高土石壩天然礫石土料制備工藝研究

高土石壩天然礫石土料制備工藝研究 3 3 3 4 4 5 56.1料場復(fù)查與分區(qū)研究 5 壩對心墻土料料等填筑料的需求量很大，大體積開采土料要面臨的問題有:料源因此如何進(jìn)行相應(yīng)的施工組織規(guī)劃在土石壩本課題依托長河壩水電站項(xiàng)目礫石土心墻料開采制備過程，從料源開采起天然礫石土心墻料制備提供參考，具有重要料主要屬冰積堆積含碎礫石土。地形坡度一般20°~30°,分布高程2015m~含碎礫石土層。碎礫石成份以灰?guī)r、大理巖、片巖以及石英為主，多呈棱和小于5%的試驗(yàn)值，其天然含水量統(tǒng)計(jì)平均值為10.2%，孔隙比0.45，塑性指壞坡降if>10.59，破壞類型為流土，其滲透系數(shù)K=8.67×10-7cm/s～1.05×用于心墻防滲料的礫石土，其粒徑、其顆粒級(jí)配應(yīng)符合下列規(guī)定：①填筑料最本課題依托長河壩水電站項(xiàng)目礫石土心墻料開采制備過程，從料源開采起度，將篩條通條布置，不再分節(jié)設(shè)臺(tái)階，減2.以P5含量作為級(jí)配控制指標(biāo)，對偏粗、偏細(xì)料采用固定比例1、料源分布差別大，粗細(xì)料、合格料、無用料分布區(qū)域交叉混2、采區(qū)內(nèi)多為偏粗偏細(xì)料，合格料含量較低，且整個(gè)料區(qū)內(nèi)普遍存在直徑>150mm的超徑石；3、采區(qū)土料含水率高低不一，且含水率受外部影響浮動(dòng)較大，需要進(jìn)行動(dòng) 成立研究小組，制定研究思路! 制定勘測計(jì)劃并進(jìn)行料場勘測，形成勘測報(bào)告 根據(jù)勘測報(bào)告進(jìn)行土石方平衡和料場分區(qū)開采規(guī)劃研究天然礫石土料超徑石（直徑大于150mm）剔除工藝 以P5指標(biāo)為主要參數(shù)研究土料摻配工藝分析土料含水分布及變化情況并進(jìn)行跳含水工藝研究! 通過實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證研究成果可靠性!完成總結(jié)報(bào)告6.1料場復(fù)查與分區(qū)研究6.1.1.1復(fù)查的內(nèi)容種土料的使用要求，為確定開采方法、程序提供（1）覆蓋層或剝離層厚度、有效層開采厚度、料層的地質(zhì)變化情況及夾層（4）根據(jù)土料場的施工場面、地下水位、地質(zhì)情況、施工方法及施工機(jī)械（5）對湯壩料場土料進(jìn)行室內(nèi)和現(xiàn)場試驗(yàn)，核實(shí)壩料的物理力學(xué)性質(zhì)及壓6.1.1.2復(fù)查的要求1.重點(diǎn)復(fù)查有用層天然含水率及其隨季節(jié)的變化情況、顆粒組現(xiàn)場取樣由試驗(yàn)人員進(jìn)行現(xiàn)場取樣，天然含水率及顆粒分析試驗(yàn)按照每米深度、時(shí)間等標(biāo)識(shí)（測定含水率每次取樣2kg～3kg顆粒分析用編織袋取織袋取樣，注明坑號(hào)、深度、時(shí)間等標(biāo)識(shí)（每次取樣500kg～1000kg每天對料場復(fù)查采用開挖探坑的方式進(jìn)行，探坑間距呈50～100m方格網(wǎng)布置，探坑尺寸為1.5m×2m，坑深度按最大15m控制（局部有用料未揭穿加深3m~5m）。探坑采用人工開挖，在確定好坑號(hào)及開挖范圍后人工用鐵鏟開挖，遇到石塊、灰?guī)r等雜物難挖時(shí)，用鋤頭刨挖。挖到1.5m～2m時(shí)，在井口處搭設(shè)滑輪組，人工手搖絞車出渣。探坑開挖過程中每1m進(jìn)行取樣，主要試驗(yàn)檢測項(xiàng)目為顆粒級(jí)配、含水率。