峡谷地区砂石加工系统布置优化设计研究

董加利 刘成英

（中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 四川成都 610072）

1 前言

水电工程的构筑物大量采用钢筋混凝土结构，砂石料作为生产混凝土的主要原料，准时按需供应砂石料是水电工程顺利实施的前提条件。目前水电站工程绝大多数位于高山峡谷地区，地形复杂，场地紧张，如何设置砂石加工系统是工程布置的一大难题。

2 工程概况

双江口水电站位于四川省阿坝藏族羌族自治州马尔康县、金川县境内，是大渡河流域水电梯级开发的上游控制性水库。2#砂石加工系统布置在坝址下游飞水岩料场下游侧和无名沟之间，该处地形坡度约30～40°，沿坡面开挖形成多级平台，加工系统呈台阶式布置。开采飞水岩石料场的花岗岩，供应地下厂房、尾水系统、泄洪系统出口及大坝混凝土骨料、大坝部分心墙掺合料及反滤料。系统生产规模1100t/h，处理规模1360t/h，占地面积10万m2。

3 砂石加工系统布置优化设计

2#砂石加工系统原方案中S211复建公路在2＃砂石加工系统下方通过，既作为对外交通运输线路，又作为砂石加工系统骨料运输道路，该段道路安排与2＃砂石加工系统同期修建。

S211复建公路已完工，道路从2#砂石加工系统场地下部以明路型式通过，侵占砂石加工系统下部场地。2#砂石加工系统尚未实施，按照原设计方案，修建难度大，故对加工系统布置进行优化设计。

3.1 2#砂石加工系统布置方案研究

2#砂石加工系统所用毛料来自坝址下游飞水岩块石料场，主要供应下游工作面所需混凝土骨料和部分填坝料，加工系统布置需考虑毛料及供料情况。附近场地为无名沟原址、木足渡和飞水岩场地，根据加工系统布置的场地设不同方案。

方案一：原址方案

在飞水岩料场至无名沟之间设一个加工系统，供应混凝土133万m3、心墙掺合料556.7万t及大坝反滤料193.6万m3所需砂石料。系统生产规模1100t/h，处理规模1360t/h。

方案二：优化方案

根据加工系统供应砂石料的品种，将2#砂石加工系统拆分为飞水岩反滤料加工系统、木足渡砂石加工系统。

坝址下游右岸木足渡场地：对大渡河右岸木足渡大桥至根扎村河滩地进行平整，宽30～55m不等，总长度约1200m，场地约5万m2。设置木足渡砂石加工系统，供应混凝土133万m3、心墙掺合料556.7万t所需砂石料。系统生产规模630t/h，处理规模820t/h。

飞水岩沟场地：位于飞水岩沟内，堆渣形成场地，平台顶部面积约0.8万m2。设置反滤料加工系统，供应大坝反滤料193.6万m3。系统生产规模400t/h，处理规模520t/h。

3.2 砂石加工系统工艺设计

3.2.1 方案一（原址方案）

2＃砂石加工系统布置在飞水岩料场下游侧和无名沟之间，沿坡面呈台阶式布置。

加工系统内设粗碎车间，采用3台C125颚式破碎机，破碎粒径大于250mm的石料；设预筛分车间，配3台3YAH2160圆振动筛将粒径大于150mm和部分40mm～150mm的石料筛分进入中碎车间，筛下物料送入下一车间；主筛分车间设置三组筛，上层配3台2YA2460圆振动筛，将成品大石和特大石送入成品堆场，富裕部分的石料筛分进入中碎车间；中碎车间，配3台HP500圆锥式破碎机，破碎粒径大于40mm的物料；筛分车间下层筛配3台2YA2460圆振动筛获取中石、小石和砂；细碎制砂车间，配3台VI400立轴式破碎机和1台MBZ2136棒磨机，利用部分中石和小石来制砂；设检查筛分车间，配3台2YA2460圆振动筛进行砂石料筛分并获取成品砂石骨料，全厂配7台FG-15螺旋分级机，进行砂料分级脱水获取成品砂。各级成品骨料筛洗分级后送至成品料堆堆存，场内转运采用胶带输送机。成品砂石料采用地弄式带计量装置的胶带机和装载机装车，供应混凝土骨料和大坝填筑用料。

3.2.2 方案二（优化方案）

考虑飞水岩和木足渡场地小，占用较大场地的粗碎车间设置在加工系统内，将增大加工系统布置难度，故加工系统内不设粗碎设备，在料场内设移动破碎机，石料粗碎后采用胶带机运输至砂石加工系统。

