寧占元

（中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610081）

1 工程概況

雙江口水電站位于四川省阿壩藏族羌族自治州馬爾康縣、金川縣境內(nèi)的大渡河上，為大渡河干流梯級水電開發(fā)的上游控制性水庫工程，壩址位于大渡河上游足木足河（東源）與綽斯甲河（西源）匯合口以下約2km 河段上，壩址距馬爾康縣城約46km，距金川縣城約45km。雙江口水電站是大渡河流域水電梯級開發(fā)的關(guān)鍵性工程之一，雙江口水庫為干流上游控制性水庫。堆石壩最大壩高315m，壩址處控制流域面積39330km2，多年平均流量527m3/s。水庫正常蓄水位2500m，對應(yīng)庫容約27.32 億m3，具有年調(diào)節(jié)能力，電站裝機(jī)容量2000MW，年發(fā)電量83.41 億kw·h。攔河大壩采用礫石土心墻堆石壩，壩頂高程2510.00m。擋水大壩壩體共分為防滲體、反濾層、過渡層和壩殼四大區(qū)。其中，心墻上游、下游分別設(shè)Ⅰ、Ⅱ兩層反濾料，上游兩層反濾水平厚度各4m，下游兩層反濾水平厚度各6m，上游、下游坡均為1：0.2。上、下游反濾料與壩體堆石之間均設(shè)過渡層，過渡層頂高程2504.00m，頂寬10m，上游、下游坡均為1：0.3。心墻下游的壩基與過渡料、堆石料之間設(shè)置一層2m 厚的下游反濾排水層。

雙江口大壩飛水巖反濾料加工系統(tǒng)布置在飛水巖料場上游側(cè)的飛水巖溝內(nèi)，需向大壩提供大約221.4 萬m3的反濾料。根據(jù)大壩填筑施工高峰期強(qiáng)度，系統(tǒng)設(shè)計(jì)毛料處理能力500t/h，成品處理能力450t/h。飛水巖反濾料加工系統(tǒng)加工料源來自飛水巖石料場開采料。前期加工石料主要來自泄洪標(biāo)洞挖料，后期來自飛水巖石料場，巖性主要為微、弱風(fēng)化或新鮮燕山早期似斑狀黑云鉀長花崗巖，穿插偉晶巖脈、云母等，其飽和抗壓強(qiáng)度平均值為83MPa，平均軟化系統(tǒng)為0.8。系統(tǒng)于2019 年6 月27 日完成建設(shè)，2019 年10 月末具備調(diào)試條件，2019 年12 月初完成調(diào)試并正式投產(chǎn)。

2 反濾料設(shè)計(jì)指標(biāo)及要求（反濾料級配表如表1、表2）

2.1 第一層反濾料

（1）最大粒徑應(yīng)不大于20mm，D15=0.15 ～0.50mm，D85=2.00 ～8.21mm；

（2）小于0.075mm 的顆粒含量應(yīng)小于5%；

（3）滲透系數(shù)應(yīng)大于2.5×10-4cm/s；

（4）第一層反濾料的填筑相對密度為0.80 ～0.90。

2.2 第二層反濾料

（1）最大粒徑應(yīng)不大于80mm，D15=1.38 ～3.67mm，D85=10.00 ～26.67mm；

（2）最小粒徑宜不小于0.1mm；

（3）滲透系數(shù)應(yīng)大于1.0×10-2cm/s；

（4）第二層反濾料的填筑相對密度為0.80 ～0.90。

3 反濾料生產(chǎn)工藝流程

表1 第一層反濾料級配表

表2 第二層反濾料級配表

本系統(tǒng)主要承擔(dān)大壩填筑料反濾料的生產(chǎn)，反濾料的級配為粒徑60mm 以下的成品骨料，料源為飛水巖石料場開采料，由汽車運(yùn)輸毛料至系統(tǒng)的粗碎車間進(jìn)行粗破，系統(tǒng)由粗碎車間、篩分、中細(xì)碎、立軸制砂等車間及廢水處理系統(tǒng)等車間組成。根據(jù)招標(biāo)文件要求，采用濕法的工藝。具體流程過程如下：