表6.1-1勘探井?dāng)?shù)目統(tǒng)計(jì)次數(shù)探坑個(gè)數(shù)勘測米數(shù)招標(biāo)階段69第一次第二次546第三次699.5第四次第五次463.25第六次282.252015年5月累計(jì)212料場復(fù)勘與開采分區(qū)是一個(gè)相互關(guān)聯(lián)、動(dòng)態(tài)調(diào)整的過程，鑒于征地范圍及料場開口線變動(dòng)，土石方平衡需要進(jìn)行定期校核，其中一個(gè)重要環(huán)節(jié)便是定期進(jìn)行料場復(fù)查，同時(shí)，考慮到天然礫石土料本身級(jí)配的不均與分布特點(diǎn)，課題組在課題研究期間，累計(jì)進(jìn)行了6次料場復(fù)查，結(jié)合招標(biāo)階段設(shè)計(jì)提供的勘測資料，整個(gè)湯壩土料場共布設(shè)勘探井達(dá)212個(gè)，最終采區(qū)面積86.13萬平方，故整個(gè)土料場勘探井布設(shè)平均密度達(dá)到4000㎡/個(gè)。將復(fù)查成果統(tǒng)計(jì)并與設(shè)計(jì)勘查的各技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行列表對比，見表6.1-2。表6.1-2復(fù)查成果與設(shè)計(jì)、招標(biāo)技術(shù)指標(biāo)對比技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)勘查本次復(fù)查地下水位埋深（m）一般大于15m，局部13.5m一般大于6m耕植土(剝離層)厚（m）0.2～2.2m，平均厚0.8m0.3～3.0m，平均厚1.2m夾層（m）局部地方存在，方量4.1萬m3局部地方存在夾層，方量4.58萬m3有用層厚（m）一般7～16m，最小為2.6m，最大達(dá)20.2m，平均厚10.7m1.1～18.78m，平均厚度為10.82m技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)勘查本次復(fù)查超徑含量＞150mm（%）1.05%（前期統(tǒng)計(jì)為200mm)整個(gè)料場平均為3.3%，超徑集中分布范圍內(nèi)為9.5%。土料天然密度（g/cm3)2.062.07干密度（g/cm3)天然含水量平均值（%）9.8塑性指數(shù)9%～15%粘粒含量（%）4.0%～18.0%，平均值9.86%平均值10.3%小于5mm顆粒含量（%）35.0%～74.0%,平均值53.17%9.9～92.8%，平均值50.9%小于0.075mm顆粒含量（%）19.0%～45.0%,平均值28.6%7.9%～69.4%,平均值30.4%不均勻系數(shù)2000曲率系數(shù)0.20.04復(fù)查成果與設(shè)計(jì)勘查成果基本一致。復(fù)查成果統(tǒng)計(jì)與設(shè)計(jì)技術(shù)要求的各指標(biāo)進(jìn)行列表對比，見表6.1-3。表6.1-3復(fù)查成果與設(shè)計(jì)技術(shù)要求指標(biāo)對比技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)技術(shù)要求本次復(fù)查超徑含量＞150mm（%）技術(shù)條款要求最大粒徑不大于150mm整個(gè)料場3.3%，超徑料分布范圍天然含水量平均值（%）技術(shù)條款要求全料填筑含水率應(yīng)為w0-1%≤w≤w0+3%平均9.8%，w0=7.0～7.6，平均含水量滿足w0-1%≤w≤w0+3%塑性指數(shù)技術(shù)條款要求宜大于8，小于159%～15%粘粒含量（%）技術(shù)條款要求應(yīng)大于5%1.6%～26.3%，平均值10.3%大于5mm顆粒含量（%）技術(shù)條款要求粒徑大于5mm的顆粒含量不超過50%、不低于30%7.2～90.1%,平均值49.1%技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)技術(shù)要求本次復(fù)查小于0.075mm顆粒含量應(yīng)大于15%7.9%～69.4%,平均值30.4%有機(jī)質(zhì)含量（%）0.24%易溶鹽含量（%）0.58%湯壩土料場料源質(zhì)量分區(qū)見圖6.1-1。