(一)石料开采
1.料场
石料场位于坝址下游5km处的索水河边,三面环水,临河面均为陡坡,南面坡度较缓,倾向南与东南向。料场岩性由三叠系中统嘉陵江组中厚层砾状灰质白云岩、灰岩、白云质灰岩及灰质白云岩组成,岩石饱和密度为2.69~2.76g/cm3,饱和抗压强度为36.3~66.2MPa,软化系数为0.5~0.87。可开采储量达1097万m3。根据地质资料,将料场分成3个区。
Ⅰ区位于料场南面,紧邻料场至索水桥的运输公路,地面高程在170~210m。岩性为中厚角砾状灰质白云岩。地面由黏质土覆盖,岩层中有溶蚀漏斗且有黏土充填,开采条件好,石质差。
Ⅱ区位于料场中间部位为弧形细长带。地面高程在210~240m之间。岩性上部为中厚层角砾状灰质白云岩,下部为中厚层状灰岩。表层覆盖为大面积耕地与林地。
Ⅲ区位于料场的北面,处于最高处,地面高程在240m以上,岩性为灰岩、白云质灰岩及灰质白云岩,表层覆盖少量耕地和林地。石料质量好,但运输条件较差。
2.开采
覆盖层剥离后,用潜钻造孔,梯段爆破,梯段高度为10m,用9m3的装载机配32t自卸汽车和1.5~2.0m3的反铲配16t的自卸汽车,装运毛料送至加工厂初碎受料斗。大于70cm的大块石用冲击锤改体。石料开采三班制作业。
(二)人工砂石骨料加工厂
1.生产规模
大坝混凝土浇筑高峰期平均日浇筑强度为4700m3/d,日需骨料约10000t,因此选定骨料加工厂生产能力为500t/h,厂内骨料堆存量为4d浇筑用量。骨料加工采用二班制,每班工作10h。
2.加工机械设备
根据辽宁—肯多特联营体的分工,意大利肯多特公司负责料场开采、毛料运输、砂石骨料加工和成品料运输。因此人工砂石骨料加工厂的工艺流程和设备选型由肯多特公司负责。该公司根据料场岩石的技术指标,即岩石中SiO2含量较少、密度较大(2.7g/cm3)和极限抗压强为60MPa,属中等硬度等特点,选用意大利LORO&PARISINI公司的产品,主要设备见表8-2,筛分设备特性参数见表8-3。
表8-2 骨料加工厂主要设备
续表
表8-3 振动筛参数特性
3.工艺流程(www.daowen.com)
骨料加工厂为干法生产,生产出5~20mm、20~40mm、40~80mm三种粗骨料和干砂及水洗砂。干砂用于碾压混凝土,水洗砂用于常规混凝土。其工艺流程见图8-4。
4.主要特点
骨料加工厂采用展开式布置,占地面积约20000m2,布置紧凑,土建工程量小,便于管理;单机产量大,体积小,生产效率高,设备少;生产人员少,每班定员仅19人。破碎设备属于反击式破碎机,采用干法生产,骨料颗粒形状好,细骨料(干砂)石粉含量达17%~22%,平均石粉含量为19.1%,这对提高RCC的容重、抗渗性、抗分离性和方便摊铺、碾压非常有利。
加工厂的生产采用集中控制,闭路生产,设有调节料堆,对所需成品料具有较强的调节能力,能满足各时段混凝土生产对砂石骨料的需要。
人工砂石系统中的钢结构,均采用标准件工厂化生产、装配式结构,杆件间几乎全部用高强螺栓连接,运输方便。全部设备和钢结构由意大利用4个集装箱海运至中国黄埔港,然后陆运至工地,安装调试工期短。斗式洗砂机机身中部为洗砂斗,两侧为螺旋叶片,砂斗与两侧叶片同步旋转。进料方向与机身长度方向垂直,在中部洗砂斗处进料。砂斗用于洗砂和出料。叶片向中间砂斗回收细粒,水向两侧溢出。这种洗砂机体积小,用水量少,石料损失少。
图8-4 骨料加工厂工艺流程示意图(单位:mm)
5.存在的主要问题及其处理
(1)开采初期料场采区选择不当
承包商在未充分了解料场地质情况的前提下,单纯从开采运输方便考虑,选择在公路旁的Ⅰ区开采。该区溶蚀严重,裂隙发育,爆破后毛料获得率很低,部分块体大于初碎进料尺寸,须改炮,供料远不能满足加工厂的生产能力。业主和监理工程师,多次与肯多特公司协商,并明确提出Ⅲ区是主采区,Ⅱ区是备采区,Ⅰ区不宜开采。但肯多特公司仍不愿放弃Ⅰ区,部分转入Ⅱ区开采,供料仍然不足。在这种情况下,业主将湖南省水电施工工程总公司承建的范家洲天然骨料生产系统扩建一条人工砂石生产系统,于1997年1月10日投产,设计生产能力为250t/h,辅助供料。到1997年4月,该系统为大坝供人工砂石骨料15.67万t。
同时由于溶沟、溶槽发育,充有黏性土,放炮后,黏性泥块与块石混杂,虽然承包商在采场、初碎进料斗和皮带机上安排人员捡出泥团,但在成品堆中还有少量泥团存在,尤其雨季生产,含泥量更难控制,成品骨料质量难于满足要求。此时由业主出资增加两套洗泥设备,将5~20mm、20~40mm两级成品骨料进行洗泥,从而保证了砂石骨料的质量。
(2)系统投产太晚
在大坝混凝土浇筑时,没有砂石骨料储存,生产多少砂石料,浇多少混凝土,存在停工待料的现象。结果,1996年没有完成大坝浇筑计划,升程比计划低7~9m。
(3)备品备件供应不及时
1996年下半年是意大利肯多特公司私有化谈判时期,因投标时报价太低,企业亏损,亏损如何解决没有明确,因此肯多特公司意大利本部对备品备件没有及时供应,致使砂石系统停产21d,混凝土浇筑停了16d。
1997年2~7月,业主、监理、国际咨询公司(加华公司)等单位的代表,与大坝承包商辽宁—肯多特联营体就人工骨料开采和加工问题进行了多次谈判,并于7月14日达成协议。私有化以前的亏损,由意大利政府补偿;私有化以后的亏损由业主补偿,解决了人工骨料生产的危机。并对联营体内部分工进行调整,石料开采由肯多特公司交给辽宁局负责,骨料加工、运输继续由肯多特公司负责。在执行过程中,除了改进料场规划和管理外,还制定了专项目标,限期完成。从1997年8月至9月15日40d内完成储量40万t合格的人工砂石料,最终解决了砂石骨料供应问题,为1997年汛后至1998年汛前大规模浇筑RCC和坝体上升至200m拦洪高程起了保证作用,为工程下闸蓄水和大坝顺利完工创造了条件。
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