因此，對以上區(qū)域采取了用水噴霧除塵的措施。在每個破碎機進料和出料口安裝高壓水管路及噴霧裝置，生產(chǎn)過程中開啟噴霧水降塵。

(2)由于立軸制砂車間的揚塵相對小得多，故采用全封閉措施以控制粉塵和噪音污染，車間用彩鋼板封閉，外圍鋼結(jié)構(gòu)支撐。

(3)各分級篩分主要是對混合料進行分級，是產(chǎn)生粉塵點的主要部位。為降低粉塵，篩分車間全部采取水沖洗骨料的方式。

(4)對于揚塵較大且不適于進行封閉除塵的部位，如回采料場、粗碎車間、半成品料卸料點、成品料卸料點等部位采取了有效的噴霧除塵措施。

(5)對毛料運輸?shù)缆芳皥鰞?nèi)道路實施定時灑水降塵，特別是夏天干燥季節(jié)需要加大灑水降塵的頻率。

3.4 所實施的粉塵控制改進措施

砂石系統(tǒng)全面投產(chǎn)后，根據(jù)運行情況，對部分粉塵控制設(shè)計進行了改進，主要包括：(1)粗碎車間受料倉增設(shè)了粉塵控制措施；(2)粗碎至半成品料堆B1、B2、B3、B4膠帶機頭部落料點增設(shè)了粉塵控制措施。

(1)粗碎車間受料倉增設(shè)的粉塵控制措施。

粗碎車間因受料倉功能限制無法封閉，在設(shè)計時也未考慮采取其他粉塵控制措施。粗碎車間受料倉在毛料運輸車輛倒料時，毛料沖擊揚塵較大，為控制揚塵，首先采取的措施是對毛料車廂內(nèi)噴水淋濕，但其費時過長且車廂底部一時難以淋濕；后改為在受料倉邊墻頂部安裝噴淋頭，倒料時開通高壓噴頭在受料倉上部形成水幕，抑制了倒料沖擊揚塵，取得了良好的降塵效果。

(2)粗碎至半成品料堆B1、B2、B3、B4膠帶機頭部落料點增設(shè)的粉塵控制措施。

粗碎車間受料倉通過水幕進行降塵。但為降低用水量，只是在倒料時才開啟水幕，因此毛料通過C125顎式破碎機破碎后，多數(shù)半成品料仍為干料，含有干粉塵。金沙水電站砂石系統(tǒng)由于受地形限制，粗碎至半成品料堆要跨越503沖溝，因此，需由B1-B3膠帶機才能將其傳送至半成品料堆，通過設(shè)在B4膠帶機上的布料小車進行半成品料堆布料，各膠帶機機頭落料時形成揚塵點源，前期設(shè)計時，通過設(shè)置半封閉的受料斗做為控制落石及降塵的措施，但由于膠帶機難以完全封閉，風(fēng)季時揚塵較大，為控制揚塵，在膠帶機頭部設(shè)置了小型高壓噴頭進行噴霧降塵，取得了較好的降塵效果。

通過采取上述措施，確保了將35 kV變電站、施工營地、施工區(qū)周邊居民點等敏感體附近總懸浮顆粒物(TSP)的濃度限值控制在日均濃度≤0.3 mg/Nm3。

4 水環(huán)境保護的設(shè)計措施及改進

4.1 廢水處理措施

(1)在高程1 072、1 065、1 061 m平臺設(shè)計了坡度大于1%的排水溝，將生產(chǎn)廢水引入設(shè)置在高程1 061 m的石粉回收車間；高程1 065 m及1 061 m平臺為主要車間布置平臺，在場地硬化時將場平按1%橫坡向排水溝傾斜設(shè)置，以利于場地沖洗水自然流入排水溝。石粉回收車間采用由美國Krebs公司生產(chǎn)的旋流器和VDS512-4強力脫水篩，石粉回收量最大為60 t/臺·h，粒徑≥0.05 mm石粉回收率達95%以上。石粉回收后，通過膠帶機與二篩成品砂進行混合后進入成品砂料倉，以改善成品砂的級配組成，使成品砂細度模數(shù)及石粉含量達到設(shè)計要求。相對于傳統(tǒng)的沉淀回收系統(tǒng)，每年可節(jié)約運輸及成品砂細度模數(shù)調(diào)節(jié)等運行成本費用，并且減少了環(huán)境污染;對廢水進行預(yù)處理后，可大大減輕廢水處理廠的運行壓力，保證出水質(zhì)量。

(2)高程1 052 m平臺為成品骨料倉。該平臺的廢水主要是成品骨料的自然脫水，其水質(zhì)相對較好，因此，在該平臺成品骨料倉外兩側(cè)設(shè)置了縱向排水溝。由于該成品砂為水洗砂，因此，在砂倉內(nèi)設(shè)置了八條橫向排水盲溝與砂倉外兩側(cè)縱向的排水溝相連，在縱向排水溝未端設(shè)置沉淀池，廢水通過初步沉淀后接入主排水管自流入高程1 026 m平臺廢水處理系統(tǒng)進行處理。

