鳳凰谷水電站人工砂石骨料加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化

1、沿海企業(yè)與科技COASTAL ENTERPRISES AND SCIENCE &TECHNOLOGY 2009年第12期(總第115期NO.12,2009(Cumulatively NO.115鳳凰谷水電站人工砂石骨料加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化林訓(xùn)常摘要文章介紹鳳凰谷水電站人工砂石骨料加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化全過程。首先介紹工程項(xiàng)目的背景,從投標(biāo)階段砂石系統(tǒng)規(guī)劃出發(fā),通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的分析,對(duì)整個(gè)人工砂石骨料加工系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化,既滿足工程需要,提前了工期,又實(shí)現(xiàn)了良好的經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞鳳凰谷;人工砂石骨料系統(tǒng);設(shè)計(jì)優(yōu)化作者簡(jiǎn)介林訓(xùn)常,葛洲壩集團(tuán)第六工程有限公司助理工程師,湖北宜昌,443002中圖分

2、類號(hào)TV74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1007-7723(200912-0133-0003一、項(xiàng)目背景(一工程概況鳳凰谷水電站是云南南盤江干流中游河段三等中型工程,電站裝機(jī)容量2×50M W 。樞紐建筑物由左岸非溢流壩段、溢流壩段、河床發(fā)電廠房壩段、廠房工程、泄洪沖砂底孔壩段、右岸非溢流壩段建筑物組成,主體混凝土工程量為350540m 3,高峰期混凝土澆筑強(qiáng)度約為2.8萬m 3/月,混凝土拌和系統(tǒng)為一座HL120-3F1500L 新型預(yù)冷攪拌樓。(二人工骨料料源根據(jù)投標(biāo)規(guī)劃,人工骨料料源采用左岸3#5#沖溝之間的苗家石料場(chǎng)巖石。巖性為三疊系中統(tǒng)個(gè)舊組(T2g的灰?guī)r夾白云質(zhì)灰?guī)r及少量白云巖,

3、以中厚層厚層狀為主,局部夾少部分薄層巖體。巖石密度2.70g/cm 3,最大吸水率均值0.33%,濕抗壓強(qiáng)度平均值Rc=73.3Mpa 。巖石絕大多數(shù)屬堅(jiān)硬巖,極少部分屬中硬巖;巖石不具堿活性。(三投標(biāo)階段規(guī)劃根據(jù)招標(biāo)文件,本標(biāo)段發(fā)包人主要提供有包括壩址上游左岸的混凝土系統(tǒng)場(chǎng)地、C2標(biāo)生產(chǎn)區(qū)、C3標(biāo)生產(chǎn)區(qū)等臨建設(shè)施用地。本砂石加工系統(tǒng)投標(biāo)設(shè)計(jì)方案擬布置于左岸5#沖溝口7#沖溝口之間的山梁上。該部位山坡高程826m 以下平均坡度約35°,在高程826830m 分布有一長(zhǎng)約50m 、寬約70m 的緩坡(5°平臺(tái),高程830m 以上山坡地形坡度約30°。人工砂石骨料加工

4、系統(tǒng)設(shè)計(jì):砂石料生產(chǎn)總量為80.0萬t ,其中碎石料量54.34萬t ,砂量25.66萬t 。按生產(chǎn)四級(jí)配混凝土骨料設(shè)計(jì)(骨料粒徑120mm ,同時(shí)能生產(chǎn)二級(jí)配混凝土骨料。本系統(tǒng)分成初破車間、中破車間、篩分沖洗車間、制砂車間、成品料堆和水、電布置。本布置場(chǎng)地規(guī)劃成四個(gè)大場(chǎng)地和四個(gè)大臺(tái)階。場(chǎng)地為:初破場(chǎng)地、中破場(chǎng)地、篩分沖洗制砂場(chǎng)地、成品料場(chǎng)場(chǎng)地;臺(tái)階為860m 高程臺(tái)階、838m 高程臺(tái)階、828m 高程臺(tái)階、822m 高程臺(tái)階。其中828m 高程臺(tái)階處因?yàn)橹粕靶枰殖蓭讉€(gè)小臺(tái)階,838m 高程處因?yàn)橹衅圃O(shè)備分成兩個(gè)小臺(tái)階,各臺(tái)階之間通過施工道路連接。投標(biāo)時(shí)人工砂石系統(tǒng)土建造價(jià)約297萬元。(

