小中甸水利枢纽砂石料场开采加工和施工优化方案

李 明

渊国电迪庆香格里拉发电有限责任公司袁674402袁香格里拉冤

一、设计文件对石料场的分析

根据小中甸水利枢纽招标及投标文件，发包人负责提供块石料场1处，为昌都学石料场，料场位于坝址下游左岸山梁、昌都学村上游，距坝址约2.7 km，为三面临空的山嘴，面积为 0.06 km2，高程 3 230～3 290 m，地面坡度20～50°。根据勘测成果，有用层平均厚度为10 m，有用层储量为60万m3。

昌都学石料场地质情况：基岩为二叠系上统下段中厚层状石灰岩，岩石致密坚硬，岩性较脆，岩石密度为2.65～2.73 g/cm3， 湿抗压强度为43.1～87.1MPa，软化系数为 0.69～0.88，岩石质量可以满足混凝土骨料、块石料要求。其中料场北西段基岩裸露，岩体较完整。该段面积0.003 km2，开采层厚5～60 m，开采运输方便。考虑到开采爆破作业对昌都学村的影响，开采范围及开采面现场确定为北西面。

二、石料场的现实情况

经过对昌都学石料场开采面的多次开采爆破 （完成进尺20～30 m），揭示了昌都学石料场地质情况与设计文件中提供的石料场地质情况描述有重大变化，实际地质情况为：料场岩体节理裂隙较发育，岩体完整性较差，沿构造破碎带方解石脉及溶蚀钙化物分布较多，地表溶蚀夹泥裂隙呈楔形向地下延伸；料场深部岩溶现象亦较发育，主要表现为溶槽、溶隙；料场深部受岩溶影响，发育有条带状或透镜体状溶蚀破碎带，破碎带物质以夹泥为主，该部分均为无用层。废料工程量大，使得成品砂石料质量难以保证工程建设，要达到设计质量标准，需要增加工序措施。

三、施工重点和难点及对策研究

1.重点和难点

①在施工过程中由于无用料过多，废料所占比例达到76%，有用料夹杂于废料中，且废料与有用料分离困难，造成所生产的砂石骨料质量无法得到保障，清理废料工作量大，需要增加机械设备。

②由于项目地处藏区，与昌都学村民及小中甸村民关系未理顺，砂石骨料生产进度严重滞后，无法满足混凝土浇筑需求。

2.解决措施

①增加1台CAT320挖掘机，对爆破后的母料进行初步分选，将风化料及大部分无用料剔除。保证初次挖掘机分选后无用料所占比例不超过12%。

②增加1台3 m3柳工50装载机，将挖掘机初步分选后的有用母料及无用料分开铲运堆放。

③为保证无用料及时清运出开采面，增加2台10 t自卸汽车清运废料。

④在震动喂料机前加装1个工字钢制作的钢格筛，将无用料筛除。

⑤系统在一破后、二破前加装1台YKR1520震动筛 （筛孔直径为10 mm)用于筛除无用料，保证二破加工后的砂石骨料质量。

⑥增加1台200t/h及2台150t/h双螺旋洗泥机用于砂石的清洗。

四、施工布置

1.施工道路布置

自副坝左岸至石料场修1条道路，石渣路面，路面宽6 m，坡度约为3%，道路长约3 000 m。

2.砂石料加工系统布置

结合实际地形及业主对石料场的征地界限情况，砂石料加工系统布置在高程3 224.0 m平台下，平台下方的斜坡设二次破碎，在二次破碎下方设筛分车间，成品集料场设在筛分车间的右侧，分别设砂、小石、中石、大石共4个成品料仓。

①砂石料加工系统开挖设计主要是根椐系统布置和结构设计要求，在满足结构运行和稳定要求的前提下，尽量控制挖填工程量，降低成本。根据不同的地质条件、岩石风化程度以及顺层坡度，采用不同的开挖边坡。

②在砂石料场砂仓下安装3套双螺旋洗泥机，高程3224.0m平台上靠近生活区附近设置1个生产水池用于存储洗砂用水。安装2台打砂机分别在大石料仓旁设置1台、在二破旁设置1台。为满足副坝自密实混凝土浇筑需要，增加了1套石粉加工机械。