（1）毛料由飛水巖料場開采，汽車運(yùn)輸至系統(tǒng)粗碎車間進(jìn)行破碎成半成品料，經(jīng)膠帶機(jī)運(yùn)輸至半成品料堆。

（2）半成品料堆堆高15m，容積約0.5 萬m3。半成品料經(jīng)膠帶機(jī)輸送至第一篩車間進(jìn)行篩分。

（3）第一篩分車間并排設(shè)置2 臺2YKR2460H 重型篩、2臺FC-12 螺旋洗砂機(jī)。篩孔尺寸分別為60×60mm、5×5mm，經(jīng)篩分分級后，＞60mm 的骨料全部經(jīng)膠帶機(jī)進(jìn)入中細(xì)碎調(diào)節(jié)料倉；＜60mm 的骨料進(jìn)入超細(xì)碎車間；小于5mm 的砂與第二篩分車間分級出的砂一同進(jìn)入成品料倉堆存。

（4）中細(xì)碎車間分別布置2 臺CS430 圓錐破碎機(jī)，和1 臺HP300 圓錐破碎機(jī)，破碎后的物料再進(jìn)入第一篩車間篩分，形成閉路循環(huán)。

（5）超細(xì)碎（制砂）車間布置有4 臺CV229 立軸沖擊式破碎機(jī)。物料為第一篩分車間小于60mm 骨料，經(jīng)破碎后通過膠帶機(jī)運(yùn)至第二篩分車間篩分。

（6）第二篩分車間設(shè)置8 臺3YKR2460 圓振動篩、8 臺FC-15 螺旋洗砂機(jī)。篩孔尺寸為20×20mm、5×5mm、3×3mm（篩網(wǎng)根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)可做適當(dāng)調(diào)整，以滿足質(zhì)量要求）。經(jīng)篩分分級后，5 ～20mm 和20 ～60mm 的骨料根據(jù)需要進(jìn)入成品料堆堆存。部分2 ～5mm 經(jīng)過膠帶機(jī)進(jìn)入成品反濾料砂2 料場。其余大于5mm 和部分3 ～5mm 的物料返回立軸制砂車間破碎；小于5mm 的物料，根據(jù)不同砂的級配要求，經(jīng)脫粉后，進(jìn)入反濾料砂倉1。第二篩分車間與超細(xì)碎（制砂）車間形成閉路循環(huán)。

（7）脫粉車間共布置有1 臺ZKR2460 直線高頻振動篩，主要是根據(jù)反濾料中砂的級配要求，達(dá)到優(yōu)化細(xì)骨料級配的目的。其可以根據(jù)成品砂的石粉含量要求進(jìn)行沖洗脫粉，成品砂經(jīng)膠帶機(jī)輸送至成品料倉堆存。

（8）反濾料摻配前分別取代表性的級配料和砂的試驗(yàn)樣品測定其振實(shí)密度，即在混凝土振動臺振動后的密度。根據(jù)密度和理論摻配重量比例，計(jì)算級配料和砂料的比例，并通過室內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

（9）反濾料的摻配采用地弄內(nèi)的振動給料機(jī)進(jìn)行，振動給料機(jī)在使用過程中，可以調(diào)節(jié)激振力來改變和控制流量，因其調(diào)節(jié)方便、流量穩(wěn)定、噪音低、耗電小、無沖料現(xiàn)象等特點(diǎn)，經(jīng)長河壩、兩河口等工地的使用，摻配后的反濾料質(zhì)量可靠、穩(wěn)定。摻配的反濾料用膠帶機(jī)輸送，為防止骨料的分離，反濾料落料高度不大于6m。在摻配的過程中，定期對摻配后的成品料取樣篩分，以復(fù)核顆粒級配，含泥量和顆粒形狀。

4 反濾料調(diào)試及試生產(chǎn)存在問題及解決措施

根據(jù)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)規(guī)劃，反濾料的摻配級配料分為80 ～20mm、20 ～5mm、5 ～2mm、2 ～0.075mm 四種級配料。反濾料系統(tǒng)試生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)如下問題及相應(yīng)解決措施。

（1）5 ～2mm 級配料由于料徑小導(dǎo)致透篩率低，遜徑非常大；在試生產(chǎn)過程中反復(fù)試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)多次調(diào)整該層篩網(wǎng)、篩面沖水量大小及篩面篩分處理能力，最終調(diào)節(jié)到滿足質(zhì)量要求。篩網(wǎng)調(diào)節(jié)成2～4mm 的組合篩網(wǎng)，水量調(diào)節(jié)到能沖洗干凈（后面還要調(diào)整其水量以便沖洗走不滿足要求的粉料（0.075mm 以下粉料），篩子處理能力調(diào)整到每臺篩200 左右t/h 處理能力。

