水利工程論文-小浪底土石壩的砂石料加工系統(tǒng)摘要：小浪底大壩砂石料加工系統(tǒng)利用河灘沖積砂卵石料在同一系統(tǒng)生產(chǎn)土石壩的反濾料、過渡料，設(shè)計生產(chǎn)率高達1600t/h，在國內(nèi)是第一家。在近五年的實際生產(chǎn)過程中，積累了寶貴的經(jīng)驗。本文從系統(tǒng)的工藝流程和系統(tǒng)布置、生產(chǎn)能力設(shè)計、設(shè)備選型、運行管理等方面著手，對該加工系統(tǒng)的先進性和其在小浪底大壩比計劃提前13個月完工中所發(fā)揮的重要作用，以及在歷時五年運行當中出現(xiàn)的問題及對策進行了客觀分析。關(guān)鍵詞：砂石料加工系統(tǒng)反濾料過渡料填筑質(zhì)量工程進度工藝流程系統(tǒng)布置設(shè)備選型運行管理1.引言小浪底大壩為壤土斜心墻土石壩，其壩高154m，壩頂長1666.3m，壩體總填筑量5184.7萬m3，其中反濾料有261萬m3，過渡料320萬m3。小浪底土石壩的砂石料加工系統(tǒng)主要就是用來生產(chǎn)大壩的反濾料和過渡料。反濾料在土石壩中起保護防滲土料不被滲透水流帶走的重要作用，過渡料在土石壩中起保護反濾料并向堆石區(qū)過渡的作用，而且在大壩的填筑施工過程中要求反濾料和過渡料隨壩體平起填筑，因此反濾料和過渡料的生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)量對土石壩填筑施工的質(zhì)量和進度具有直接影響。小浪底大壩是由以國際知名的意大利英波吉洛公司為責任方的黃河承包商承建，大壩的砂石料加工系統(tǒng)也是由他們自行設(shè)計修建的。系統(tǒng)除了主要生產(chǎn)反濾料、過渡料外，還擔負了大壩所需的砼骨料、5區(qū)摻和料骨料、路基料等多種料的生產(chǎn)，整個系統(tǒng)的流程和布置比單純的砼骨料加工系統(tǒng)要復雜得多，這些要求系統(tǒng)的設(shè)計和布置有很高的兼容性、開放性，要求對系統(tǒng)的運行管理水平要很高以保證其正常穩(wěn)定的運行。該加工系統(tǒng)于95年10月投產(chǎn)，經(jīng)過歷時五年的高強度施工，大壩于2000年6月底提前計劃13個月勝利填筑到頂，大壩的砂石料加工系統(tǒng)按質(zhì)按量生產(chǎn)的反濾料和過渡料為這一勝利的取得發(fā)揮了重要作用。并且，利用河灘沖積砂卵石料在同一系統(tǒng)生產(chǎn)土石壩的反濾料、過渡料，且設(shè)計生產(chǎn)率高達1600t/h的砂石料加工系統(tǒng)在國內(nèi)是第一次，積累了寶貴的經(jīng)驗。2.料源及成品料級配2.1料源反濾料、過渡料毛料取自壩址下游67.5Km處的馬糞灘料場，勘探儲量約766萬m3，天然級配如表一所示，由表可見粒徑80mm以上約占一半，粗砂（1.25mm）、小石（520mm）含量較少，細砂（1.2mm以下）含量很大。2.2反濾料級配要求合同文件中要求生產(chǎn)的2A、2B、2C三種反濾料由滿足合適級配的砂和礫石組成，并提出了三條級配曲線，承包商為了能精確配取反濾料，也為了能同時利用本系統(tǒng)生產(chǎn)大壩基礎(chǔ)所需的砼骨料的方便，根據(jù)級配曲線計算出各種骨料所占的理論重量百分數(shù)如表二示：由上表可看出，反濾料粒徑都在80mm以下，其中205mm，51.2mm用量較大。加工系統(tǒng)按上表粒徑范圍生產(chǎn)出不同粒徑的成品砂石骨料，利用準確的稱量系統(tǒng)，按表二的百分數(shù)調(diào)配后充分混和，以達到合同文件中對反濾料的級配要求。2.3過渡料級配要求按照合同文件要求和工程師的批準，過渡料級配曲線見曲線一?？梢娺^渡料最大粒徑為250mm，粒徑80mm以上超過50%，5mm以下只占10%左右，顆粒較粗，細料要求較少。3.工藝流程和系統(tǒng)布置分析該系統(tǒng)按生產(chǎn)的主要成品料的不同分成兩大部分：過渡料生產(chǎn)部分和反濾料生產(chǎn)部分，根據(jù)料源的天然級配以及反濾料、過渡料的不同級配要求，系統(tǒng)的過渡料部分和反濾料部分生產(chǎn)流程設(shè)計各有特點。實際生產(chǎn)情況表明，系統(tǒng)最初的流程設(shè)計和布置是基本合理成功的，但也出現(xiàn)過一些問題，承包商根據(jù)實際生產(chǎn)的具體情況和需要作了一些改善，生產(chǎn)系統(tǒng)最終的流程和布置情況如下。3.1工藝流程系統(tǒng)工藝流程如圖一示。從圖中可看出，該系統(tǒng)除了毛料預篩分時將500mm以上超徑料棄掉外，加工工藝為全閉路流程，棄料少，毛料利用率高，減少了重復運輸。根據(jù)反濾料和過渡料的不同級配要求和壩上需要量高峰期不重疊的特點，系統(tǒng)設(shè)計具有很強的調(diào)節(jié)能力。系統(tǒng)將80mm以下的料主要作為反濾料的原料，大于80mm的料主要作為過渡料原料，過渡料與反濾料兩生產(chǎn)系統(tǒng)既相互獨立，又能互相調(diào)劑。過渡料料堆和反濾料的毛料堆緊挨在一起，當反濾料原料不夠時，過渡料可自動補充。在過渡料部分98年5月改造以前，還利用C28皮帶機從反濾料系統(tǒng)將人工碎石輸送給過渡料，用以增加過渡料碎石含量，改善過渡料級配，同時增加過渡料生產(chǎn)能力。這樣設(shè)計能充分發(fā)揮兩部分的生