(3)廢水經(jīng)石粉(細砂)回收車間預(yù)處理后由排水管自流入高程1 026 m平臺廢水處理系統(tǒng)配水井，配水井配水至輻流沉淀池，再由加藥間對輻流沉淀池投加混凝劑PAM(聚丙烯酰胺)和絮凝劑PAC(聚合氯化鋁)進行絮凝沉淀。輻流沉淀池沉淀后的出水和污泥脫水車間的出水自然流入回收水池，再將其抽至生產(chǎn)高位水池循環(huán)利用。輻流沉淀池底的泥通過渣漿泵房送至污泥脫水車間進行脫水處理，形成泥餅后運輸至渣場填埋。

4.2 廢水處理設(shè)計采取的改進措施

砂石系統(tǒng)運行后，廢水處理設(shè)計采取的改進措施主要包括：(1)半成品料堆廊道出口設(shè)置排水措施；(2)成品骨料倉廊道出口設(shè)置排水措施。

(1)在半成品料堆廊道出口設(shè)置排水措施。

由于粗碎車間至半成品料堆原設(shè)計為干法生產(chǎn)，為抑制揚塵，在粗碎車間受料倉及B1-B4膠帶機頭處均設(shè)置有噴霧設(shè)備，因此，半成品骨料堆廊道出口內(nèi)不可避免地將產(chǎn)生積水。為避免其對環(huán)境造成污染，監(jiān)理工程師要求承包人在半成品骨料廊道出口新設(shè)置了排水溝，將水引入高程1 065 m平臺主排水溝。

(2)在成品骨料倉廊道出口設(shè)置排水措施。

雖然成品骨料倉兩側(cè)設(shè)置有縱向排水溝，但由于部分骨料自然脫水后通過下料口進入了地弄，匯集后通過廊道出口自然外排，順高程1 050 m平臺坡面流淌，進而將影響環(huán)水保。因此，監(jiān)理工程師要求承包人在廊道出口設(shè)置一個沉淀池，將廢水初步沉淀后接入廢水排水主管道后引入廢水處理系統(tǒng)進行處理。

對表1、2、3相關(guān)檢測數(shù)據(jù)進行分析得知：通過采取上述措施，將整個砂石系統(tǒng)的生產(chǎn)廢水引入廢水處理系統(tǒng)，經(jīng)過“機械預(yù)處理”+“輻流沉淀池”+“機械壓濾脫水”的生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)廢水處理后的回收率達76.9%以上，回收水質(zhì)滿足生產(chǎn)再利用要求，達到了零排放目標(biāo)。

表1 廢水回收率檢測結(jié)果表

表2 廢水固形物含量檢測結(jié)果表

表3 回收水質(zhì)檢測結(jié)果表

注：廢水處理能力試驗采用時間段統(tǒng)計數(shù)據(jù)，生產(chǎn)廢水固形物含量采用烘干法檢測，回收水質(zhì)采用全自動水質(zhì)濁度檢測儀測定。

5 所實施的水土保持措施

5.1 系統(tǒng)場區(qū)水土保持設(shè)計

(1)在距邊坡開口線3 m的位置設(shè)置截水溝，縱向坡度根據(jù)地形設(shè)置，對于坡度較陡的位置設(shè)置消力坎；在公路開挖側(cè)和場內(nèi)局部位置設(shè)排水溝，縱向坡度根據(jù)公路和場地設(shè)置。通過設(shè)置截排水溝，減少了雨水對場區(qū)的沖刷，避免了場內(nèi)水土流失。

(2)在高程1 072～1 065、1 065～1 052以及1 060 m平臺立軸制砂車間邊坡坡腳設(shè)置了2 m高的漿砌石擋墻，上部設(shè)置框格梁；在框格梁內(nèi)覆土種植芭蕉樹固土護坡，并利用芭蕉樹的寬大葉面形成隔音及防塵屏障，從而進一步降低了噪音及揚塵，起到了良好的效果。

(3)針對金沙水電站所處的地理位置和氣候特征(全年大部分時間干燥少雨，降雨量集中在5～10月)，在場內(nèi)道路邊及各車間外沿裸露區(qū)域砌筑花臺，種植較耐干旱的三角梅及草種，以起到水土保持作用。

通過實施上述措施，對施工開挖的邊坡等進行擋護，保護了場地周圍的林草和水土，盡量減少了其對地表的擾動。從系統(tǒng)運行情況看，其對避免或減少因施工造成的水土流失起到了良好的效果。

6 結(jié) 語

金沙水電站砂石系統(tǒng)作為較大規(guī)模的人工砂石生產(chǎn)系統(tǒng)，其所處的地理位置距離攀枝花市區(qū)較近，環(huán)保水保方面的壓力較大，對于環(huán)保水保，在技術(shù)方面需要通過實際運行不斷地摸索與總結(jié)分析，進行相應(yīng)的改進。該系統(tǒng)所采用的環(huán)保水保技術(shù)取得了較為明顯的成效，通過自檢及第三方對相關(guān)數(shù)據(jù)的檢測(成都綜合巖礦測試中心)，基本實現(xiàn)了國家相關(guān)行業(yè)對環(huán)保水保的要求，其設(shè)計思路及所采取的措施可為今后同類人工砂石系統(tǒng)的建設(shè)提供借鑒。