淺談**水電站**村砂石系統(tǒng)人工砂石料質(zhì)量控制**（浙江**工程咨詢有限公司官地水電站工程建設(shè)監(jiān)理中心，**）摘要：人工砂石料質(zhì)量在生產(chǎn)過程中會受到設(shè)備、材料、工藝、人、環(huán)境等多種因素的影響，如何控制好成品砂石料質(zhì)量是人工砂石加工系統(tǒng)管理中的關(guān)鍵。在**村砂石加工系統(tǒng)早期的生產(chǎn)中，料場開采受夾泥層及弱化風(fēng)石等不良地質(zhì)影響，骨料含泥較重；系統(tǒng)采用立軸破碎機制砂人工砂細(xì)度模數(shù)偏高、石粉含量低且不穩(wěn)定、含水量不易控制。通過對設(shè)備、人、材料、工藝、環(huán)境等各種因素進行全面分析和試驗，找出關(guān)鍵原因并針對性地采取了多項控制措施，使生產(chǎn)出的成品砂石料質(zhì)量滿足規(guī)范及合同要求。關(guān)鍵詞：人工砂石料；超、遜徑；細(xì)度模數(shù)；含水率；質(zhì)量控制1概述**村人工砂石加工系統(tǒng)位于紅水河右岸壩址下游4km處，主要擔(dān)負(fù)**水電站Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ標(biāo)以及臨建工程約190萬m3混凝土所需骨料的生產(chǎn)任務(wù)。按混凝土澆筑強度3萬m3/月設(shè)計，砂石系統(tǒng)生產(chǎn)處理能力為300t/h。系統(tǒng)以生產(chǎn)二級配骨料為主，同時也能生產(chǎn)三級配骨料。成品料生產(chǎn)能力240t/h，其中人工砂（≤5mm）96t/h，小石（5-20mm）72t/h，中石（20-40mm）72t/h。砂石系統(tǒng)由**村灰?guī)r砂石料場（含溜井）、料場進場公路、砂石加工系統(tǒng)（粗碎車間、預(yù)篩分與中碎車間、篩分與細(xì)碎、制砂車間、成品料堆場）、給排水工程、廢水處理工程、供配電工程及輔助設(shè)施等組成。2砂石系統(tǒng)生產(chǎn)工藝流程及設(shè)備配置情況2.1料場開采與毛料生產(chǎn)**村料場距系統(tǒng)4km，高程約600m，與位于331m高程的粗碎車間高差270m。料場巖性為二迭系灰?guī)r者，開挖等級為10級，料場開采使用開敞式深孔梯級微差擠壓爆破。料場開采采用溜井和平洞運輸方式，從可靠性和經(jīng)濟性分析，這種運輸方式最為合理。溜井為一地下構(gòu)筑物，布置在料場東南角，主要由豎井、儲料倉、卸料硐室、安全通道和井底交通運輸洞（包括汽車運輸洞和膠帶機運輸洞）。溜井口高程695.0m,井底高程336.0m,深約180m，直徑6.0m；溜井下部儲料倉直徑12.0m，高30.0m，倉壁為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)并用10mm厚的鋼板襯砌，底部用鋼筋混凝土襯砌，表面用20mm厚的鋼板襯護。料場爆破小于700mm的石料用反鏟裝汽車轉(zhuǎn)運倒入溜井，溜井下面布置1臺FZC35型雙臺板振動放礦機，為汽車運輸裝車用；1臺BG1500*1700型縱板式放礦機，1臺PE900*1200型顎式破碎機?？v板式放礦機將石料供給顎式破碎機破碎成小于300mm的石料后由溜1#～溜3#3臺(B=1000mm)膠帶輸送機運至粗碎車間受料斗，由B13—44—2V型棒條式振動給料機給料反擊式破碎機進行破碎，破碎后的骨料由(B=1000mm)1#膠帶輸送機運往半成品料倉。其流程為（1）反鏟裝自卸汽車→溜井→雙臺板振動放礦機→自卸汽車運至粗碎車間受料（正常生產(chǎn)后已停用）。（2）反鏟裝自卸汽車→溜井→縱板式放礦機→顎式破碎機→溜1#～溜3#（3臺總長為563m）膠帶輸送機運至粗碎車間受料斗→棒條式振動給料機→NP1313反擊式破碎機→1#膠帶機→半成品料倉。使用膠帶機輸送具有運行經(jīng)濟，輸送速度快且給料均勻，有利于反擊式破碎機的生產(chǎn)運行。