田大明 柏樹豐 王智能
(云南磷化集團(tuán)有限公司,云南 昆明650600)
晉寧磷礦1981年建礦,礦山投產(chǎn)以后又經(jīng)過技術(shù)改造,目前實(shí)際采選能力可達(dá)200萬t/a以上,其開采范圍主要在6號(hào)坑。采區(qū)至大柳樹排土場運(yùn)輸?shù)缆罚擁?xiàng)目主要服務(wù)于晉寧磷礦大柳樹排土場的排土運(yùn)輸。由晉寧磷礦自主選線、設(shè)計(jì)、施工。2012年7月晉寧磷礦確定大柳樹村旁往大河水庫向峽谷段為排土場,8月并進(jìn)行該段地形測量,9月組織相關(guān)人員進(jìn)行排土場初步方案設(shè)計(jì),經(jīng)過礦及公司相關(guān)部門充分論證,最終確定采用該地段作為采區(qū)的排土場。排土場詳細(xì)設(shè)計(jì)委托昆明理工大學(xué),采區(qū)到采排土場運(yùn)輸?shù)缆酚蓵x寧磷礦負(fù)責(zé),包括選線、設(shè)計(jì)、施工及租用土林地等相關(guān)事宜。
線路走向?yàn)闁|北向,西起晉寧礦6號(hào)坑114線東擴(kuò)境界開始(K0+000),東至大柳樹村口左側(cè)處終止(K2+742.22),路線全長2.7422km。大柳樹運(yùn)輸?shù)缆返某晒?shí)施,滿足了晉寧磷礦深部開采排土運(yùn)輸?shù)男枰?,也為今后采區(qū)外道路設(shè)計(jì)及施工提供了理論依據(jù)及技術(shù)支撐,積累了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。
根據(jù)三十年氣象觀測資料統(tǒng)計(jì),年平均氣溫14.6℃,年平均降雨量為925.4毫米,日最大降雨量為165.4毫米,年平均相對(duì)濕度73%,年平均蒸發(fā)量1874毫米。雨季多集中在6~10月份,占全年降雨量的80%以上,11月至次年5月為干季,四季多西南風(fēng),秋冬季節(jié)時(shí)有東北風(fēng)天氣出現(xiàn)。
據(jù)地質(zhì)資料描述,場地屬于第四系沖洪積層。上部為褐黃色粘土夾粉砂、細(xì)砂沖擊層,其下為細(xì)晶白云巖夾翠綠色頁巖和細(xì)-中晶白云巖、礫巖、石英砂巖、含礫石英砂巖。
根據(jù)《中國地震烈度區(qū)劃圖》和《云南省各地縣地震烈度分區(qū)》,全線位于7度區(qū),橋涵及其它構(gòu)造物按8度進(jìn)行抗震設(shè)防。
施工現(xiàn)場可充分利用礦區(qū)現(xiàn)有的水、電、路生產(chǎn)系統(tǒng)和輔助生產(chǎn)系統(tǒng)。
根據(jù)礦山運(yùn)輸?shù)缆返膶?shí)際情況,確定公路等級(jí)為四級(jí),時(shí)速20km/h,最大縱坡為10%。我們考慮在符合礦山發(fā)展需要的前提下,結(jié)合自然條件選定合理的路線,達(dá)到行車迅速、安全、舒適并使筑路費(fèi)用與使用質(zhì)量得到正確的統(tǒng)一。在設(shè)計(jì)組選線中,我充分利用地形地勢,回避不良地段,正確運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),保證線形的均衡性,從行車安全、暢通和施工,養(yǎng)護(hù)的經(jīng)濟(jì)、方便,使路線平、縱、橫三個(gè)面結(jié)合,力求平面短捷舒順,縱斷面平緩均勻,橫斷面穩(wěn)定經(jīng)濟(jì),并注意山、水、林、路的綜合治理,做到少占耕地,始終貫徹工程經(jīng)濟(jì)與運(yùn)營經(jīng)濟(jì)相結(jié)合的原則。
我們采用圖紙上定線與現(xiàn)場選線相結(jié)合,最終確定三條線路,分別是方案A線、方案B線、方案C線。方案如圖1方案線路平面圖。
A線:起點(diǎn)→小寶山→采石場→埡口左→終點(diǎn)(大柳樹村左)
B線:起點(diǎn)→羊鍵村大溝→大柳與羊健交叉路→埡口→終點(diǎn)(大柳樹村左)
C線:起點(diǎn)→羊鍵村→羊健村北山腳→埡口右→終點(diǎn)(大柳樹村右上方)
