垫层料小区料加工工艺及质量控制.doc

1、公伯峡面板堆石 坝垫层 料、小区料加工工艺及质量控制罗铭强 谭明荣 刘启悦（中国水电四局第一施工局，青海 化隆 公伯峡 810902）摘 要 公伯峡水电站面板堆石坝垫层料、小区料的制备充分利用公伯峡地区岩石结构及所选设备的自身特点，通过调整鄂式破碎机、反击式破碎机下料口径控制粒径的大小及各种颗粒的百分含量；取消了以往通过筛分取得混合料，然后利用“平铺立采”掺合人工砂的获得的方法，使垫层料、小区料的加工成本大大降低。关键词 垫层料（2A） 小区料（2B） 生产工艺 质量控制1 概述公伯峡水电站混凝土面板堆石坝，最大坝高 139 米，坝顶长度 429.0 米， 坝顶宽 10 米，坝体填筑总量 48

2、6.0 万方，坝体填筑主要分为：垫层小区（2B）、垫层区（2A）、过渡区（3A）、主堆石 I 区（3BI）、主堆石 II 区（3BII）、次堆石区（3C），六个填筑区域。坝体设计需垫层料共计13.3583 万方，垫层小区料约 5000 方。 垫层料和垫层小区料均要求岩性为微、弱风化花岗岩或片麻岩，其中垫层料级配最大粒径 100mm，小于 5mm 的颗粒含量在 35%45%，小于 0.1 mm 的颗粒含量 4%7%。垫层小区料级配最大粒径 40mm，小于 5 mm 的 颗粒含量为 45%，小于 0.1mm 的颗粒含量小于 7%。2 垫层料加工工期及生产计划按照监理及建设单位施工进度计划要求，大坝

3、于 2002 年 7 月底开始填筑，到 2002 年 12月填筑至1930m 高程。 垫层料总量考虑各种损耗后约需 15 万方左右，小区料约需 6000 方，计划在大坝填筑前堆存总量的 40%50%，即垫层料 69 万方，小区料 20003000 方。要求加工系统生产强度 1.52.25 万方/月，班产量70m3/小时（月生产时间按 25 天计，日生产时间按 12 小时计）。3 垫层料的原制备方案及方案调整3.1 原设计施工方案根据建设公司组织设计、监理、施工等方面召开的有关的专题会议确定：垫层料加工料源为药水沟 II 区料场开采的 过渡石料，经破碎、筛分加工后作为垫层料的混合料，其中小于5m

4、m 的粒径含量不足部分采用人工砂进行掺合补充，混合料与人工砂的掺合采用“平铺立采”的方法进行（工艺流程见图一）。3.2 料场砂砾料分析药水沟 II 区料 场爆破料取样分析，其颗粒平均含量见表 1表 1粒径（mm） 含量（%）D0.1 1.50.15 10.2520 12.42040 10.24080 20.680300 40.1300 53.3 调整后施工方案考虑到人工砂的制备需专门的建立一套制砂系统；“平铺 立采” 需要大量的人工和机械，并且随着生产环节的增多，质 量控制的难度也相应增大，很难保证加工料的 质量稳定性。根据公伯峡地区岩石结构、爆破后 细料（粉料）含量及所选设备自身具备可调节空

5、间大等特点，争得监理、 设计、业主等单位的同意后对原设计施工方案进行了改造。在不影响质量的情况下，力求降低加工成本为原则，取消了混合料通过筛分楼筛分后利用“ 平铺立采 ”获得垫层料的方案，直接利用调整破碎机破碎口尺寸来获得成品料。通过多次的生产性试验，并 对生产出的垫层料实验成果进行对比分析，结果生产出成品料完全满足大坝填注的设计要求（工艺流程见图二）。3.4 系统设备组成整套系统设备主要由篦子筛、1 台鄂式破碎机（型号 PE600900）、2 台产量 100160t/小时的反击式破碎机（型号 PE-1214）、三条固定式皮带机组成。4 工艺流程图 一 修改前的垫层料加工工艺流程5mm、205

6、0mm、2060mm、10060mm 100mm鄂式破碎机药水沟石料开采过篦子筛（剔除大于 300mm 的颗粒）平铺立采料堆堆存药水沟石料开采反击式破碎机筛分楼图二 修改后的垫层料加工工艺流程 垫层料加工由药水沟 II 区料场开采小于 300mm 的混合料通过自卸汽车运至篦子筛过筛，篦子筛钢轨间 距为 300mm，将大于 300mm的颗粒弃掉，小于 300mm 的混合料通过胶带机送至鄂式破碎机破碎，鄂式破碎机排料口调整为 120 mm 150 mm ，将混合料 进行第一次粗破碎，破碎后的混合料通过胶带机送至反击式破碎机进行第二次细破碎，反击式破碎机排料口后口调整为 70mm80mm，前口调整为