小中甸水利枢纽砂石料场 韦凤年 摄

五、施工方法

1.施工程序

修筑施工道路→料场清理→石料场覆盖层剥离→爆破→石料的加工。

2.施工方法及技术要求

（1）料场道路修建

料场开采区与砂石加工系统毛料堆场相距约300～900 m，根据现场实际地形，拟沿两山之间冲沟修筑出料道路，道路宽度约6 m，采用钻爆出的表层风化石料进行铺筑。车辆可直接从开采区到毛料堆区。在开采区域每15 m设1个马道，马道宽度为6 m，与出料道路相连。

（2）料场植被清理

料场开采区高度约37 m，表面植被需要清理，主要是树木、草地。无用植被及腐质土、强风化层及夹层等由反铲或装载机挖装，自卸汽车运到指定料场。

（3）石料场覆盖层剥离

在砂石料开采前将覆盖层自上而下采用反铲挖掘机开挖后将其运至指定渣场，再进行砂石料开采。

（4）开采面的设置

开采爆破作业面现场确定为北西面，开采作业面垂直于硕多岗河布置。

（5）爆破

根据爆破试验提供的参数：梯段高度取12～15 m，孔径 90 mm，分别采用100B钻机和CM-351钻机进行钻孔，最小抵抗线W=3.5 m；为使碎石颗粒比较均匀，不产生大块，采用加密间排距的方法。间排距：100 B型钻机采用4.0 m×3.0 m，CM-351钻机采用5.0m×3.5 m；炸药单耗 0.40～0.45 kg/m3；药卷直径为70 mm和90 mm两种；间隔装药（分2层，底部装药量为60%，上部为药量的40%）；爆破对周围村庄及骨料加工系统无损害。由于岩层产状的多变性，在钻爆过程中可根据地质情况作适当调整。

（6）砂石料的加工

①块石料的挑选。在选取母料时，先用挖掘机将有用料刨出集中堆存后，再用装载机将有用料铲运集中堆放；有用料清运完毕后，再将无用料用装载机集中铲运成堆，用挖掘机将废料装车运至弃渣场。

②块石料的加工。将块石料运至加工系统后首先通过一破喂料机前的钢格筛将部分废料清除，然后通过自动给料机筛除部分废弃料，进入一破破碎。一破破碎后的块体料还有部分软弱料通过一破及二破之间的YKR1520震动筛筛分后进入二破加工。

③含泥砂石料的处理。由于此料场岩体节理裂隙较发育，岩体完整性较差废料工程量大，使得成品砂石料质量难以保证。为了保证砂石料质量，对于含泥的砂石料采用1台200 t/h及2台150 t/h双螺旋洗泥机，对生产出来的含泥砂石料分别进行清洗。

六、质量保证措施

①爆破之前，必须将表面覆盖层彻底清理干净，开挖后随母料一起挖下来的泥土强风化料运至指定的堆渣料场，防止石料被污染。

②优化石料开采的爆破参数。通过爆破试验优选石料开采的爆破参数，开采石料粒径满足砂石生产系统一次破碎的进料要求。

③严格作业工艺。按监理工程师批准的爆破设计方案进行布孔、装药、联网，实施爆破作业，钻孔开孔误差不能大于15 cm，孔斜误差不能大于10′，孔深误差不能大于10 cm，加强施工过程的质量检查。

④爆破后的石料必须石质坚硬完整，其强度满足相关规范规定的要求，毛料粒径要求不大于60 cm，不得与其他土料相混使开采石料受到污染。

⑤开采过程中若遇断层、破碎带或夹泥层等不良地质段要及时上报，并在监理、设计工程师的指导下调整爆破参数或专门爆破清除，作废料处理，严禁将不合格料混入成品料中。

⑥对于超粒径大石，尽可能在石料场处理，用手风钻钻孔爆破解小，在装料时用反铲剔除。

⑦昌都学砂石料开采爆破过程中由于地质条件发生巨大变化，开采原料中含泥量、无用料较多，经爆破开挖后无用料和有用料全部混合在一起剔除困难，因此生产过程中要确保每一道工序做到严格控制，最终生产出合格砂石料。 ■