路線各備選方案比選中,既要考慮到評(píng)價(jià)研究的任務(wù),也要符合客觀現(xiàn)象本身的特點(diǎn)和性質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律。對(duì)每一個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象是公平的、可比的,既要考慮研究的目的和需要,也要照顧到客觀條件的可能性,是否具有可操作性。方案比選工作深入細(xì)致與否,很大程上體現(xiàn)了勘測設(shè)計(jì)人員路線設(shè)計(jì)水平和工程項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)等指標(biāo)的合理性。鑒于以上考慮,為避免在路線評(píng)選過程中的盲目性、片面性和主觀性,我們對(duì)確定的三條線路進(jìn)行科學(xué)的評(píng)判。各方案主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(如表1所示)。
表1 主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
基于上述比選原則分析,三個(gè)方案各有所長,其特點(diǎn)如下:
A方案,路線長2.91km優(yōu)點(diǎn)是占用耕地最少,施工不影響附近村民生活,絕大部分線路無需租用土林地,建造成本居中,缺點(diǎn)是線路通過9號(hào)坑,下部壓礦;
B方案,路線長2.74km,優(yōu)點(diǎn)是施工和營運(yùn)不影響附近村民生活,線路短,營運(yùn)成本低,可作為9號(hào)坑備用公路,可操作性強(qiáng),工期短。缺點(diǎn)是占用耕地多;
C方案,路線長3.05km,優(yōu)點(diǎn)是占用耕地少,缺點(diǎn)是施工及運(yùn)營易影響羊健村民生活,終點(diǎn)段右上方挖邊坡,對(duì)左下方大柳樹村存在安全隱患。
數(shù)字電子地形圖的出現(xiàn),打破了傳統(tǒng)的礦山測圖模式[3]。其抓住空間數(shù)據(jù)的本質(zhì)特征,以數(shù)據(jù)為核心,從數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的控制,使數(shù)據(jù)一次性輸入后,不僅能在測繪的各個(gè)應(yīng)用層面進(jìn)行共享,同時(shí)也能夠順利地與各種其他同類軟件和GIS系統(tǒng)進(jìn)行無損數(shù)據(jù)交換。
以地理信息系統(tǒng)為平臺(tái),通過選線、設(shè)計(jì)參數(shù)、線形設(shè)計(jì)道路設(shè)計(jì)理論,我們對(duì)每個(gè)選線方案進(jìn)行優(yōu)化比選。結(jié)合礦山目前的實(shí)際情況,設(shè)計(jì)組最終確定B方案線路為首選線路。西起K0+000晉寧磷礦6號(hào)坑114線東擴(kuò)境界開始,東至K2+742.22的大柳樹。路線于K0+650跨越羊鍵村門口大溝,于K1+500交匯羊鍵村與大柳樹村機(jī)耕路交叉口,沿大柳樹村老路布線,過埡口K2+000至大柳樹終點(diǎn)。
設(shè)計(jì)主要技術(shù)指標(biāo):路面寬20m,路拱1.5%,填方邊坡1∶1.5,挖土方邊坡1∶1,行車時(shí)速20km/小時(shí),碎石土路面??v線最大地面高程為2319.70m,最小高程為2250.16m。
設(shè)計(jì)組對(duì)公路的平、縱、橫三個(gè)面應(yīng)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì),保證路線的整體協(xié)調(diào),做到平面順適、縱坡均衡、橫面合理,考慮車輛行駛的安全舒適性以及駕駛?cè)藛T的視覺和心理反應(yīng),引導(dǎo)駕駛?cè)藛T的視線,保持線形的連續(xù)性,避免采用長直線,并注意與當(dāng)?shù)丨h(huán)境和景觀相協(xié)調(diào);路線盡量避免穿過地質(zhì)不良地區(qū),最大限度減少挖填工程量,道路各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)滿足排土運(yùn)輸要求。充分發(fā)揮選進(jìn)技術(shù)的優(yōu)勢,利用計(jì)算機(jī)以數(shù)字地面模型儲(chǔ)存的實(shí)測數(shù)據(jù),進(jìn)行全套的路線自動(dòng)化設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)流程[1]平面設(shè)計(jì)系統(tǒng)的流程圖(如圖2所示)、縱斷面設(shè)計(jì)系統(tǒng)的流程圖(如圖3所示)、橫斷面設(shè)計(jì)系統(tǒng)的流程圖(如圖4所示),主要設(shè)計(jì)圖紙有平面圖、縱斷面圖、橫斷面圖,運(yùn)輸?shù)缆菲娇v縮略圖(如圖5所示)。
