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砂石料生产技术成果及评价

发布时间:2015-4-22 13:31:50

    1 成功设计并快速建成世界最大规模的人工砂石生产线设备

  三峡工程砂石料料源选择和生产技术研究,伴随着工程勘测选址进行了几十年。三峡工程有丰富的天然和人工砂石料源,比较论证认为,采用天然砂砾石料,可利用长江通航运输条件,但其开采、运输受自然条件限制,对通航有一定影响,汛期开采受限制。为满足工程供应,系统需设庞大备用料场,使本来已经很高的开采强度更高;水运运距远且受葛洲坝过闸影响,相应运力降低;料场河段大量开采影响河床稳定,对生态和环保也有一定影响;天然砂石料中含有少量碱活性骨料成分,经检测其混凝土耐久性不如花岗岩人工砂石料。因此在工程实施中,除初期临时工程采用天然砂石料外,主体工程基本采用花岗岩人工砂石料。其料源除充分利用主体建筑物基础开挖微新岩石外,其他采用下岸溪斑状花岗岩料。在工程建设第四个施工年快速建成古树岭和下岸溪两个特大型人工砂石料系统,其系统建设规模为当今世界之最。系统建设速度快、质量控制良好,系统生产工艺、设备选型先进、可靠,布置合理,系统从第五个施工年投入主体建筑物应用。截至2004年底,累计供应主体工程混凝土用人工砂石料5048.65万t,其中人工碎石3572.33万t,人工砂1476.32万t。成品质量优良,产量达到设计生产能力。在高峰期1999--2001年连续3年共生产供应人工砂石料量达3243.83万t,其中碎石2252.46万t,人工砂991.37万t,最高年(2000年)生产人工砂石料】233.02万t,其中碎石料855.67万t,人工砂377.35万t,月供碎石80万t以上和人工砂40万t以上。保证了二期工程连续三年创年混凝土浇筑400万m3以上,年最高混凝土浇筑542.85万nl。和月产55.35万m3的一系列混凝土浇筑世界新纪录。为特高强度混凝土生产和混凝土浇筑作出了贡献。

  2 充分利用主体工程基础开挖料,生产人工碎石,为工程节约数亿元投资,减少了占地和环境污染

  三峡工程砂石料源,在土石方平衡的基础上,利用主体建筑物基础开挖的微新岩石,轧制人工碎石,实现了就地加工,节省开采及运输费用,降低生产成本,减少弃渣占地和环境污染的目标。其利用料加工的成品量达2 269.85万t,折合1609.82万m3,每立方米人工碎石与下岸溪生产的人工碎石成本比,可降低供应单价39.64元,合节省工程投资达6.38亿元人民币,产生了巨大的经济效益。

  3采用“粒径控制”工艺,确保碎石质量,减少水泥用量,节省混凝土工程成本,有利于提高混凝土质量

  古树岭和下岸溪人工碎石系统加工,均采用“粒径控制”生产工艺,为满足碎石成品粒度的质量标准,慎重引进部分破碎设备,以解决古树岭基础开挖闪云斜长花岗岩料加工的成品中针片状含量严重超标问题,提高产品粒度质量和减少超、逊径。从而减少了混凝土单位水泥用量,节省了混凝土生产成本和温控费用,提高了混凝土工程质量。实测碎石针片状含量平均为4.25%,较规范标准不高于15%,相应每立米混凝土水泥用量可减少10%,每立方米混凝土的温控费用为8~10元,相应可节省工程投资约2亿元。

  4 人工砂生产采用筛分楼筛下物、立轴式冲击破、棒磨机联合制砂和掺回收石粉成砂新工艺

  下岸溪人工砂生产系统改国内传统棒磨机制砂或圆盘式制砂机单独制砂工艺,引进巴马克立式冲击破碎机为主制砂,采用成品砂由破碎筛分筛下物(石屑砂)、立式冲击破碎机和棒磨机联合制砂,并回收石粉掺合新工艺,充分利用了破碎筛分筛下物。立式冲击破碎机制砂产量高、磨耗小、细度偏粗、棒磨机制砂细度模数可调和回掺石粉提高人工砂石粉含量等综合技术措施,降低生产成本,满足工程对人工砂成品高质量的要求,减少了系统石粉排放,取得了良好的环保和经济效益。

  5 采取一系列控制人工砂石料成品质量保障措施,确保了成品质量三峡工程人工砂石料系统规模巨大、生产强度高、工程对成品质量要求严,控制难度大。系统从料源选择、设备选型、生产工艺和布置围绕成品质量做了大量的研究。在系统生产运行中,采取一系列确保成品质量措施,其中包括严格控制碎石针片状和超逊径颗粒含量;人工砂成品细度模数严格控制在2.6±0.2(一般规范规定为2.2~2.8);含粉量在10%~17%或10%~14%(一般规范规定8%~12%);含水率小于6%(一般规定为6%~8%)。尤其在三期工程建设中做到人工砂细度模数和含水率的合格率均达到99%,其生产成品的质量标准和所达到的生产水平均系国内外罕见。6科学管理,确保供应,供需平衡三峡工程砂石料采用设计、施工、运行、管理、成品销售一条龙的招标承包方式,骨料分级粒径计价,业主根据工程建设需要采用分年按月下达分级粒径生产指标。尽管十几年来工程建设过程中,工程总量,分年、分月施工强度及各级颗粒含量级配变化都很大,但生产供应商根据工程需要调节系统运行,确保了工程建设要求,达到供需平衡,始终无废弃料发生。

  从总结工程建设经验和教训来说,三峡工程基坑开挖料的利用取得了巨大的经济效益,有条件的工程应充分利用。结合三峡工程实际,在充分利用上述经验的同时,还要认识工作中存在的不足。三峡工程开挖料中可用于加工碎石的微、新岩石2880.7万ln3,扣除右岸l 14.84万ITl3,左岸可利用量2765.86万m3,规划利用1295.6万m3,其利用系数仅为47%,在招标设计中按利用率60%要求是留有余地的,但实际利用料加工碎石为2269.85万t,仅达规定利用数量的72.4%,相当于利用系数仅达34%,造成较大经济损失。主要原因是基坑开挖承包单位未按合同要求办事,将大量利用料丢弃于渣场,同时未能按利用料粒径要求控制,三峨工程陋工准苗及设施设计与耍胞造成大量超径料,影响系统生产能力,其教训值得认真吸取。

  三峡工程成功设计和快速建成当今世界规模最大的人工砂石料生产系统,系统生产规模和生产能力满足三峡工程特高强度混凝土浇筑的需要,做到成品优质供需平衡,系统设备选择、生产工艺流程先进,布置合理;充分利用主体建筑物基础开挖的岩石,就地设系统加工人工碎石,其利用数量和节省投资之大,为世界之最;人工砂采用充分利用筛分楼筛下物(石屑砂)、立式冲击破、棒磨机联合制砂和回收石粉掺合新工艺,成品质量高、成本低、环保效益好;系统建设充分利用多年科研成果,解决了人工砂石料生产中一系列的质量难题,包括碎石生产中针片状和超逊径颗粒含量控制,人工砂细度模数的控制、石粉的利用、含水率的稳定标准和环保效益,石屑砂的利用,人工砂游离云母的分选等,其控制标准均高于国内外人工砂石料的控制水平,达到高强度、高标准、高质量、低成本、环保效益好的综合技术经济效果,其成果达到国内外先进水平。上述技术成果均属土建工程应用技术成果,具有广泛的推广价值。


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