劉興堂

(云南華電魯?shù)乩娪邢薰?，云南昆?650228)

1 引言

在水利水電工程建設(shè)中，往往需要開采大量的山場料用于加工混凝土骨料。在開采、加工過程中不可避免地對自然環(huán)境和人類生產(chǎn)、生活環(huán)境產(chǎn)生破壞和危害，主要包括料場開采對植被和山坡體安全穩(wěn)定的破壞，破碎篩分過程中所產(chǎn)生的粉塵、噪聲對人居環(huán)境的影響，以及沖洗篩分所產(chǎn)生的廢水、廢渣對河流、山谷、陸地等自然環(huán)境造成的影響等。

砂石加工系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該充分考慮骨料種類、數(shù)量、質(zhì)量和經(jīng)濟、技術(shù)合理性等因素，是一項十分復雜的系統(tǒng)工程。隨著工程建設(shè)環(huán)保要求的提高和“綠色水電”的發(fā)展，砂石加工系統(tǒng)的設(shè)計和運行管理還應(yīng)該納入“綠色施工管理”的概念，即在保證質(zhì)量、安全等基本要求的前提下，通過技術(shù)創(chuàng)新和科學管理，最大限度地節(jié)約資源并減少對環(huán)境有負面影響的施工活動，實現(xiàn)四節(jié)一環(huán)保(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)境保護)。

大型水電工程建設(shè)一般要經(jīng)過預可研、可行性研究、初步設(shè)計、建設(shè)施工、竣工驗收、試運行等階段，周期長、投資大。對于砂石加工系統(tǒng)而言，一般可劃分為規(guī)劃設(shè)計期、運行管理期、完建拆除期。在不同的建設(shè)期，影響砂石系統(tǒng)運行管理的因素不同，本文將針對不同的建設(shè)期，分別闡述砂石系統(tǒng)綠色施工管理的理念和措施。

2 系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計

砂石系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計主要包括料場選址、設(shè)備選型和機械配置，不僅是整個系統(tǒng)正常運行的關(guān)鍵，而且體現(xiàn)系統(tǒng)建設(shè)的定位，要始終遵循綠色施工管理的理念。

2.1 料場選址

料場選擇應(yīng)根據(jù)優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟、就近取材和盡量不占或少占耕地為原則，優(yōu)先選用天然、人工砂石料或兩者結(jié)合的料源。在規(guī)劃設(shè)計之前，應(yīng)對料場的地質(zhì)、地形條件和料源的質(zhì)量、儲量和級配進行詳細的勘察和分析，質(zhì)量符合要求、儲量豐富、剝采比較小、開采運輸條件較好的人工石料場，應(yīng)優(yōu)先作為比較料源。同時，還應(yīng)對開采區(qū)的坡體穩(wěn)定、支護方法提出具體要求，防止開采設(shè)計不當引起的山體失穩(wěn)、滑移對工程和人居造成傷害。

根據(jù)節(jié)地節(jié)材和環(huán)保的原則，應(yīng)充分重視整個工程的土石方平衡，對主體工程開挖的有用料加以綜合利用。在技術(shù)指標相近的情況下，盡量使用開挖料用于加工混凝土骨料，既可大大降低原料開采成本，又可減少工程棄渣對周邊環(huán)境的影響。同時應(yīng)在保證骨料質(zhì)量、儲量的前提下，選擇覆蓋層厚度較小的料源，以減少剝離量和棄料。

在有其它料源可供選擇的前提下，宜優(yōu)先采用石灰?guī)r料場，避免采用高硬度、高二氧化硅含量的巖石作為砂石料料源。由于巖石硬度高，生產(chǎn)耗能大，工程造價會增加，也不符合經(jīng)濟要求。在符合料源質(zhì)量要求的前提下，應(yīng)盡量選取可碎(磨)性好、磨蝕性弱、粒形好、彈性模量和熱膨脹系數(shù)小的巖石。對于天然砂石料料源，優(yōu)先選用最佳級配，可以得到性能良好的混凝土，最大限度地減少水泥用量。