5、四施工特點(diǎn)及難點(diǎn)人工砂石骨料加工系統(tǒng)布置受地形地質(zhì)條件、系統(tǒng)規(guī)模、總平面布置等多種因素影響,其布置特點(diǎn)及難點(diǎn)主要包括:1.苗家采石場(chǎng)、人工砂石骨料加工系統(tǒng)、砼生產(chǎn)系統(tǒng)、鳳凰谷水電站大壩建筑物呈“一”字排開,依次分布,采石場(chǎng)到大壩左壩肩距離在300m 以內(nèi),范圍狹窄,布置困難。2.左岸邊坡穩(wěn)定性差,洪沖積層成分為粉質(zhì)粘土混夾卵礫石及碎塊石已發(fā)生過小范圍滑坡,且削坡減載后砼系統(tǒng)布置范圍不夠,需向苗家石場(chǎng)山體一側(cè)的820m 平臺(tái)移動(dòng)布置位置才能滿足要求。3.采用皮帶機(jī)自動(dòng)上料,與砼生產(chǎn)系統(tǒng)的接口布置。4.不具備砂石料系統(tǒng)需要的高差,在經(jīng)過開挖和填筑后才能形成砂石料系統(tǒng)所需的臺(tái)階地形。因此,本標(biāo)段臺(tái)階

6、開挖和場(chǎng)地開挖及支護(hù)量大。5.整體地質(zhì)條件相對(duì)較好,不存在明顯不穩(wěn)定結(jié)構(gòu),利于破碎機(jī)、篩分樓等對(duì)地基有一定要求的設(shè)備布置;但供水系統(tǒng)水池所處山梁需進(jìn)行削133坡減載和邊坡噴錨支護(hù)處理。6.距離采石料場(chǎng)不足100m,需進(jìn)行控制爆破開挖原料。7.前一標(biāo)段仍占用場(chǎng)地,且還在進(jìn)行爆破作業(yè),對(duì)系統(tǒng)施工很不利,在合同中項(xiàng)目部承諾的系統(tǒng)完工日期、投產(chǎn)日期不變,履約風(fēng)險(xiǎn)很大。二、優(yōu)化設(shè)計(jì)在工程進(jìn)場(chǎng)開始施工后,通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際勘察,并結(jié)合采石場(chǎng)、拌和樓的布置,多套方案分析比較后,提出人工砂石骨料加工系統(tǒng)建筑物布置主要利用左岸高線公路、山坡中部平臺(tái)及其后緣部分山坡,多分布在高程850895m之間,占地總面積約9000

7、m2。山坡上無不良物理地質(zhì)體發(fā)育,自然山坡穩(wěn)定。砂石加工系統(tǒng)區(qū)山坡地形較緩,巖性軟弱,風(fēng)化較強(qiáng)烈;全風(fēng)化巖體厚度1015m,已呈“土”狀,力學(xué)強(qiáng)度低,濕抗壓強(qiáng)度Rc=5MPa 15MPa。坡積層、洪沖積層地基巖土物理力學(xué)指標(biāo)如下:容重=1.8g/cm32.1g/cm3,允許承載力R=0.18M Pa0.23M Pa。經(jīng)檢測(cè)完全可以達(dá)到設(shè)備基礎(chǔ)承載力要求。根據(jù)新方案重新進(jìn)行了人工砂石骨料加工系統(tǒng)建筑物布置設(shè)計(jì):(一系統(tǒng)布置原則1.系統(tǒng)布置在指定的征地范圍內(nèi),并盡量少占地。2.結(jié)合地形、地勢(shì),盡量利用高差,減少土建工程量及膠帶輸送機(jī)量。3.料倉布置應(yīng)有足夠的容量,以滿足高峰期的生產(chǎn)需要。4.在滿足