圖6.1-1料源質(zhì)量分區(qū)圖整個(gè)料場的超徑料平均為3.3%，超徑呈集中分布，在超徑集中分布區(qū)域超徑平均含量在9.5%。超徑料上壩填筑前均需經(jīng)過過篩處理，處理完成后經(jīng)質(zhì)量檢測合格后上壩填筑。在設(shè)計(jì)提供的勘查平面布置基礎(chǔ)上結(jié)合土石壩施工規(guī)范中對料場復(fù)查的要探坑采用人工開挖。在確定好坑號(hào)及開挖范圍后人工用鐵鏟開挖，遇到石在淺坑時(shí)，人工直接開挖取樣。深坑時(shí)，利用三腳架采取人工用滑輪組向上提升開挖料。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，單次提升重量約為50kg，因此采取用不低于4根8#標(biāo)準(zhǔn)的鐵絲進(jìn)行提升?？卓诜雷o(hù)：妥善制定施工安全措施，在危險(xiǎn)地圖6.1-2湯壩土料場分區(qū)示意圖根據(jù)料場料源分布，為滿足心墻礫石土填筑需求，在料場Ⅱ區(qū)設(shè)置臨時(shí)開2013年初，由于湯壩土料場礫石土料超徑石永久篩分系統(tǒng)正在籌備、調(diào)研階段，為了使永久篩分系統(tǒng)建成前大壩心墻礫石土料超徑石得到有效控制，進(jìn)行了臨時(shí)篩分設(shè)備的制作（單坡條篩）及運(yùn)行。根據(jù)礫石土料最大粒徑要求，單坡條篩間距設(shè)計(jì)制作為150mm。為適應(yīng)篩分源料的變化，單坡條篩篩面設(shè)計(jì)為角度可調(diào)式。單坡條篩結(jié)構(gòu)形式見圖6.2-1。 圖6.2-1單坡條篩結(jié)構(gòu)圖為確保礫石土料篩分質(zhì)量，提高篩分料利用率的同時(shí)減少篩余量，結(jié)合礫石土料料源情況，針對不同含水率的土料（由于該時(shí)段粗、細(xì)料上壩填筑情況未能明確，未進(jìn)行粗、細(xì)料的篩分，同時(shí)采區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)含水偏低的合格土料）進(jìn)行了現(xiàn)場篩分試驗(yàn)，并確定了適應(yīng)不同土料的篩分角度，試驗(yàn)成果如表6.2-1；表6.2-1土料篩分現(xiàn)場試驗(yàn)情況名稱過篩總量（m)篩條下合格料總量（m）篩條尾部合格料總量（m）篩條外成團(tuán)料總量（m）篩條外超徑石總量（m）合格料含水偏大3合格料含水偏大篩面40°95合格料含水合格2合格料含水合格篩面40°2圖6.2-2單坡條篩篩分效果圖單坡條篩篩面角度為35°,篩分廢品率較低約6.25%，篩分效果較為理但后續(xù)生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)：高強(qiáng)度連續(xù)篩分過程中單坡條篩易于變形，需頻繁維修，效率低，很難適應(yīng)高強(qiáng)度的篩分生產(chǎn)需求。按照水電總院的評(píng)審意見，礫石土中150mm超徑料采取全部過篩剔除。先用簡易條篩做了篩分試驗(yàn)，簡易條篩篩除超徑石,由于依靠重力自然分選,土料篩分成品率低,本工程土料使用涉及用地和土料質(zhì)量要求等特點(diǎn),必須把提高土料成品率作為生產(chǎn)設(shè)計(jì)與施工管理的重點(diǎn)。因此提出了動(dòng)力篩的方案,動(dòng)力篩可以最大限度提高成品率。