7、 30mm40mm，二次破碎后的骨料通过胶带机送至暂存料堆， 为保证暂存料堆的容积，胶带机的机 头距地面高度 为 8 米，且在机头上安装有防止骨料分离的缓降器溜槽，其直径为 800mm，内每隔 1 米 设一道缓冲隔板，溜槽长度为 4.5 米。暂存料堆的料堆 满后由装载机和自卸汽车运至储存料堆储存，为防止垫层料、小区料因堆存过高造成粗骨料和细骨料的分离，每层堆存平铺的高度不超过 2 米，料堆总高度控制在 6 米。小区料加工通过加工好的垫层料二次破碎加工获得，二次破碎鄂式破碎机排料口调整为 100 mm，反 击式破碎机排料口后口 调整为40 mm50mm，前口 调整为 20mm。5 质量控制 5.

8、1 过程控制因垫层料及小区料加工的料源要求岩性为微、弱 风化花 岗岩或片麻岩岩石硬度大，对鄂式破碎机的鄂板，反击式破碎机的反 击锤、衬板磨损较为严重，为保证垫层 料、小区料的生产加工质量每班开机前检查和调整三台破碎机排料口的的排料口径，每隔 6 小时停机调整、检查一次，生产 中密切注视 生产情况，一旦发现生产出的成品料粒径较大或粉料含量明显不足时及时停机检查原因。另外并根据料源情况随时调整， 对磨 损严重无法 调整的部位及时更换，以保 证生产 出的成品料合乎 设计要求。另外为保证生产的成品料中小于 0.1mm颗粒含量控制在 4%7%，生产过程中严格控制此部分（石粉）流失，主要采用二种措施加以控

9、制：1、 将产生和容易造成石粉流失的反击式鄂式破碎机反击式破碎机成品料堆存过篦子筛（剔除大于 300mm 的颗粒）破碎机、鄂式破碎机廊道进行密封；2、 在反击式破碎机廊道两端安装二台7.5KW 的轴流 风 机，将部分石粉进行回收， 轴流风机的开启视岩石中细粉含量随时调整。除此之外局实验室对生产出的垫层料 20003000 方/次、小区料 1000 方/次做一次试验，然后根据试验成果进行颗粒分析，发现超出设计要求的部分及时调整；业主实验室定期对所生产的成品料质量进行抽检，大坝监理随时通报前方大坝施工过程中发现问题，以便及时对系统的各个参数进行调整。5.2 成果分析加工后的垫层料取样分析，其分析成

10、果见表 2表 2粒径（mm） 含量（%）D0.1 4.50.15 34.63520 24.922040 16.724080 20.13级配曲线成果见图三公 伯 峡 面 板 堆 石 坝 2A区 级 配 曲 线 图0204060801000.010.11101001000 粒 径 （ mm）小于某粒径土质量百分数（%）设 计 包 线设 计 包 线生 产 样 品公 伯 峡 面 板 堆 石 坝 2A区 级 配 曲 线 图0204060801000.010.11101001000 粒 径 （ mm）小于某粒径土质量百分数（%）设 计 包 线设 计 包 线生 产 样 品垫 层 小 区 料 级 配 曲 线

11、图01020304050607080901000.0010.010.11101001000 粒 径 (mm)小于某粒径土质量百分数（%）设 计 包 线设 计 包 线生 产 样 品垫 层 小 区 料 级 配 曲 线 图01020304050607080901000.0010.010.11101001000 粒 径 (mm)小于某粒径土质量百分数（%）设 计 包 线设 计 包 线生 产 样 品图三 垫层料、小区料加工颗粒分析成果图根据以上实验成果分析可以看出，加工的垫层料、小区料完全 满 足设计要求， 经上坝碾压后取样，各项性能指 标均满足设计要求。6 总结公伯峡水电站大坝垫层料的生产，在严格保证质量的情况下将以往制备的工序大大简化，通过大量的实验分析和验证以及严格的生产管理和质量控制程序，确保了大坝填筑料的供应，并为面板堆石坝垫层料的生产制备又开辟出了一条全新的道路。