8、生產(chǎn)需要的前提下盡可能地減少設(shè)備的投入,選擇最佳的生產(chǎn)工藝方案降低生產(chǎn)運(yùn)行成本,提高經(jīng)濟(jì)效益。(二系統(tǒng)設(shè)置人工砂石骨料加工系統(tǒng)由進(jìn)料回車場(chǎng)、粗碎車間、半成品料倉、預(yù)篩分、中碎車間、細(xì)碎車間、篩分(一車間、篩分(二車間、成品料倉、電控系統(tǒng),以及供水、供電、場(chǎng)內(nèi)公路等部分組成。生產(chǎn)砂石料總量為82.0萬t;生產(chǎn)強(qiáng)度按高峰月澆筑混凝土強(qiáng)度為2.8萬m3所需的砂石料用量。砂石料加工系統(tǒng)總裝機(jī)功率1010kw;系統(tǒng)最大用水量110t/h。(三系統(tǒng)車間布置1.粗碎進(jìn)料回車場(chǎng)及粗碎車間布置粗碎進(jìn)料回車場(chǎng)設(shè)在進(jìn)采石場(chǎng)道路旁一側(cè)的山坡上,高程為895.0m,平面尺寸為30m×25m。粗碎車間設(shè)在進(jìn)料回

9、車場(chǎng)平臺(tái)外側(cè)。進(jìn)料平臺(tái)高程895m,出料高程885m。車間內(nèi)設(shè)2臺(tái)PEF750×1060顎式破碎機(jī)。破碎機(jī)采用混凝土基礎(chǔ),安裝在高程887.5m 的平臺(tái)上。出料膠帶機(jī)尾部布置在高程885m平臺(tái)上。2.半成品料倉半成品料倉設(shè)在山坡上。料倉中心底部高程882m。堆料高度為10m。料倉底板寬為20m,長(zhǎng)15m?？裳厣襟w兩側(cè)堆放,料倉總?cè)萘繛?000m3。半成品料倉上部,設(shè)定點(diǎn)堆料機(jī)1臺(tái)。出料設(shè)地弄、膠帶機(jī)、槽式給料機(jī)。3.預(yù)篩分車間預(yù)篩分車間設(shè)在半成料倉出口的坡地上,車間地面高程877m,進(jìn)料高程886m,車間內(nèi)設(shè)1臺(tái)2YKR1845圓振動(dòng)篩。底部設(shè)1臺(tái)CWD1115洗石機(jī)。4.中碎車間中

10、碎車間設(shè)在預(yù)篩分車間外側(cè),車間地面高程877m,進(jìn)料高程883m,車間內(nèi)設(shè)2臺(tái)PF1214型反擊式破碎機(jī)。5.細(xì)碎車間細(xì)碎車間設(shè)在中碎車間旁。車間地面高程877m,進(jìn)料高程883,車間內(nèi)設(shè)2臺(tái)PL8500型立式破碎機(jī)。6.篩分(一車間篩分(一車間設(shè)在中碎車間旁。車間地面高程877m,進(jìn)料高程885,車間內(nèi)設(shè)1座2YA2060圓振篩。7.篩分(二車間篩分(二車間設(shè)在中碎車間旁。車間地面高程877m,進(jìn)料高程885m,車間內(nèi)設(shè)2座2YKR2060圓振篩。底部設(shè)1臺(tái)FG-15螺旋分級(jí)機(jī)和1臺(tái)ZKR1445直線篩。(8成品料倉成品料倉設(shè)在公路上,料倉底部高程850 865m。成品料倉寬20m、長(zhǎng)190

