陳周云

中國葛洲壩集團路橋工程有限公司，中國·湖北 宜昌 443002

多種類；復雜粒徑級配；大壩填筑料生產技術

1 引言

隨著信息技術的不斷進步，常規(guī)的砂石加工系統(tǒng)在原有的設計領域中僅僅只能生產粒徑單種且顆粒級配＜80mm的大壩填筑料，但在工程施工建設轉入到填筑階段，其原有的砂石加工系統(tǒng)生產填筑料種類和最大粒徑骨料無法滿足大壩填筑的需求，只能在原有基礎上新增其他生產功能的改造施工項目，利用多個生產工藝和步驟改造系統(tǒng)，獲得80mm～150mm 的級配骨料，從而滿足多種類粒徑級配大壩填筑料需求。通過系統(tǒng)工藝改造及生產運行，驗證了工藝改造后系統(tǒng)即顯現(xiàn)了多種類大壩填筑料生產條件同時滿足填筑各項質量技術指標要求。

2 大壩填筑料生產技術施工內容

2.1 原理

在對大壩填筑料生產技術革新中，必須要根據實際情況對在原設計基礎上增加＞80mm 振動篩進行篩分分級，在80mm 和150mm 振動篩篩網之間制作安裝接引溜槽，目的是將80mm～150mm 骨料接引分離。在篩分樓內尋找最短路徑和最佳角度布置輸送溜槽，溜槽可以斜向或豎向布置，目的是將接引分離出來的80mm～150mm 骨料輸送至大壩填筑料摻混皮帶，工藝流程如圖1所示。

經現(xiàn)場驗證，80mm～150mm 骨料在大于30°的斜向溜槽中輸送順暢，生產中不易堵料。為進一步防止生產堵料，除控制溜槽輸送角度外，輸送溜槽的寬度和高度不宜低于最大骨料粒徑的3 倍。因此，本次改造項目所用輸送溜槽的斷面尺寸選定為500×500mm，即底板和側板的寬度均為500mm。

在接引溜槽節(jié)點位置制作安裝鋼結構開合翻板，作用是打開和閉合80mm～150mm 骨料的接引分離通道，還可通過控制其開合角度控制進入大壩填筑料的80mm～150mm 骨料流量。類似的開合翻板設置在溜槽的節(jié)點處，在整個大壩填筑料生產流程中起到控制摻混料級配和生產種類的關鍵作用。

如圖1所示，在骨料從輸送溜槽終端制作安裝下料斗，目的是在骨料進入到皮帶的過程中平穩(wěn)下料速度、減弱骨料沖擊力[1]。

圖1 大壩填筑料系統(tǒng)工藝改進流程圖

2.2 特點

在對大壩填筑料生產技術革新中，該種施工工藝較為新穎且施工形式高效化，具有生產成本低等優(yōu)勢。其主要是在原有施工工藝的基礎上新增骨料輸送路線，將其控制在線路的鋼結構溜槽中，制作簡便化的工程施工模型，對其多篩選的骨料進行流量控制，并配比部分配骨料混合應用，實現(xiàn)標準化的中轉環(huán)節(jié)的應用簡易性，合理控制工程施工成本，提升大壩填筑料骨料粒徑。與常規(guī)工藝相比，該工藝更簡便實用、經濟價值可觀且節(jié)能降耗，適合在涉及大壩填筑料生產的大型砂石系統(tǒng)建設及工藝改造中推廣應用[2]。

3 大壩填筑料生產技術情況分析

在對大壩填筑料生產技術革新中，首先要明確所涉及的施工工程大壩周邊環(huán)境。以巴基斯坦卡洛特水電站為例子，其周邊地區(qū)的巖石結構復雜，巖石的均勻性差，結合大壩主體結構安全穩(wěn)定，為保證排水通暢和減小壩體的變形，要求堆石料具有低壓縮性、較高的抗剪強度和良好的透水性，在大壩填筑中對反濾料、過渡料和排水體的填筑料設計顆粒級配曲線要求較高。大壩填筑料試生產中主要注意溜槽的工作性能，應不堵料、不漏料，確保物料按設計路徑輸送。另外，注意開合翻板的分料功能是否正常且易于調控。出現(xiàn)故障時應查找問題并調試，調試正常后進行下一步。例如，0～150mm 大壩填筑料生產時，需將特大石（80～150mm）、大石（40～80mm）、中石（20～40mm）、小石（5～20mm）、砂（＜5mm）等五種組分按設計比例摻混進堆場，打開控制各組分流向的開合翻板，啟動系統(tǒng)進行生產，并控制各期間級配含量比例；0～80mm 大壩填筑料生產時，將大石（40～80mm）、中石（20～40mm）、小石（5～20mm）、砂（＜5mm）等四種組分按設計比例摻混進堆場，打開控制各組分流向的開合翻板，啟動系統(tǒng)進行生產；5～150mm 大壩填筑料生產時，將特大石（80～150mm）、大石（40～80mm）、中石（20～40mm）、小石（5～20mm）等四種組分按設計比例摻混進堆場，打開控制各組分流向的開合翻板，啟動系統(tǒng)進行生產。通過應用創(chuàng)新性的砂石生產系統(tǒng)改造方法實現(xiàn)在原生產系統(tǒng)基礎上增加多種類大壩填筑料生產工藝并可靈活切換，降低工藝流程的不通暢性[3]。