總之，應(yīng)考慮各比較料場的剝采比、開采方式、運輸方式、加工條件、水源、電源等因素，遵循節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)保的原則，綜合比較后選定。

2.2 設(shè)備選型

砂石加工中產(chǎn)生的噪聲和粉塵污染對周圍環(huán)境和施工人員健康構(gòu)成巨大威脅，在滿足砂石系統(tǒng)生產(chǎn)要求的前提下，應(yīng)用成批生產(chǎn)的定型產(chǎn)品，優(yōu)先選用高效、節(jié)能、環(huán)保的先進加工設(shè)備，從源頭將污染控制在最小程度，并適當考慮后續(xù)工程利用的可能性。

(1)破碎機的選擇，應(yīng)在滿足工藝確定的破碎比前提下，盡量選擇重心低、轉(zhuǎn)子或輻板運動幅度小、防護性能優(yōu)良的的破碎設(shè)備。破碎設(shè)備安放的基礎(chǔ)應(yīng)采用能夠降低設(shè)備振動的結(jié)構(gòu)形式，或采用有利于減弱設(shè)備振動的新材料。

(2)振動篩在保證篩分效率的基礎(chǔ)上，篩網(wǎng)盡量選擇減震效果好的聚氨酯篩網(wǎng)。

(3)在系統(tǒng)規(guī)劃階段就要從環(huán)保理念出發(fā)，將系統(tǒng)的位置選擇在距離辦公生活設(shè)施和居民區(qū)較遠的地方，同時破碎篩分車間盡量選擇在山凹區(qū)域，避免揚塵和噪音擴散。

(4)破碎青石、石灰石等抗壓強度小的物料，板錘或是錘頭為高錳鋼即可，這樣的設(shè)備有顎式破碎機，反擊式破碎機等。對于花崗巖、玄武巖等石料，宜選用高烙鐵材質(zhì)的圓錐破碎機和沖擊式破碎機等，因為其具有柔韌性，耐磨程度比高錳鋼高，這樣就能節(jié)省人力物力。

2.3 機械配置

砂石生產(chǎn)線主要由破碎機、制砂機、振動篩、洗砂機以及皮帶輸送機等構(gòu)成。砂石加工機械的優(yōu)化配置即要求根據(jù)料場作業(yè)面要素，料源的物理特性，交通運輸方案等具體情況，遵循綠色環(huán)保原則，選用組合最優(yōu)的設(shè)備和布置方式，使生產(chǎn)線效率更高、成本更低。

3 系統(tǒng)運行管理

砂石骨料加工的基本工藝過程一般為“石料開采—破碎—篩分—沖洗”。在石料開采過程中要剝離植被開挖，造成大片出露及不穩(wěn)定的邊坡;在石料的破碎和篩分過程中會產(chǎn)生噪聲和粉塵污染，嚴重影響人居環(huán)境;骨料的沖洗會產(chǎn)生大量的廢水，直接排放會淤積河道，污染水環(huán)境，對水生生物及下游飲水安全造成危害。對砂石加工系統(tǒng)帶來的環(huán)境問題，應(yīng)予以有效的治理。

3.1 廢水綠色處理

濕法生產(chǎn)工藝沖洗砂石料用水量較大，廢水排放主要為篩分車間、制砂車間生產(chǎn)過程中的沖洗水。在洗選過程中有大量的有用細顆粒流失，為減少石粉(或泥土)的對外排放量，提高經(jīng)濟性，大多對沖洗廢水和流失的細顆粒加以回收利用，外排的廢水要求達到國家二級排放標準。

