于長征,劉海付,韓闖,于鵬新

(中水東北勘測設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司,吉林 長春 130021)

某水電站料場級配變化后應(yīng)對方案設(shè)計(jì)

于長征,劉海付,韓闖,于鵬新

(中水東北勘測設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司,吉林 長春 130021)

某水電站在規(guī)劃階段選定了混凝土骨料場,混凝土骨料加工系統(tǒng)根據(jù)該料場具體情況確定了加工工藝.工程進(jìn)入實(shí)施階段后,經(jīng)開采生產(chǎn)2年,發(fā)現(xiàn)料場各級骨料占比和規(guī)劃階段給出的參考值相去甚遠(yuǎn),導(dǎo)致混凝土骨料加工系統(tǒng)產(chǎn)品大料偏多,小料奇缺.文中進(jìn)而介紹了解決這一問題的設(shè)計(jì)過程和采用的應(yīng)對方案.

水電站;料場級配變化;設(shè)計(jì)方案

1 工程簡介

某水電站工程是一座以發(fā)電為主,兼顧養(yǎng)魚、旅游等綜合效益的水利樞紐,主要建筑物由兩岸混凝土重力壩段、泄水閘壩段、門庫壩段和河床式發(fā)電廠房壩段組成,總庫容為3 302X104m3,電站總裝機(jī)容量為40 MW.樞紐工程等別為Ⅲ等工程,工程規(guī)模為中型,主要建筑物的級別即混凝土重力壩段、泄水閘壩段、門庫壩段、河床式發(fā)電廠房及右岸邊坡為3級,次要建筑物為4級.

水電站工程自2015年4月開工以來,進(jìn)展比較順利,截至到2016年9月末,左岸一期工程已接近尾聲,混凝土澆筑基本結(jié)束,共澆筑各類混凝土64 227 m3,2017年開始澆筑右岸二期混凝土.

2 問題的提出

該工程混凝土骨料場位于壩址上游約9 km,面積21.53X104m2,儲量為90.21X104m3.

料場從2015年開始開采,截止到2016年9月末,開采砂石料204 411 m3(混合方),剔出大于150 mm蠻石后,共加工出成品骨料172 825 m3,擾動面積約8.8X104m2.

生產(chǎn)的混凝土成品骨料一個(gè)突出問題是大料偏多,小料(5～20 mm)偏少,為此不得不外購了一部分.2017年是該水電站工程建設(shè)高峰年,混凝土澆筑量較大,為保證混凝土骨料供應(yīng)不受影響,必須查明問題發(fā)生的原因,提前準(zhǔn)備應(yīng)對預(yù)案.

3 問題產(chǎn)生原因及解決思路

工程規(guī)劃階段,對混凝土骨料場進(jìn)行了勘探,砂礫石級配分布見表1

表1 天然砂礫石料級配表

據(jù)此級配,經(jīng)平衡計(jì)算后,確定混凝土骨料加工為全天然篩分方案.系統(tǒng)投入生產(chǎn)后,成品骨料產(chǎn)品表現(xiàn)為大料多,小料少.分析后判斷是規(guī)劃階段的砂礫石級配不準(zhǔn)確才造成這種現(xiàn)象.為解決問題,保證工程建設(shè)不受影響,擬按以下步驟開展工作:

1)根據(jù)2015年和2016年數(shù)據(jù),對混凝土骨料場級配分布重新復(fù)核.

2)根據(jù)尚未澆筑的混凝土品種、數(shù)量和新復(fù)核的料場級配,通過計(jì)算,找出骨料生產(chǎn)中的控制級配.

3)提出具體解決措施,制定應(yīng)對措施和預(yù)案.

4 主要設(shè)計(jì)依據(jù)

1)截止至2016年9月17日,工程實(shí)際澆筑混凝土數(shù)量、級配、標(biāo)號.

2)截止至2016年9月17日,承包商提供的骨料加工量、外購量及現(xiàn)場剩余骨料量.

3)2017年和2018年工程分年實(shí)際澆筑混凝土數(shù)量、級配、標(biāo)號.

4)《某水電站工程施工配合比試驗(yàn)研究報(bào)告》推薦的混凝土施工配合比.

5)料場概況及實(shí)際開采現(xiàn)狀.

5 混凝土骨料場級配復(fù)核

5.1 已澆筑混凝土及實(shí)耗骨料量統(tǒng)計(jì)

工程于2015年開工建設(shè),截至2016年9月17日,共澆筑混凝土64 227 m3.

根據(jù)《混凝土施工配合比試驗(yàn)研究報(bào)告》中數(shù)據(jù),統(tǒng)計(jì)出各級骨料消耗數(shù)量,見表2.

表2 混凝土澆筑實(shí)際消耗骨料量

5.2 現(xiàn)場剩余及骨料外購情況

混凝土骨料加工系統(tǒng)于2015年初建成投產(chǎn),根據(jù)承包商提供的數(shù)據(jù),截至2016年9月17日,共篩分毛料204 411 m3,在滿足混凝土澆筑后,現(xiàn)場尚剩余部分骨料,并外購了少量5～20 mm小料,見表3.

表3 2015-2016年實(shí)際生產(chǎn)骨料及外購統(tǒng)計(jì)表

5.3 級配復(fù)核結(jié)果

根據(jù)2015年及2016年實(shí)耗骨料量、現(xiàn)場各級配骨料剩余及外購骨料數(shù)量,可推算出施工階段混凝土骨料場級配占比,見表4.