4 完善大壩填筑料生產的技術舉措

4.1 建立健全施工質量保證體系

在對大壩填筑料生產技術革新中，要根據大壩填筑料施工情況落實建筑施工的技術標準質量保證體系，加強大壩填筑料生產過程試驗檢測管控，固化系統(tǒng)工藝改造和生產流程，充分調動工作人員的積極性和主動性，完善技術交底和檔案管理制度，確保生產運行有管理人員進行流程化處理?？蓪⒃械拇髩翁钪仙a技術進行優(yōu)化處理，增添多種的工藝切換渠道，依據砂石原料質量進行綜合完善，應用新技術和新工藝進行大壩填筑料篩選，建立健全生產運行機制，提升砂石加工系統(tǒng)毛料處理質量，維持系統(tǒng)高質量運行的穩(wěn)定性建設。除此之外，工作人員需要了解大壩填筑料技術施工標準，按照國家標準進行填筑料標準處理。

4.2 按照系統(tǒng)工藝改造進行施工

如圖2所示，針對同類型的大壩填筑料生產工藝改造施工，其工藝步驟主要包含：工藝設計→確定溜槽結構→施工準備→騰空溜槽通道區(qū)域→接引溜槽、輸送溜槽、下料斗、防護設施制作安裝→試生產與調試→篩分試驗與級配控制。

圖2 工藝改造流程圖

工藝設計階段的主要任務是分析目標成品的組成成分、研究所需組分的材料來源、設計輸送各組分的工藝線路。在本改造項目工藝設計中，首先分析得到所需大壩填筑料組分包含砂、小石、中石、大石、特大石（80mm～150mm）。其中，除特大石外各組分的摻配已由原設計工藝實現(xiàn)，特大石缺失但可由第一次篩分車間獲取。于是，特大石由篩口至摻配皮帶骨料傳輸線路的設計是本次工藝線路的重點。

溜槽骨料傳輸線路一般為膠帶機或者鋼結構溜槽，其中鋼結構溜槽適用于路徑短、起終點坡度大等條件，可克服布置空間狹窄的困難，在這種條件下其經濟性較好且施工便捷。膠帶機對場地布置條件要求較高，適用于長距離、起終點坡度緩等條件。相較于鋼結構溜槽，其建造和運行維護成本較高。根據現(xiàn)場實際條件，本項目采用鋼結構溜槽傳輸所需特大石。在溜槽設計位置存在樓板、支撐等鋼結構障礙物，需進行樓板開洞、支撐移位等作業(yè)，騰空溜槽通道空間。在地面將溜槽底板、側板等部件加工完成后，即可人工搬運至設計位置焊接拼裝，施工中使用手拉葫蘆連接吊耳輔助吊裝各鋼板部件[4]。

4.3 引進新型的施工工藝

在對大壩填筑料生產技術革新中，需要根據實際情況做好新施工工藝的引進，完善生產過程中的填筑料質量控制，在不同種類填筑料生產工藝上可互調切換，做好工藝流程固化，且在工藝生產實踐中增加高壓沖洗裝置，控制骨料含泥和裹粉含量。做好工程施工管理的實時控制，減少施工生產中的操作難點問題和操作概率，實現(xiàn)填筑料生產的高效質量穩(wěn)定，應用常規(guī)的操作技術工藝，及時調整工程施工中的重難點問題，加強生產過程試驗檢測和粒徑級配含量分析，及時調整、解決生產過程各類級配骨料流量控制。在新工藝引進之后需要定期或者不定期的組織相關技術人員對該項工作進行培訓和考核，增強生產運行工過程中問題的解決效率，在保證大壩填筑料質量的前提下，加大單位生產能力改進，增加產能，縮短系統(tǒng)運行周期，提升填筑料品質，實現(xiàn)高質量的生產工藝應用效率。

5 結語

綜上所述，現(xiàn)階段水電工程建設更加注重多種類復雜粒徑級配大壩填筑料生產技術的應用創(chuàng)新工作。為了進一步完善大壩填筑料生產技術工藝，采用與傳統(tǒng)大壩填筑料生產方法截然不同的生產工藝，通過主篩分車間直接對毛料先篩分、再摻混，與傳統(tǒng)生產方法中主篩分車間先篩分，然后通過自卸汽車運輸至檢查篩車間，再摻混的生產模式相比，節(jié)省了運輸工序，使生產一步到位，進一步節(jié)省了對機械設備的運行維護成本，具有較好的環(huán)保效益，并在實現(xiàn)生產成本降低的同時實現(xiàn)了能源減耗，具有較好的節(jié)能效益。