人工砂石在生產(chǎn)過程中排放廢水的處理方式一般有如下兩種:①砂水預沉分離—廢渣機械脫水(回收細砂和石粉)——廢渣等自然存放脫水;②廢水濃縮——廢渣機械脫水(回收細砂和石粉)——廢渣、污泥等最終機械脫水—清水循環(huán)利用。第1種處理工藝，可有效降低廢水處理系統(tǒng)的投資，操作運行較簡單，但自然存放脫水受天氣影響較大，廢水處理效率將受到限制;第2種處理工藝，投資較高，但因機械脫水干化不受天氣影響，運行效率高，排放指標容易滿足要求。

在實際工程中，應(yīng)充分考慮成本、設(shè)備類型、天氣、排放標準等多種因素，對比選取最優(yōu)的廢水處理工藝。

3.2 粉塵綠色處理

采用干法生產(chǎn)的人工砂石系統(tǒng)雖然用水量較小，但粉塵污染較大，需要采取相應(yīng)的除塵措施，如噴霧除塵、密閉噴水除塵和除塵器除塵等。噴霧除塵和密閉噴水除塵帶來的負面影響較多。噴霧除塵比較適合于局部小范圍降塵;密閉噴水除塵對設(shè)備會造成影響。

目前在砂石系統(tǒng)中引進了工廠除塵方法，配置了除塵車間，對破碎車間和篩分車間揚塵部位密封，并安裝除塵設(shè)備，以降低系統(tǒng)內(nèi)粉塵污染。采用袋式除塵器將粉塵進行收集儲存并回收利用，能改善混凝土的和易性，減少混凝土特別是碾壓混凝土用量，可增加混凝土的可碾性。

3.3 噪聲綠色處理

根據(jù)運行經(jīng)驗，大部分噪聲污染是物料與鋼結(jié)構(gòu)件、料倉、溜槽等碰撞、摩擦過程中產(chǎn)生的，因此在設(shè)計這些構(gòu)件時，盡量在與物料碰撞、摩擦的部位形成料襯，從而達到減少噪聲污染的目的。如對所有膠帶機下料斗，采用存料卸料形式，即骨料在下料斗不直接與鋼板碰撞，先通過斗內(nèi)存料再卸料。

噪聲的產(chǎn)生與使用的材料有極大的關(guān)系，特別是篩分車間的篩網(wǎng)、布料器結(jié)構(gòu)、漏斗、溜槽等對噪聲的產(chǎn)生影響很大。可以通過在底板上鋪設(shè)緩沖橡膠墊板等，達到降低噪聲污染的目的。

棒磨機等高噪聲設(shè)備及主要的噪聲源宜采用封閉吸聲、消聲隔音板降噪;料倉、篩分樓機架等應(yīng)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，也能起到相對降低噪聲的作用。

3.4 開挖處植被保護

為了整個加工系統(tǒng)的邊坡安全，改善生態(tài)環(huán)境，應(yīng)對采料場、砂石加工系統(tǒng)的邊坡進行保護綠化。采料場巖質(zhì)邊坡通常不具備植被賴以生長的土壤、水分及養(yǎng)分條件，而且?guī)r質(zhì)石壁坡度較大，雨水極易沖刷坡面，故采料場巖質(zhì)邊坡植被保護難度較大。

巖質(zhì)邊坡綠化必須的兩個條件，即形成植物賴以持續(xù)生長的種植基質(zhì)及種植基質(zhì)能永久固定在巖面上。目前在邊坡綠化保護工程中，一般的辦法可分為“工程綠化措施”和“植生混合料綠化措施”。

工程綠化措施是國內(nèi)使用較廣泛的方法，即在加固邊坡后，采取不同的方法在邊坡上固定相應(yīng)結(jié)構(gòu)，然后設(shè)置盆景或者種植植物。目前我國主要應(yīng)用的工程綠化措施包括階梯臺階法、飄臺法、魚鱗穴法、燕巢法及鋼筋混凝土框格懸梁技術(shù)。上述方法為巖質(zhì)邊坡傳統(tǒng)的綠化方法，簡單易行;但施工速度緩慢，工程量巨大，投資較高。它們適用于對景觀影響輕微或綠化時間不急迫的采料場。