（2）2 ～0.075mm 級配料中0.075mm 以下含量大，靠洗砂機(jī)和簡單脫水處理不能滿足設(shè)計(jì)要求；在試生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)由于其料源及母巖巖性等問題，導(dǎo)致生產(chǎn)出的2～0.075mm 級配料粉料超標(biāo)，且變化大，在生產(chǎn)過程中很難控制，根據(jù)以往系統(tǒng)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，首先，加大水量沖洗，再改變洗砂機(jī)運(yùn)行工況（加大洗砂機(jī)傾角，降低其溢流水位）剔除石粉還不滿足的情況下，再利用脫水篩加水沖洗石粉的工藝再次剔除，確保石粉含量滿足質(zhì)量要求。

（3）各級配料按照理論擬合比例摻配反濾料，摻配控制難度大；反濾料的摻配是在其各個級配料生產(chǎn)合格的基礎(chǔ)上，利用理論擬合比例出的比例的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行現(xiàn)場摻配按照理論擬合比例進(jìn)行摻配，根據(jù)膠帶機(jī)的運(yùn)輸量推算出各個級配的摻和量，再確定給料設(shè)備的開口（確定其給料量），再進(jìn)行各級配的摻和，在摻和過程中，反復(fù)取樣進(jìn)行各級配料的微調(diào)，以確保反濾料級配滿足質(zhì)量要求。這樣大大減少了現(xiàn)場反復(fù)試驗(yàn)摻和比例的過程，且減少人工摻配的隨意性，確保了反濾料的質(zhì)量。

（4）加大剔除粉料后，廢水處理系統(tǒng)無法滿足，廢水處理難度大；在生產(chǎn)過程中，大量剔除石粉，導(dǎo)致廢水中石粉含量急劇提升，導(dǎo)致整個后續(xù)的廢水處理壓力極大，一度導(dǎo)致經(jīng)常性的水溝淤積無法正常排水，廢水處理設(shè)備停機(jī)等問題，為了滿足要求，系統(tǒng)增加大功率渣漿泵、沉淀池等設(shè)施確保廢水處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（5）毛料中粉料含量大，且因是前期毛料采用洞挖料其質(zhì)量變化波動極大，對系統(tǒng)生產(chǎn)質(zhì)量控制影響極大。系統(tǒng)生產(chǎn)中原材料的穩(wěn)定對系統(tǒng)生產(chǎn)影響極大，但由于該系統(tǒng)利用原料為洞挖料且堆存前期沒有有效控制其質(zhì)量，導(dǎo)致其質(zhì)量差且波動大，在生產(chǎn)過程中對二次開采難度極大，為了滿足系統(tǒng)生產(chǎn)，開采時必須通過選料來降低其質(zhì)量的波動，其難度大且不易保證其質(zhì)量，故在以后的洞挖料為系統(tǒng)生產(chǎn)毛料時，必須在前期進(jìn)行質(zhì)量控制，減少對后續(xù)施工的影響。

5 結(jié)語

該系統(tǒng)自2019 年10 月底開始調(diào)試，由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)比較合理且調(diào)試過程中方法比較得當(dāng)，系統(tǒng)克服毛料質(zhì)量變化大等困難，僅一個月左右就調(diào)試出合格的反濾料，2019 年12 月初，開始其后續(xù)的反濾料碾壓試驗(yàn)，在同類反濾料系統(tǒng)中系統(tǒng)調(diào)試期短，為雙江電站提前填筑提供了有力的保證。飛水巖反濾料加工系統(tǒng)工藝流程設(shè)計(jì)合理，且在設(shè)備選型、工藝流程及后續(xù)調(diào)試等工作中總結(jié)出了一些可行的措施，在保證成品物料質(zhì)量符合相關(guān)要求的同時，產(chǎn)能也滿足設(shè)計(jì)要求。飛水巖反濾料加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)和施工調(diào)試運(yùn)行夠?yàn)轭愃品礊V料加工系統(tǒng)工程提供一定經(jīng)驗(yàn)和成果借鑒，具有一定的社會效益。