參照國內(nèi)外類似工程，土料過篩處理的工程實(shí)例少，有用振動(dòng)篩的工程，但振動(dòng)篩對原料粒徑要求不能太大（不宜超過300mm），否則容易損壞設(shè)備。本工程土料場中超徑石最大粒徑達(dá)700mm左右，如果一次性剔除150mm超徑，振動(dòng)篩不適用，因此考慮選用振動(dòng)給料機(jī)（棒條篩），對此選購一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行選擇試驗(yàn)。1、超徑石剔除方案及試驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^試驗(yàn)，驗(yàn)證利用振動(dòng)給料機(jī)篩土的可行性。其主要目的如下：檢驗(yàn)設(shè)備對土料的適用程度；驗(yàn)證設(shè)備的產(chǎn)能；驗(yàn)證篩分后土料的廢品率；檢驗(yàn)土料過篩后的含水率變化情況；檢驗(yàn)土料過篩后的級(jí)配變化情況；驗(yàn)證一臺(tái)給料機(jī)工作時(shí)的施工設(shè)備配套工況；驗(yàn)證受料結(jié)構(gòu)的合理性。通過試驗(yàn)，得出設(shè)備選型的結(jié)論，提出下步工作意見，提出對設(shè)備及系統(tǒng)的改進(jìn)建議，進(jìn)一步為確定固定土料篩分系統(tǒng)的工藝流程與系統(tǒng)布置提供依據(jù)。2、試驗(yàn)設(shè)備選擇及安裝通過對國內(nèi)幾個(gè)振動(dòng)給料機(jī)生產(chǎn)廠家的咨詢與比對，既考慮設(shè)備的可靠性，又考慮供貨周期等因素，最后選擇洛陽大華重型機(jī)械有限公司生產(chǎn)的ZSW2160型振動(dòng)給料機(jī)（1臺(tái)）進(jìn)行現(xiàn)場篩土試驗(yàn)，設(shè)備技術(shù)參數(shù)見表6.2-2。表6.2-2試驗(yàn)篩技術(shù)參數(shù)表1型號(hào)規(guī)格mmZSW2100×60002最大入料粒度mm3通過量600t/h（注：石料，篩面量）4振動(dòng)頻率500～850r/mim5電機(jī)型號(hào)YVF2-225M-445KW6安裝傾角7振幅6～10mm8外形尺寸6442×3573×31599重量14791kg變頻器頻率30～45HZ含水量＜10%結(jié)合振動(dòng)給料機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸及現(xiàn)場施工場地情況，進(jìn)行了試驗(yàn)篩的安裝。3、現(xiàn)場篩分試驗(yàn)篩分設(shè)備安裝完成后，進(jìn)行了現(xiàn)場篩分試驗(yàn)，篩分試驗(yàn)過程見表6.2-3。表6.2-3歷次篩土試驗(yàn)情況篩分篩原料配套設(shè)備存在料別123板4567板8現(xiàn)場篩分情況見圖6.2-3。圖6.2-3現(xiàn)場篩分情況4、取樣檢測情況分析取樣的目的是找出土料過篩前后的級(jí)配變化情況、含水率變化情況、測定試驗(yàn)篩分土料的超徑石含量及廢品率等指標(biāo)。檢測項(xiàng)目包括偏細(xì)料、偏粗料及合格料原料級(jí)配和含水率，篩后各原料級(jí)配及含水率，篩余料比例。篩余料中有用料含量（廢品率）。（1）合格料篩分試驗(yàn)檢測篩分前后檢測結(jié)果見表6.2-4。表6.2-4合格料篩分前后檢測指標(biāo)統(tǒng)計(jì)檢測指標(biāo)最大粒徑（mm）P5含量含水率粉粒含量（%）粘粒含量（%）篩分前143.69.324.7240.79.726.1篩分后134.431.129030.2篩分前后顆粒級(jí)配曲線圖見圖6.2-4。圖6.2-4合格料篩分前后顆粒級(jí)配曲線圖上述試驗(yàn)檢測結(jié)果表明；合格料篩分完成后，最大粒徑得到了有效控制。