2.2砂石凈料生產(chǎn)工藝流程**村砂石加工系統(tǒng)結(jié)合地形傍山布置,高程在276～330m之間。設(shè)計凈料生產(chǎn)工藝采用中碎與預(yù)篩分、細(xì)碎與篩分閉路生產(chǎn)工藝（見圖1**村砂石加工生產(chǎn)工藝流程簡圖）。圖1**村砂石加工生產(chǎn)工藝流程簡圖半成品經(jīng)預(yù)篩分（3CVB2050型篩網(wǎng)圓振動篩）進行沖洗分級，將半成品料分級為大于80mm、40～80mm和小于40mm三級骨料，生產(chǎn)三級配骨料時，40～80mm骨料由6#膠帶機輸送至成品料堆場大石倉儲存；小于40mm骨料由7#膠帶機→8#膠帶機→9#膠帶機（卸料小車）送入篩分調(diào)節(jié)料倉；大于80mm的骨料和40～80mm骨料（生產(chǎn)二級骨料時或成品料堆場大石倉堆滿時）經(jīng)溜槽進入鋼制料斗，經(jīng)GZG1003型自同步振動給料機送入GP200SES型液壓旋回破碎機破碎后由5#膠帶機→4#膠帶機返回預(yù)篩分，形成閉路循環(huán)生產(chǎn)。篩分調(diào)節(jié)料倉下部配置有3臺GZG1003型自同步振動給料機，篩分樓設(shè)置3臺3CVB2050型圓振動篩，調(diào)節(jié)料倉骨料經(jīng)膠帶機（10#～12#）送入振動篩（1#～3#）沖洗篩分成20～40mm、5～20mm、2.5～5mm和小于2.5mm骨料，其中20～40mm骨料經(jīng)15#膠帶機→26#膠帶機輸送至成品堆場中石倉，5～20mm骨料經(jīng)14#膠帶機→25#膠帶機輸送至成品堆場小石倉，2.5～5mm細(xì)骨料經(jīng)13#膠帶機→16#膠帶機送入細(xì)碎車間轉(zhuǎn)料倉，用于生產(chǎn)人工砂。根據(jù)生產(chǎn)需要，同時將20～40mm、5～20mm的粗骨料部分或全部經(jīng)16#膠帶機輸送至細(xì)碎車間轉(zhuǎn)料倉（容積為175m3）進行閉路生產(chǎn)人工砂。小于2.5mm的細(xì)骨料進入WCD—914型螺旋洗砂機脫水取砂再經(jīng)ZKR1022型直線振動脫水篩（1～3#）脫水后輸送至成品堆場。細(xì)碎（制砂）車間其工藝流程為轉(zhuǎn)料倉下設(shè)振動給料機或弧形門→17#膠帶機→巴馬克B7100破碎機；18#膠帶機→VI300破碎機，兩臺機可同時運行，也可單機運行，破碎后的骨料經(jīng)19#膠帶機→20#膠帶機→21#膠帶機→8#膠帶機→9#膠帶機返回篩分車間調(diào)節(jié)料倉進行閉路生產(chǎn)。3砂石料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（粗、細(xì)骨料）砂石料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)**村砂石加工系統(tǒng)建設(shè)及運行管理合同(LT/LC001-1)約定和《水工混凝土施工規(guī)范》DL/T5144-2001要求，砂石料質(zhì)量檢測項目和標(biāo)準(zhǔn)見表3-1、表3-2。表3-1粗骨料生產(chǎn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)表序號檢測項目指標(biāo)備注1含泥量（粒徑＜00.08mmm）％小石、中石小于1.0各粒級不應(yīng)含有粘粘土團塊大石小于0.52含水量（％）小石、中石小于1.0大石小于0.53軟弱顆粒含量（％％）水下部位小于10水位變化區(qū)小于5.0含水上部位沖磨區(qū)小于3.04超遜徑含量（％）超徑小于5.0以原孔篩檢驗遜徑小于105針片狀顆粒含量（％％）大、中、小石小于156壓碎指標(biāo)（％）小石小于167泥塊含量（％）大、中、小石0不允許8SO3含量大、中、小石小于0.59堅固性（％）大、中、小石小于5.