植生混合料綠化措施是由國外引進的綠化措施，利用特制噴混機械將土壤、植物種子、腐植質(zhì)、有機質(zhì)、保水劑等加水后噴射到巖面，形成植物賴以持續(xù)生長的種植基質(zhì)，主要方法有液壓噴播、客土噴播、噴混植生法。這些方法可以快速將種植基質(zhì)固定在巖質(zhì)邊坡上，綠化效率高，但技術(shù)要求較高，并且需要定期檢查維護。

4 完建拆除期

砂石加工系統(tǒng)的前期投入大，系統(tǒng)針對性強，設(shè)備物資難以重復利用，因此，很多項目結(jié)束后對鋼結(jié)構(gòu)、電纜電線甚至電控設(shè)備進行破壞性拆除，作為廢舊物資就地處理。如果能夠有效地解決砂石加工系統(tǒng)設(shè)備物資再利用問題，將大幅降低經(jīng)營成本，縮短項目建設(shè)周期。

為了有效地實現(xiàn)砂石系統(tǒng)設(shè)備的重復利用，應(yīng)根據(jù)其可再利用程度進行分類編號，對系統(tǒng)的拆除、保存、轉(zhuǎn)運、安裝制定相應(yīng)的規(guī)范性措施。例如對于機械設(shè)備的主機、電機等完整配置，要做到零傷害拆除;對破碎設(shè)備、制砂設(shè)備等鋼結(jié)構(gòu)，為方便運輸，可進行部件分解，并進行編號記錄，確?？梢灾貜屠?對篩分樓、皮帶運輸機等設(shè)備，必須充分考慮是否滿足重復利用的要求，可以拆除其有用部件。

在拆分結(jié)束后，必須注意設(shè)備的存放與維護，應(yīng)定期對設(shè)備進行檢修、除銹處理，確保其可利用性。

5 結(jié)語

目前，我國水利水電事業(yè)正蓬勃發(fā)展，一大批大型水電站陸續(xù)上馬，混凝土用量龐大，砂石系統(tǒng)發(fā)展迅速。料場規(guī)劃充分考慮用料需求、地形地質(zhì)條件及交通運輸方案，選擇合理的機械設(shè)備;砂石加工方面采用了大量的高性能破碎加工設(shè)備，提高了工作效率，既滿足了質(zhì)量和產(chǎn)量要求，又顯著地降低了生產(chǎn)成本，系統(tǒng)工藝流程也相對簡化;廢水廢渣處理借鑒了城市和礦山廢水廢渣處理的經(jīng)驗，采用了先進的技術(shù)措施的，取得了一系列的科研成果，為我國水利水電工程建設(shè)作出了重大貢獻。

為了更好地處理資源開發(fā)與環(huán)境保護的關(guān)系，參建各方都需要有強烈的綠色施工意識，即將節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)境保護貫徹到實際生產(chǎn)建設(shè)中。

要完全做到砂石系統(tǒng)綠色施工，必須采用先進的工藝技術(shù)和破碎設(shè)備，降低工程費用，不斷探索砂石骨料干濕法結(jié)合的生產(chǎn)工藝;推廣廢水處理和循環(huán)利用的新工藝、新技術(shù);制訂水利水電工程砂石骨料生產(chǎn)環(huán)保強制性規(guī)范、標準，使砂石骨料生產(chǎn)環(huán)保設(shè)計程序化。

［1］水電水利工程砂石加工系統(tǒng)設(shè)計導則(DL/T5098-1999).中國電力出版社，1999.

［2］劉志和.水利水電工程人工砂石加工技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展［J］.建設(shè)機械技術(shù)與管理，2009(3).89-94.

［3］豐瞻，李少麗，周明濤.裸露山體生態(tài)修復技術(shù)研究［J］.三峽大學學報(自然科學版)，2008，30(2).48-51.