篩分后試驗(yàn)檢測無超徑石。P5含量較篩前減小，粘粒及粉粒含量較篩前增大，均符合土料剔除超徑后的級(jí)配變化規(guī)律。全料含水較篩前略有增大，符合變化規(guī)律。（2）偏粗料篩分試驗(yàn)篩分前后檢測結(jié)果見表6.2-5。表6.2-5粗料篩分前后檢測指標(biāo)統(tǒng)計(jì)檢測指標(biāo)最大粒徑（mm）P5含量含水率粉粒含量粘粒含量篩分前159.17.6262.57.38.9篩分后152.08.820.5252.78.6篩分前后顆粒級(jí)配曲線圖見圖6.2-5。圖6.2-5粗料篩分前后顆粒級(jí)配曲線圖上述試驗(yàn)檢測結(jié)果表明；偏粗料篩分完成后，最大粒徑得到了有效控制。篩分后試驗(yàn)檢測無超徑石。P5含量較篩前減小，粘粒及粉粒含量較篩前增大，均符合土料剔除超徑后的級(jí)配變化規(guī)律。全料含水較篩前略有增大，符合變化規(guī)律。（3）偏細(xì)料篩分試驗(yàn)篩分前后檢測結(jié)果見表6.2-6。表6.2-6細(xì)料篩分前后檢測指標(biāo)統(tǒng)計(jì)測指標(biāo)最大粒徑（mm）P5含量含水率粉粒含量粘粒含量篩分前19421.842.428622.3篩分后120.244.422.228920.544.822.5圖6.2-6細(xì)料篩分前后顆粒級(jí)配曲線圖上述試驗(yàn)檢測結(jié)果表明；偏細(xì)料篩分完成后，最大粒徑得到了有效控制。篩分后試驗(yàn)檢測無超徑石。P5含量較篩前減小，粘粒及粉粒含量較篩前增大，均符合土料剔除超徑后的級(jí)配變化規(guī)律。全料含水較篩前略有增大，符合變化規(guī)律。（4）超徑石統(tǒng)計(jì)各類土料篩分完成后試驗(yàn)檢測人員對篩余量、篩余量中有用料含量及超徑含量進(jìn)行了試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)。其統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表6.2-7；表6.2-7土料篩分情況統(tǒng)計(jì)表料物類別名稱篩分車數(shù)篩分總量（kg）篩余料總量篩余料有用料含量(廢品率）篩余料超徑石含量質(zhì)量（kg)質(zhì)量（kg)質(zhì)量（kg)偏粗料29600026652.780.1924792.59偏細(xì)料2816004230.520.014130.51合格料2888002.223470.4從上表可以看出，振動(dòng)給料機(jī)對不同性質(zhì)礫石土料篩分時(shí)，篩余料中有用料含量均很少，與簡易條篩對比起到了提高土料利用率的效果。5、設(shè)備試驗(yàn)產(chǎn)能通過多次篩分測試，在正常情況下，篩料速度平均每車4分鐘，平均每23(m3)×1.8(t/m3)÷4(分)×60(分)＝621(t/h)但由于堵料或車輛不連續(xù)等因素的影響，給料機(jī)存在空轉(zhuǎn)時(shí)間。對于含水率適中不堵料時(shí)，篩分速度平均13車/h左右，一般工況下的設(shè)備試驗(yàn)產(chǎn)能（原料）：13(車/h)×23(m3/車)×1.8(t/m3)＝538(t/h)6、配套設(shè)備），2輛（運(yùn)距增加時(shí)車輛相應(yīng)增加）；篩下出料設(shè)備需要2臺(tái)3m3裝載機(jī)（裝載機(jī)不停歇運(yùn)行基本滿足篩料速度，考慮長時(shí)間運(yùn)行工況下的不確定間歇因素，應(yīng)考慮備用設(shè)備）。7、試驗(yàn)中存在的問題及原因分析振動(dòng)給料機(jī)在篩料試驗(yàn)過程中，廠家維修人員及設(shè)計(jì)人員先后到現(xiàn)場見證了試驗(yàn)過程，并一起討論和分析了試驗(yàn)中存在的問題與原因，以及相應(yīng)的改進(jìn)措施。