11、m。分5個(gè)料倉,即特大石、大石倉、中石倉、小石倉、砂倉,倉與倉之間設(shè)漿砌石隔墻,砂倉設(shè)防雨棚。砂倉底板為混凝土結(jié)構(gòu)。料倉出料采用給料機(jī)、膠帶機(jī)?？晒┗炷涟韬蜕a(chǎn)7天的砂料用量。9.廢水處理生產(chǎn)廢水處理設(shè)施設(shè)在850m高程、左岸高線公路一側(cè)山坡上。(四堆料場(chǎng)設(shè)置1.堆場(chǎng)的設(shè)置134為滿足系統(tǒng)生產(chǎn)的連續(xù)性,調(diào)節(jié)各車間設(shè)備生產(chǎn)的均衡性,以及調(diào)節(jié)料場(chǎng)開采的不均勻性,滿足混凝土澆筑強(qiáng)度的骨料儲(chǔ)備的需要,加工系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了半成品料場(chǎng)、成品粗骨料場(chǎng)、成品砂堆場(chǎng)等。2.半成品堆場(chǎng)半成品堆場(chǎng)設(shè)于苗家采石場(chǎng)靠河流側(cè)的山坡上,采用定點(diǎn)堆料方式,堆料高度10m,底部寬為20m,長(zhǎng)15m,堆料容積為2000m3。底部設(shè)

12、有廊道和給料機(jī)。(五車間設(shè)計(jì)1.進(jìn)料平臺(tái)及粗碎車間進(jìn)料平臺(tái)設(shè)計(jì)高程為895.0m,回車場(chǎng)及卸料平臺(tái)平面尺寸為30m×25m。卸料平臺(tái)側(cè)設(shè)漿砌石和混凝土擋墻,擋墻高8m。進(jìn)料道路寬8.5m,坡度<10%,泥結(jié)石路面。振動(dòng)給料機(jī)布置在高程890.0m,鋼結(jié)構(gòu)整體基礎(chǔ)。為便于膠帶機(jī)安裝,顎式破碎機(jī)采用混凝土結(jié)構(gòu)架基礎(chǔ)?；A(chǔ)高2.5m,布置在高程為885.0m。底板采用整體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。2.半成品料倉半成品料倉底板寬為20m,長(zhǎng)為15m。底板面高程為882.0m,出料口高程為878.0m。出料口端設(shè)漿砌石擋墻,擋墻高出料倉面3.05.0m。料倉底部設(shè)地弄膠帶機(jī)出料。3.預(yù)篩分及中碎車

13、間預(yù)篩分及中碎車間設(shè)計(jì)地面高程為877.0m。預(yù)篩分車間的篩分機(jī)采用鋼結(jié)構(gòu)架基礎(chǔ)。鋼架基礎(chǔ)高5.0m,平臺(tái)尺寸為3.5m×3.5m。鋼架基礎(chǔ)底板采用整體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。中碎車間反擊破碎機(jī)基礎(chǔ)采用鋼結(jié)構(gòu)架基礎(chǔ)。鋼架基礎(chǔ)高2.2m,平臺(tái)尺寸為2.5m×2.5m。鋼架基礎(chǔ)底板采用整體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。4.篩分車間篩分(一車間設(shè)計(jì)地面高程為877.0m;篩分(二車間設(shè)計(jì)地面高程為877.0m。篩分機(jī)采用鋼結(jié)構(gòu)架基礎(chǔ)。鋼架基礎(chǔ)高4.05.0m,平臺(tái)尺寸為5.5m×7.0m。鋼架基礎(chǔ)底板采用整體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。5.成品料倉成品料倉布置在左岸高線公路上。料倉地面高程850865m。料倉總長(zhǎng)214m,寬20m。4個(gè)粗骨料倉平面尺寸為4m×20m×30m;砂倉平面尺寸為3m×20m×20m。有效利用面積約3100m2。為防止混料,料倉與料倉之間設(shè)6m高的漿砌石隔墻。料倉底板橫向設(shè)2%的坡,以利料倉排水。料倉底設(shè)地弄膠帶機(jī)出料。6.開挖邊坡本系統(tǒng)所有未作擋墻的開挖邊坡半成品料倉、料倉等邊坡均按11設(shè)計(jì),并作漿砌石護(hù)坡。(六優(yōu)化成果人工砂石系統(tǒng)經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)后,設(shè)備基礎(chǔ)、鋼結(jié)構(gòu)、電氣等工程量未改變,土建工程量大幅度減少,實(shí)際造價(jià)約161萬元,僅此總包項(xiàng)目