010表觀密度（kg//m3）大、中、小石≥2550表3-2細(xì)骨料生產(chǎn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)序號檢測項目指標(biāo)備注1含泥量（粒徑＜00.08mmm）％小于3.02含水量（％）小于6.03石粉含量（粒徑＜＜0.16mmm）％6～124細(xì)度模數(shù)2.4～2.85泥塊含量（％）06SO3含量小于1.07堅固性（%）小于8.08表觀密度（kg//m3）≥25004存在問題及原因分析和控制措施4.1存在問題與原因分析人工砂石料質(zhì)量受到設(shè)備、材料、工藝、人、環(huán)境等多種因素的影響，其中篩分機篩網(wǎng)孔徑、進料量、水量、棒磨機裝棒量和棒徑配比、運行人員對新設(shè)備、新工藝不熟悉等原因。具體原因分析見圖24.2質(zhì)量控制要點確定為確保砂石料產(chǎn)品質(zhì)量始終處于受控狀態(tài),根據(jù)砂石料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和**村砂石系統(tǒng)生產(chǎn)特點,確定系統(tǒng)各生產(chǎn)工序質(zhì)量控制要點。見表4.2-1:見表4.2-1砂石加工系統(tǒng)生產(chǎn)質(zhì)量控制要點表控制環(huán)節(jié)控制要點點控制內(nèi)容備注料場開采爆破作業(yè)業(yè)布孔間排距、孔深深、裝藥量、爆爆破粒徑毛料挖運無用料及雜物、泥泥團等控制，超超徑石處理半成品粗碎碎進料粒徑、排料口口開度控制預(yù)篩分與中碎預(yù)篩分機篩網(wǎng)孔徑、水壓、水水量、給料量量中碎進料量、排料口控控制篩分車間篩分機篩網(wǎng)孔徑、水壓、水水量、給料量量、循環(huán)量細(xì)碎（制砂）立軸式破碎機進料量、水量、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速棒磨機進料量、進料粒徑徑、給水量、裝裝棒量、棒徑徑比細(xì)砂回收水力旋流器含泥量、含水率刮砂機含泥量、含水率成品料輸送膠帶機成品砂石料質(zhì)量檢檢測成品料堆場凈料堆場粗骨料跌落、混倉倉、產(chǎn)品質(zhì)量量檢測4.3質(zhì)量控制措施采場毛料的開挖質(zhì)量控制采場毛料質(zhì)量的好壞直接影響著成品砂石料的質(zhì)量。在料場開采作業(yè)過程中嚴(yán)格按“三檢制”要求進行自檢，質(zhì)量控制的主要內(nèi)容包括；(1)在規(guī)定料區(qū)范圍開采；(2)覆蓋層、雜物、無用料等按規(guī)定清除并運至指定的棄料場；(3)場區(qū)道路、排水設(shè)施及風(fēng)、水、電系統(tǒng)的完善與有效運行；(4)開采作業(yè)安全措施及環(huán)境保護措施的落實；(5)毛料質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)；(6)按合同文件與施工技術(shù)規(guī)范要求應(yīng)控制的其他內(nèi)容。積極探索和采用新技術(shù)、新工藝進行施工，以控制爆破石料的最大粒徑不超過750mm。對在裝載毛料作業(yè)過程出現(xiàn)有灰?guī)r內(nèi)較為集中的夾泥層、樹根等雜物應(yīng)予先清除，防止與有用料混合而影響毛料質(zhì)量，從源頭上把好產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)。毛料破碎(半成品)質(zhì)量控制毛料質(zhì)量控制得越好越有利于下道工序的加工。毛料質(zhì)量控制內(nèi)容:(1)對來料中含有雜物，風(fēng)化石等不符合要求的石料要求清除干凈后才能倒入溜井，對不能清除或無法清除的作廢料處理，避免不合格的石料進入溜井；（2）爆破后的松方進行灑水潤濕,可減少料場挖裝和溜井及顎式破碎機的生產(chǎn)粉塵,并有利于下道工序的沖洗；（3）要求經(jīng)常檢查顎式破碎機襯板和反擊式破碎機板錘磨損情況，并根據(jù)其磨損情況調(diào)整排料口的開度，以控制最大排料粒徑不超過200mm的設(shè)計要求。