（1）受料系統(tǒng)的問題及原因分析存在問題：試驗(yàn)中受料系統(tǒng)存在易堵料、粘斗及供料不連續(xù)的問題。原因分析：①料斗容量偏小。②受料斗形狀為溜槽式，且坡度較緩（1:1不適合土料篩分。③受料平臺(tái)設(shè)計(jì)寬度及相應(yīng)的受料斗上口寬度僅滿足單車卸料，不能滿足連續(xù)供料要求。④當(dāng)土料中含水量及粘粒含量偏大時(shí)，易出現(xiàn)粘板及堵料現(xiàn)象，依靠人工進(jìn)行清板疏料消耗時(shí)間較長，降低振動(dòng)給料機(jī)工作效率。（2）設(shè)備存在問題及原因分析試驗(yàn)中暴露出的設(shè)備問題包括：①篩板偏長，篩條偏短。②篩條卡大石。原因分析：①試驗(yàn)用給料機(jī)是廠家購買的成品設(shè)備，該設(shè)備的設(shè)計(jì)功能是砂石系統(tǒng)粗碎車間給料，以最大限度滿足篩面流量。而該設(shè)備用于土料篩分時(shí)，其功能相當(dāng)于篩分機(jī)，篩下流量越大越滿足要求。因此，給料機(jī)用于篩土?xí)r就顯得篩板長、篩條短。②設(shè)備篩條分為兩級(jí)構(gòu)成，分節(jié)處有臺(tái)階，該部位易卡石。改進(jìn)措施通過對試驗(yàn)系統(tǒng)暴露出問題的分析，下一步在固定規(guī)模系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)采取有效的改進(jìn)措施：將受料斗改為鋼筋砼結(jié)構(gòu)，形式調(diào)整為箱型結(jié)構(gòu)，漏斗式下料。受料斗容量滿足連續(xù)供料要求，具有一定調(diào)節(jié)容量，同一受料斗上口尺寸滿足兩車同時(shí)卸料。（3）對設(shè)備結(jié)構(gòu)的改進(jìn)經(jīng)與廠家設(shè)計(jì)人員充分溝通，為滿足土料篩分需要，廠家同意對設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)；①增大篩面傾角，最大調(diào)整為10°;②增加篩條長度，縮短篩板長度；③將篩條調(diào)整為通條布置，不再分節(jié)設(shè)臺(tái)階，同時(shí)減小篩條間的平面夾8、試驗(yàn)結(jié)論ZSW2160型振動(dòng)給料機(jī)用于礫石土超徑剔除滿足功能要求，設(shè)備選型合理，對設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)后將更有利于提高產(chǎn)能。土料過篩后最大粒徑能得到有效控制，無超徑（＞150mm)料。土料過篩前后的P5含量、含水率、粘粒含量對比符合變化規(guī)律。各類性質(zhì)土料篩分后廢品率小于1%，達(dá)到提高土料利用率的效果。9、固定篩分系統(tǒng)產(chǎn)能及設(shè)備數(shù)量核算（1）計(jì)算指標(biāo)填筑強(qiáng)度：按提前一年發(fā)電工期，礫石土高峰期填筑強(qiáng)度取21萬m3/月（壓實(shí)后）；填筑干密度：根據(jù)土料填筑技術(shù)要求取2.14g/cm3；土料設(shè)計(jì)含水率：取10%；施工不均衡系數(shù)：取1.3；平均月工作時(shí)間：25天*14小時(shí)/天=350小時(shí)；土料成品率(考慮過篩、堆存、運(yùn)輸?shù)葥p耗）:85%。（2）系統(tǒng)產(chǎn)能成品產(chǎn)能：210000*2.14（1+10%）*1.3/350=1836t/h，取2000t/h；過篩產(chǎn)能：2000/85%=2353t/h，取2500t/h。