浅析江苏溧阳抽水蓄能电站砂石骨料加工系统的设计

摘要：砂石加工系统的合理布置设计对水利工程的施工进度及质量起着十分重要的作用，本文从料场规划、砂石骨料的工艺设计及平面布置、废水处理等方面对江苏溧阳砂石加工系统进行了系统的介绍，为今后砂石加工系统的建设提供参考。

关键词：砂石骨料；料场规划；关键工艺；废水处理

1 引言

混凝土是水利工程中不可缺少的材料，砂石骨料是混凝土最基本的组成部分，每立方米砼中需1.5立方的骨料，骨料的质量直接影响水工建筑物的质量。砂石加工系统是水利工程的粮仓，砂石加工系统的合理布置设计对水利工程的施工进度及质量起着十分重要的作用。

砂石骨料加工系统的设计包括料场规划、砂石骨料加工、供排水及废水处理、道路及辅助工程等几大部分组成。

2工程概况

江苏溧阳抽水蓄能电站地处江苏省溧阳市，上水库位于龙潭林场伍员山工区，与安徽省接壤；下水库位于天目湖镇吴村，与沙河水库为邻。电站位于苏南地区负荷中心，距南京、苏州、无锡、常州和镇江等城市相距80km～140km。

工程上水库主坝为钢筋混凝土面板堆石坝，土石填筑工程量2681万m3，主要利用上、下水库开挖料填筑，主体工程混凝土设计总量77.18万m3，需砂石净料总量约169.80万t，其中碎石101.88万t，砂67.92万t，高峰时段混凝土生产量为3.7万m3/月。

该工程砂石加工系统运行时间长，前期强度低，中后期强度高，各年生产任务极不均衡，系统设计必须重点考虑生产高峰期可靠性、设备选型的先进性、和生产的经济性。溧阳抽水蓄能电站地处天目湖4A级国家级风景区，环境保护和文明施工要求高，砂石料生产污水需采取零排放措施，为减少冲洗用水量，砂石加工系统生产工艺将采取干湿法结合工艺，加强污水处理工艺设计，优化污水处理方案，做好施工用水的重复使用。

3料场规划

溧阳电站主体工程共需生产混凝土77.18万m3(含喷混凝土)，共需加工混凝土骨料169.80万t，计入开采、运输及加工损耗后，需开采有用料约85.80万m3(自然方)。根据地质勘察成果，选择在树管料场开采，树管料场勘察储量309.8万m3(按开采底板高程15.00m计)，料场开采区的有用料岩性以结晶灰岩为主，上覆少量炭质灰岩。

毛料开采自上而下分层进行，分层高度按10m控制，边坡采用预裂爆破一次成型，即预裂孔、爆破孔梯段高度均为10m。毛料爆破之前，先进行上部的无用料剥离。毛料开采用ROC460PC高风压钻机造孔，边坡预裂用ROC460PC高风压钻机或YQ100B潜孔钻造孔，严格按设计坡比、台阶高度控制钻孔角度与孔深。为进一步减弱主体梯段爆破对永久边坡的爆破振动影响，在预裂孔和最后一排主爆孔之间布置一排缓冲孔。缓冲孔按主爆破孔药量的50%～60%装药。

爆破后开采料采用推土机集料，1.6～2.0m3液压反铲装车，15吨自卸汽车运输，挖装时剔除不满足粒径要求的超径石，将超径石集中堆放，统一破碎处理。

4砂石骨料加工

为保证溧阳抽水蓄能电站上水库、地下输水发电系统及下水库等工程的实施，在溧阳抽水蓄能电站工程东南的平桥镇中田村树管灰岩料场西侧约300m～700m的缓坡山地上建设砂石加工系统，负责生产供应整个工程建设所需的混凝土骨料。

4.1生产规模

砂石加工系统承担77.18万m3混凝土所需砂石骨料的生产，需砂石净料总量约169.80万t，其中碎石101.88万t，砂67.92万t。砂石加工系统的产品为混凝土骨料：大石(80mm～40mm)、中石(40mm～20mm)、小石(20mm～5mm)三级粗骨料以及喷锚料(15mm～5mm)和人工砂（

根据混凝土浇筑强度计划，砂石加工系统按一天两班14小时工作制并满足高峰时段3.7万m3/月混凝土生产强度的骨料生产要求进行设计。

高峰月成品砂石料需要量为8.25万吨/月，按二级配，其中：中石2.84万吨/月，小石2.32万吨/月，成品砂3.10万吨/月。

4.2工艺设计

根据砂石加工系统所需生产的混凝土粗、细骨料的级配要求，工艺流程的设计吸取国内外砂石系统设计、运行经验的基础上，结合本工程的特点和混凝土级配的要求，以生产二级配混凝土骨料为主，同时也能生产三级配混凝土骨料。在工艺流程设计中，按粗碎开路，中细碎与筛分构成闭路生产粗骨料，超细碎与筛分构成闭路生产细骨料进行设计。

针对该工程的特点，该系统关键工艺有：

1、除泥工艺

本工程采用灰岩作为人工骨料的料源，由于树管灰岩料场中碎屑状硅质岩内节理及隐节理极发育，岩石破碎，且节理内大多充填黄泥。

采用的除泥工艺及方法如下：

1）在料场开采前，用人工清除地表浅部的呈强风化的碎屑状硅质岩。

2）在开采装料过程中，对于含泥量较多的石料作为弃料处理，不带入到加工系统中。

3）粗碎前在给料机中设棒条及篦筛把小于25mm的碎粉石料及泥土弃除。

4）粗骨料在进入成品骨料堆前，通过直线振动筛筛面上充分冲淋足够的水量，对骨料料表面进行冲洗。

经上述工艺处理脱泥，确保骨料含泥量在规定范围内。

2、弃除粗骨料裹石粉的工艺

人工骨料采用干法生产中，骨料表面裹有一层石粉，对混凝土的强度有一定的影响。

本工程采用：大石（80～40mm）、中石（40～20mm）、小石（20～5mm）经筛分车间筛分分级后，相应骨料都经各自的直线振动筛进行喷水冲洗，弃除石料表面的石粉后进成品骨料堆。

3、砂的含粉量控制工艺

本工程要求砂中的石粉含量为6～18％。

根据多年生产人工砂石料的成功经验，尽量减少生产环节，简化操作。经反复研究，采用较为合理、先进的生产工艺，保证其成品砂中的石粉含量比例。