凈料生產(chǎn)質(zhì)量控制(1)預(yù)篩分、中碎與檢查篩分的質(zhì)量控制①預(yù)篩分車間設(shè)計不作水沖洗，40～80mm骨料可進入成品倉使用,小于40mm骨料送入調(diào)節(jié)料倉進行沖洗分級。因粗碎車間生產(chǎn)不灑水時，破碎粉塵很大，灑水破碎后不加水沖洗，含泥量嚴(yán)重超標(biāo)，不能使用，需對預(yù)篩分增設(shè)水沖洗。篩分機嚴(yán)禁在無水或低于規(guī)定沖洗水壓的狀態(tài)下運行并控制各篩分機的給料量，防止因給料量過大而造成骨料遜徑和沖洗不干凈。當(dāng)預(yù)篩分機篩下物若含泥較大時，要求運行人員在3#洗砂機機頭脫水篩加水沖洗。②篩網(wǎng)孔徑選定適當(dāng)：預(yù)篩分機及檢查篩分機各層篩網(wǎng)孔徑的選定是根據(jù)多次生產(chǎn)試驗結(jié)果選擇的。要求運行人員經(jīng)常檢查預(yù)篩分機和檢查篩分機篩網(wǎng)，發(fā)現(xiàn)篩網(wǎng)破損或篩孔磨損超限，立即停機修補或更換。因預(yù)篩分機上層篩網(wǎng)是控制大石（40~80mm）、中層篩網(wǎng)是控制中石（20~40mm）的超徑含量是否能滿足小于5%標(biāo)準(zhǔn)的唯一環(huán)節(jié)。③對少量混入骨料的泥團、樹根等雜物，安排人員在5#膠帶機上撿出。④要求運行人員經(jīng)常觀察中碎圓錐破碎機的排料粒徑情況,及時調(diào)整排料口設(shè)定值,使其產(chǎn)品粒度達到最佳狀態(tài)。⑤要求在成品料進入凈料堆場的膠帶機下方鋪設(shè)舊膠帶或用鐵板鋪設(shè)，可避免污水進入成品料堆場造成成品料二次污染。(2)篩分、細(xì)碎、棒磨機制砂的質(zhì)量控制采用立軸式破碎機制砂，細(xì)度模數(shù)一直偏高（最低為2.83），比設(shè)計要求的2.4～2.8大，且不穩(wěn)定。系統(tǒng)原設(shè)計沒有棒磨機，增加1臺棒磨機及1臺洗砂機配合制砂調(diào)節(jié)細(xì)度模數(shù)，將篩分車間1～3#振動篩底層篩網(wǎng)上面2.5～5mm骨料送入棒磨機進行制砂。既提高了人工砂的產(chǎn)量，又使細(xì)度模數(shù)滿足設(shè)計要求。①篩分機篩網(wǎng)是控制骨料超、遜徑是否能滿足小于5%、10%標(biāo)準(zhǔn)的重要環(huán)節(jié)，故要求運行人員經(jīng)常檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。篩分機由三層篩網(wǎng)組成，篩網(wǎng)均為方孔鋼篩網(wǎng).上層篩網(wǎng)孔徑為20*20mm，中層篩網(wǎng)孔徑為6*6mm，下層篩網(wǎng)孔徑為2.4*2,4mm及2.6*5mm(聚胺脂篩網(wǎng)),各層篩網(wǎng)選擇是經(jīng)多次試驗取得的合適孔徑,確保了成品砂石料質(zhì)量穩(wěn)定。②定期對立軸沖擊式破碎機進行檢查，發(fā)現(xiàn)破碎機的襯板損壞或磨損過量及時更換或調(diào)整，嚴(yán)格控制給料量、給料粒徑和給水量，提高破碎機生產(chǎn)能力及成砂率。③棒磨機所制人工砂細(xì)度模數(shù)易于調(diào)節(jié)，砂的粗細(xì)跟所裝的鋼棒量、鋼棒棒徑級配，進料量有關(guān)，通過調(diào)查和研究，棒磨機裝棒量在24噸左右最為合適，進料量則要求均勻，穩(wěn)定，不能進料太多，進太多則所生產(chǎn)的人工砂就粗，這就要求運行人員在運行過程中加強巡視并及時調(diào)整，使人工砂的細(xì)度模數(shù)穩(wěn)定在2.4左右。