（3）設(shè)備數(shù)量通過試驗(yàn)，給料機(jī)在一般工況下的過篩產(chǎn)能為538t/h，則系統(tǒng)設(shè)備臺(tái)數(shù)另外通過廠家對設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)后，預(yù)計(jì)其產(chǎn)能將提高15%左右,系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間除雨天影響外可延長，通過延長系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間可提高系統(tǒng)產(chǎn)能。通過以上措施提高的產(chǎn)能作為備用考慮，以滿足系統(tǒng)不均衡生產(chǎn)的需要。結(jié)合試驗(yàn)篩的試驗(yàn)成果及相關(guān)建議，為確保大壩高峰填筑過程中土料篩分強(qiáng)度得到保障，進(jìn)行了永久篩分系統(tǒng)的建設(shè)，根據(jù)設(shè)備產(chǎn)能及心墻土料上壩強(qiáng)度，篩分系統(tǒng)內(nèi)篩分設(shè)備布置為5臺(tái)。1、篩分系統(tǒng)平面布置要求⑴系統(tǒng)場地位置應(yīng)盡量靠近料場，避免繞運(yùn)，防止超徑料長距離運(yùn)輸，有利降低費(fèi)用。⑵系統(tǒng)布置方便交通流線組織，形成循環(huán)線路，進(jìn)料與出料線路不重合，有利避免干擾。⑶場地面積應(yīng)滿足5套篩分樓布置及同時(shí)運(yùn)行時(shí)容納全部進(jìn)料車輛與出料車輛裝車的要求；還要有一定的成品料中轉(zhuǎn)儲(chǔ)存場地；滿足超徑廢料永久堆存要求。⑷根據(jù)超徑剔除工藝，系統(tǒng)按受料、過篩、出料、堆存（有用料中轉(zhuǎn)堆存及超徑廢料堆存）幾道工序臺(tái)階式布置。場地地形宜有利于系統(tǒng)的臺(tái)階式布置，減小挖填工程量。⑸建設(shè)場地高程須滿足防洪標(biāo)準(zhǔn)。2、場地選擇與布置本工程將篩分系統(tǒng)選擇在湯壩土料場山下靠近河邊倚山布置，一方面可充分利用河灘地作為堆場，另一方面可利用靠近河灘的緩坡地形布置受料平臺(tái)與出料平臺(tái)。另外，開采區(qū)至系統(tǒng)受料平臺(tái)的道路順山布置，且可分別從上、下游布置通向受料平臺(tái)的道路，而過篩后的出料道路順河灘布置，交通流線既順暢又不干擾。系統(tǒng)總占地面積約5.5萬m2,其中受料平臺(tái)與篩分平臺(tái)各占6500m2,有由于湯壩河溝沒有水文資料，通過調(diào)查歷史洪水位及溝內(nèi)已有建筑物確定系統(tǒng)場地的防洪高程。本系統(tǒng)受洪水威脅的是堆存場，利用場坪開挖的無用料回填墊高達(dá)到防洪要求。系統(tǒng)平面布置見圖6.2-7。圖6.2-7系統(tǒng)平面布置圖3、篩分樓平面布置剔除設(shè)備的篩下有用土料采用裝機(jī)倒出，根據(jù)試驗(yàn)測算，一臺(tái)棒條篩至少需要兩臺(tái)裝載機(jī)同時(shí)倒料才能滿足要求。結(jié)合地形條件，5座篩分樓呈一字形布置，篩分樓之間凈距須滿足兩臺(tái)裝載機(jī)同時(shí)作業(yè)。篩分平臺(tái)寬度還應(yīng)滿足5座篩分樓同時(shí)裝車的要求。見圖6.2-8。圖6.2-8篩分樓平面布置圖4、篩分樓結(jié)構(gòu)篩分樓的高度決定受料平臺(tái)與篩分平臺(tái)高差（篩分平臺(tái)即出料平臺(tái)包括受料層（即受料斗深度）、設(shè)備層（棒條篩安裝層）、出料層（裝載機(jī)出料裝車）。篩分樓結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土箱板式整體結(jié)構(gòu)，板墻厚度、配筋量、混凝土標(biāo)號(hào)等經(jīng)計(jì)算須滿足最不利運(yùn)行工況下的強(qiáng)度與穩(wěn)定要求，同時(shí)，樓體還要作為擋土墻功能驗(yàn)算其穩(wěn)定性。