（1）飞水岩砂石加工系统

在飞水岩沟2460m高程场地设置反滤料加工系统，成品骨料生产规模400t/h，主要设备为中细碎车间1台HP500破碎机、制砂车间2台B9100SE、配筛分及砂处理设备。

（2）木足渡砂石加工系统

在木足渡场地上布置混凝土骨料及心墙掺合料加工系统，成品骨料生产规模630t/h。加工系统主要设备为：预筛分车间，2台3YAH2160圆振动筛；主筛分车间，4台2YA2460圆振动筛；中碎车间，2台HP500圆锥式破碎机；细碎制砂车间，2台VI400立轴式破碎机和1台MBZ2136棒磨机；检查筛分车间，2台2YA2460圆振动筛，2台FG-15螺旋分级机。

3.3 砂石加工系统布置

3.3.1 加工系统方案一布置

2#砂石加工系统原址布置分三个台阶布置：上台阶分为两部分，上游端布置粗碎车间，平台高程2480m，下游布置半成品料堆，平台高程2470m；中台阶分上下游两个平台，上游的2430m平台布置生产混凝土骨料的筛分车间、中碎车间、细碎车间，下游的2410m平台布置生产反滤料及掺合料的筛分车间、中碎车间、制砂半成品料堆；下台阶沿S211复建公路布置，上游布置混凝土成品骨料堆，中间布置反滤料及掺合料成品料堆，下游布置供应反滤料和掺合料用砂的制砂车间。

3.3.2 砂石加工系统方案二布置

（1）飞水岩砂石加工系统

飞水岩砂石加工系统主要生产大坝反滤料，布置在飞水岩沟S211复建路附近渣场上。在S211复建路靠山内侧设置半成品堆场，在S211复建路外侧大渡河上游方向设置筛分车间，下游方向设置成品料堆，中细碎车间设置在成品料堆与S211复建路隧洞口之间，在平台最外缘设置水处理系统。

（2）木足渡砂石加工系统

在木足渡场地临河边坡设格栅防护，开挖后山坡，场地宽度30～55m，高程2254～2242m，上游端布置半成品堆场，接下来设第一筛分车间、中细碎车间、第二筛分车间、成品堆场、超细碎车间和第三筛分车间，下游端头设棒磨机、成品装车仓。详细布置见图1。

图1 木足渡砂石加工系统布置示意图

3.4 方案比较

3.4.1 技术比较

砂石加工系统主要的技术参数为生产能力和施工技术难度，优化方案和原址方案的生产能力均满足工程需要，故主要技术比较指标为施工难度和砂石加工系统供应保证度上，施工难度体现在边坡处理，场地回填等方面，加工系统供应保证度则主要由砂石加工系统调节能力来体现。主要技术指标和调节能力比较见表1。

从技术对比表可以看出，在砂石加工系统建设方面，优化方案较原址方案有边坡开挖高度低、场地回填高差小，运输距离近的优势。

从调节能力来看，原址方案半成品堆场小，调节时间仅1.7d，小于规范推荐的3d时间；优化方案半成品堆场调节时间3.1d，成品堆场调节时间为7.3d，均满足规范要求；推荐方案较原址方案调节能力强。

3.4.2 经济比较

以可研阶段的概算单价为基准，经济上优化方案较原址方案总节省费用约4092.1万元；2＃砂石加工系统原址方案、优化方案经济比较见表2。

表1 下游砂石加工系统技术比较表

表2 2＃砂石加工系统经济比较表

4 结语

双江口水电站2＃砂石加工系统经优化后，拆分为飞水岩和木足渡砂石加工系统，较原址方案在技术上具有开挖边坡低、施工难度小、骨料运输距离短的特点，在经济上较原址方案节省投资约4092万元。

优化方案在木足渡场地上布置了混凝土及掺合料加工系统，充分利用上下游的台地高差，按工艺流程顺序连接各生产车间，节省场地；短距离、高落差的物料输送通过采用大倾角胶带机来解决，圆满的实现了砂石加工系统在条带状场地的布置，供高山峡谷地带场地紧张的工程布置作参考。

[1]《水电工程施工组织设计手册》（第4卷，第1版）.辅助企业：水利电力部水利水电建设总局.中国水利水电出版社，1991，8.

[2]《水电水利工程施工总布置设计导则》（DL/T5192-2004）（第1版）.中国电力出版社，2004，6.

[3]《水电工程砂石加工系统设计规范》（DL/T5098-2010）（第1版）.中国电力出版社，2010，12.