表4 混凝土骨料場級配復(fù)核結(jié)果

表4和表2對比可以看出,規(guī)劃階段和施工階段混凝土骨料場級配分布確實(shí)相差很大,規(guī)劃階段5～20 mm骨料占比為20%,這次復(fù)核后僅為7.2%,印證了現(xiàn)場系統(tǒng)生產(chǎn)大料偏多小料偏少現(xiàn)象.

6 2017年和2018年骨料需要量

2017年和2018年計(jì)劃澆筑混凝土88 843 m3,共需要成品骨料209 418 t,見表5.

表5 2017、2018年分年各級骨料需要量 t

7 應(yīng)對加工方案

7.1 方案擬定

根據(jù)工程實(shí)施混凝土骨料場級配復(fù)核結(jié)果,結(jié)合2017年和2018年骨料需要量,擬定應(yīng)對加工方案,尤其要考慮5～20 mm小骨料含量偏少的情況,預(yù)先制訂應(yīng)對措施,在經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較基礎(chǔ)上,推薦最優(yōu)應(yīng)對加工方案.

初擬三種方案:

方案一:2017年2018年均以5～20 mm骨料為控制加工生產(chǎn)成品料.

方案二:2017年2018年均以5～0.15 mm骨料為控制加工生產(chǎn)成品料.

方案三:2017年以5～20 mm骨料為控制、2018年以5～0.15 mm骨料為控制加工生產(chǎn)成品料.

三種方案骨料平衡計(jì)算結(jié)果為:

1)方案一需要篩分362 405 m3毛料,所有骨料全部自給.

2)方案二需要篩分242 739 m3毛料,2017需外購或加工5～20 mm骨料7502t,2018年需外購或加工4 470 t.

3)方案三需要篩分242 739 m3毛料,5～20 mm骨料短缺數(shù)量與方案二相同,需外購或加工總量為11 972 t,不同之處是本方案2017年所有骨料均可自給,所缺骨料可在2018年外購或加工解決.

7.2 各方案優(yōu)缺點(diǎn)比較

方案一:優(yōu)點(diǎn)是混凝土骨料均由現(xiàn)有系統(tǒng)篩分加工,不需外購或增加設(shè)備破碎加工骨料;缺點(diǎn)是砂石料料場開采量大,毛料加工量大,比后兩個(gè)方案多加工毛料約12萬方,棄料量大.

方案二:采用本方案,雖然缺5～20 mm小料,但缺失量不算很大,而料場開采量、毛料加工量相比方案一下降巨大,因而投資更加節(jié)省.

方案三:優(yōu)缺點(diǎn)基本和方案二相同.該方案2017年骨料為自給,但2018年需外購或破碎加工所缺骨料.

7.3 推薦方案

經(jīng)綜合分析后推薦方案三,該方案最大優(yōu)點(diǎn)是有充裕時(shí)間采取對策應(yīng)對5～20 mm骨料短缺問題.

8 缺失骨料的投資比較

采用方案三后,毛料開采量和篩分量雖然減少,但小骨料(5～20 mm)短缺11 972 t(8 256 m3),是采用外購或系統(tǒng)內(nèi)增加小型破碎設(shè)備自行破碎加工,需通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定.

工程所在地附近有出售砂石料廠家,距混凝土拌和系統(tǒng)20 km左右.小骨料售價(jià)約為75元/m3,運(yùn)到工地價(jià)格約為97.00元/m3.考慮運(yùn)輸儲存損失等,外購方案投資約為91.01萬元.破碎方案需要增加一臺反擊式破碎機(jī)、一臺直線振動篩、一臺洗砂機(jī)和5條皮帶機(jī),估算投資為101.28萬元.

9 結(jié)論及建議

通過分析,主要結(jié)論如下:原有砂石料混凝土骨料加工仍可采用,對于所缺5～20 mm小料,解決措施一是外購;二是增加破碎設(shè)備.

外購方案不確定因素稍多,骨料質(zhì)量控制有一定難度,供應(yīng)的保證率受賣方供應(yīng)強(qiáng)度制約等問題.

破碎加工方案可避免外購方案缺點(diǎn),但需要增加破碎設(shè)備和施工配合比試驗(yàn)工作.二種方案投資相差不大.建議如下:

1)采用外購方案時(shí),應(yīng)和供方簽訂合同,明確購買骨料的規(guī)格、數(shù)量、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、供貨強(qiáng)度、供貨時(shí)間、價(jià)格、交貨地點(diǎn)、采樣等限制條件,盡可能消除不確定因素.

2)采用破碎方案時(shí),應(yīng)盡快建成破碎系統(tǒng),充分利用現(xiàn)有場地,并做好5～20 mm小料儲存工作,滿足工程混凝土澆筑高峰強(qiáng)度的需求.

3)根據(jù)現(xiàn)有的加工系統(tǒng)生產(chǎn)能力,合理規(guī)劃砂石加工系統(tǒng)的各級成品骨料堆存和使用計(jì)劃,做好確保加工系統(tǒng)正常運(yùn)行,同時(shí)盡量減少二次倒運(yùn)的數(shù)量.

這次通過準(zhǔn)確計(jì)算,找出了問題發(fā)生原因,進(jìn)而提出應(yīng)對方案,以很小的代價(jià)大大降低了料場開采量和毛料篩分加工量,有效地節(jié)省了投資.

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1002-0624(2017)11-0025-03

2017-06-22