(3)人工砂細(xì)度模數(shù)控制根據(jù)**村砂石加工系統(tǒng)人工砂生產(chǎn)工藝布置，生產(chǎn)的成品砂由三個部分按一定的比例混合而成。三種砂的產(chǎn)量分配統(tǒng)計為：預(yù)篩分篩下來的砂占15%～20%；棒磨機產(chǎn)砂占20%～25%；立軸破產(chǎn)砂占60%～65%。三種砂的細(xì)度模數(shù)統(tǒng)計為，預(yù)篩分砂細(xì)度模數(shù)為3.0～3.2；棒磨機產(chǎn)砂細(xì)度模數(shù)為2.4左右；B7100、VI300兩臺立軸式破碎機產(chǎn)砂細(xì)度模數(shù)為2.4～2.6。三種砂的混合工藝是：預(yù)篩分篩下的砂先與篩分樓篩下的砂混合，再與棒磨機制砂混合后進入成品砂倉堆存。最終測試砂的細(xì)度模數(shù)、顆粒級配和石粉含量均在成品堆場進行，如發(fā)現(xiàn)細(xì)度模數(shù)、石粉含量偏大或偏小，顆粒級配比例偏差時，及時反饋到生產(chǎn)車間進行調(diào)整。人工砂細(xì)度模數(shù)調(diào)整采取以下幾點措施：①根據(jù)**村砂石系統(tǒng)改造后的人工砂生產(chǎn)工藝，細(xì)度模數(shù)調(diào)整可用棒磨機制砂來調(diào)整，如發(fā)現(xiàn)細(xì)度模數(shù)偏大，應(yīng)調(diào)整棒磨機給水量，進料量、裝棒量、裝棒級配等或調(diào)整篩分樓的開機組數(shù)，調(diào)整生產(chǎn)量和細(xì)度模數(shù)。②調(diào)整立軸破碎機給料量和干濕度調(diào)整產(chǎn)砂率和細(xì)度模數(shù)。③為了使人工砂入倉含水率有所降低，在篩分樓下安裝了3臺洗砂機和直線振動篩進行脫水，這樣部分石粉被水帶走，經(jīng)測試石粉及細(xì)砂流失較多，為了提高細(xì)砂及石粉含量，通過對鏈板式刮砂機和沉砂池改造增加了人工砂的石粉含量，并可以降低人工砂的細(xì)度模數(shù)。生產(chǎn)過程中利用鏈板式刮砂機對細(xì)砂回收車間的沉淀池的石粉和細(xì)砂進行回收,也可利用水力旋流器進行回收(兩臺設(shè)備可同時運行,但回收效果不太理想),回收的石粉直接進入23→#24#膠帶機和上述三種砂混合后進成品堆場砂倉。使最終的人工砂細(xì)度模數(shù)控制并一直穩(wěn)定在2.4～2.8這個數(shù)值之間。(4)人工砂含水率的控制成品砂倉生產(chǎn)初期沒有設(shè)防雨棚，遇雨天時人工砂的含水量無法控制。為使砂含水率穩(wěn)定在6%以內(nèi)。人工砂脫水采取了機械脫水和自然脫水相結(jié)合的方法。并采取以下方法進行：①用裝載機裝料可避免砂倉底部含水問題；②在成品砂倉頂部搭設(shè)了防雨棚。③砂倉底部呈一定的坡形可加快自然脫水時間。④在上成品砂石料堆場的皮帶下增設(shè)截水板或截水槽，避免皮帶機機頭刮下的漿水進入成品砂堆場。機械脫水：**村系統(tǒng)采用直線振動篩脫水，在篩分樓下安裝的洗砂機出口下部安裝直線振動篩，經(jīng)試驗可使砂的含水率由20%左右降低到15%左右。自然脫水：人工砂自然脫水，采用的方法和工藝是人工砂下料堆存脫水和取料分倉進行，也就是說至少需要三個或三個以上砂倉。一般砂倉堆存脫水3～5d后可使含水降低到6%以內(nèi)且穩(wěn)定。受人工砂石粉含量多少及初始含水率的不同而不同，一般情況石粉含量在10%～17%范圍內(nèi)，砂的初始含水率15%～17%時，初期約24h內(nèi)脫水速度快，一般可使含水率降低到8%～10%，當(dāng)降到8%～10%的含水率時，再降低到6%左右脫水速度明顯減慢，一般需要1～2d時間。采取機械脫水后，進入堆場自然脫水，因堆場底部呈坡形有利于自然脫水，完全可以使砂的含水率穩(wěn)定在4%左右。5成品砂石料質(zhì)量試驗檢測方法與結(jié)果5.1取樣檢測頻率和方法根據(jù)砂石系統(tǒng)運行管理合同約定和《**村砂石料質(zhì)量