在確定本項(xiàng)目由晉寧磷礦組織施工后,我們立即成立大柳樹運(yùn)輸?shù)缆肥┕ゎI(lǐng)導(dǎo)小組,編制詳細(xì)施工組織設(shè)計(jì),建立健全施工質(zhì)量審核和保證體系。
本工程嚴(yán)格按國家有關(guān)施工和驗(yàn)收規(guī)范、規(guī)程及設(shè)計(jì)圖紙組織施工,施工全過程的質(zhì)量控制按照公司的《質(zhì)量手冊》、《程序文件》和《作業(yè)指導(dǎo)書》進(jìn)行。
依據(jù)我們編制的施工方案和技術(shù)交底及現(xiàn)行的國家規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)要求,組織施工。周密精心布署,嚴(yán)格按圖紙和施工技術(shù)規(guī)范實(shí)施。堅(jiān)持“安全第一,預(yù)防為主”的安全生產(chǎn)方針。開展驗(yàn)收監(jiān)測工作和編制驗(yàn)收?qǐng)?bào)告,并接受有關(guān)部門日常監(jiān)督檢查。
自主選線、設(shè)計(jì)、施工,使得道路修建成本大大降低,工程2013年4月投入使用,運(yùn)行情況良好,截止2014年底,共承擔(dān)1076萬立方米運(yùn)輸任務(wù),為中藍(lán)連海設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)的《晉寧磷礦接續(xù)開采方案》的實(shí)施拉開了序幕,對(duì)礦山開采的可持續(xù)性得以充分保障,減輕了目前西采區(qū)排土場和南擴(kuò)排土場巨大壓力。推廣應(yīng)用情況。
1)截止2013年底,東二采區(qū)采出一級(jí)品礦26.986萬噸,浮選礦35.3萬噸。
2)道路位于8、9號(hào)坑?xùn)|則,可作為8、9號(hào)坑外排運(yùn)輸?shù)囊粋€(gè)備用道路。大柳樹排土場一期場容設(shè)計(jì)1211萬立方米,對(duì)已論證的大柳樹排土場二期、三期擴(kuò)容,有望增加1000萬~2500萬立方米,所以,大柳樹運(yùn)輸?shù)缆返慕ㄔO(shè)存在很大運(yùn)輸潛力。
3)采區(qū)至大柳樹運(yùn)輸?shù)缆返某晒?shí)施,對(duì)晉寧磷礦2013年及2014年采區(qū)運(yùn)輸?shù)缆吩O(shè)計(jì)優(yōu)化及施工起典范作用,包括8號(hào)、9號(hào)坑運(yùn)輸?shù)缆吩O(shè)計(jì)和東一采運(yùn)輸?shù)缆窚y設(shè)優(yōu)化。
大柳樹運(yùn)輸?shù)缆肥怯傻V山自主選線、設(shè)計(jì)、施工,會(huì)聚了測量、采礦、地質(zhì)三大礦山核心專業(yè)優(yōu)秀技術(shù)人員,充分發(fā)揮各自的專業(yè)優(yōu)勢,完成和執(zhí)行情況良好。緩解了礦山剝離的內(nèi)排壓力,對(duì)礦山和公司的可持續(xù)性發(fā)展起到積極作用,其產(chǎn)生的社會(huì)效益與間接經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。是典型的“大柳樹運(yùn)輸?shù)缆纺J健?,該案例可在公司各礦山推廣及應(yīng)用。
(1)以測繪地理信息技術(shù)為基礎(chǔ)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)在礦山各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域大的深入融合;
(2)自主選線設(shè)計(jì)、施工,實(shí)施多方案優(yōu)化比選。借助計(jì)算機(jī)輔助成圖,效率突出,效益明顯;
(3)根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)、交通特性,明確公路功能及類別;全面的施工組織設(shè)計(jì)及有效的施工管理手段;
(4)解決了人才的“多余”與“不足”、人才的培養(yǎng)與穩(wěn)定、有效的資金平衡與投入、先進(jìn)設(shè)備的潛力挖掘等諸多問題,實(shí)現(xiàn)了礦山技術(shù)人員和設(shè)備服務(wù)效益最大化[8];
(5)案例無疑對(duì)具有特殊性的礦山運(yùn)輸?shù)缆窚y設(shè)探索產(chǎn)生積極影響。