受料斗滿足2輛車同時(shí)卸料，死容積不低于100m3,活容積不低于50m設(shè)備層高度除能滿足布置設(shè)備外，還須滿足設(shè)備更換、檢修等操作空間要求。出料層高度滿足裝載機(jī)出料空間要求。另外，在受料層布置挖機(jī)平臺(tái)，考慮當(dāng)下料口堵塞時(shí)采用挖掘機(jī)扒料疏篩分樓立面結(jié)構(gòu)見圖6.2-9。圖6.2-9篩分樓立面結(jié)構(gòu)圖建成投入運(yùn)行的篩分樓效果見圖6.2-10。圖6.2-10建成投入運(yùn)行的篩分樓效果圖5、篩分系統(tǒng)運(yùn)行篩分系統(tǒng)建成后進(jìn)行了現(xiàn)場礫石土料篩分工作，其中兩臺(tái)篩分設(shè)備用于合格料篩分、一臺(tái)篩分設(shè)備用于粗料篩分、一臺(tái)篩分設(shè)備用于細(xì)料篩分、一臺(tái)篩分設(shè)備進(jìn)行備用。現(xiàn)場篩分情況及篩分效果見圖6.2-11、6.2-12。圖6.2-11現(xiàn)場篩分情況圖6.2-12現(xiàn)場篩分效果（篩分后超徑石）1.本課題通過研究針對長河壩工程湯壩料場土料超徑石含量多且分布不均勻的特點(diǎn)制定了切實(shí)可行的制備工藝。2.通過相關(guān)工藝試驗(yàn)提出了滿足土料超徑石剔除強(qiáng)度及質(zhì)量要求的關(guān)鍵參數(shù)，具體如下：（1）為提高土料過篩能力，振動(dòng)篩篩面傾角由原來的5°調(diào)整為設(shè)備允（2）為進(jìn)一步提高土料利用率，增加土料透篩率，同時(shí)將篩面長度由原來的3000mm調(diào)整為3540mm；（3）為減少土料篩分過程中篩條出現(xiàn)卡石現(xiàn)象，將原來的兩級(jí)篩條改裝成為一級(jí)篩條，通長布置在篩面上部。并將篩條夾角由原來的0.57°調(diào)整為目前的0.16°篩條上開口由原來的120mm調(diào)在確保超徑石有效剔除的情況下提高了土料篩分效率，使篩面均勻下料。3.通過研究對常規(guī)超徑石剔除施工工藝與機(jī)械設(shè)備的剔除工藝進(jìn)行了創(chuàng)新與實(shí)用新型改進(jìn)，通過建立大粒徑土料篩分系統(tǒng)進(jìn)行土料超徑石的剔除，在一定程度上提高了土料制備的施工效率，保證了施工質(zhì)量。本子題研究過程中獲得國家發(fā)明專利1項(xiàng)，實(shí)用新型專利共計(jì)2項(xiàng)。土料經(jīng)篩分系統(tǒng)過篩處理后料源檢測及填筑碾壓后的現(xiàn)場試坑檢測成果表明：過篩后土料均無超徑石，料源可控，質(zhì)量滿足要求。產(chǎn)能分析：固定篩分系統(tǒng)建設(shè)完成后經(jīng)現(xiàn)場篩分統(tǒng)計(jì)，平均3.5min可循環(huán)一次（車）土料篩分，60/3.5*23*1.7=670t/h。固定篩分系統(tǒng)產(chǎn)能較臨時(shí)篩分系統(tǒng)產(chǎn)能(538t/h)得到了較大的提高。工藝流程：土料開挖運(yùn)輸→篩分處理→堆存（料源檢測）→運(yùn)輸上壩（備目前礫石土料超徑石剔除工藝已在長河壩水電站投入運(yùn)用，其制備出的土料已用于大壩心墻區(qū)填筑，填筑量約220余萬m3。礫石土料源檢測407組，碾壓后檢測4549組，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求。大壩填筑累計(jì)評(píng)定3742個(gè)單元，合格單元3742個(gè)，優(yōu)良單元3568個(gè)，優(yōu)良率大于90.0%，大壩填筑質(zhì)量良好。前期湯壩土料場復(fù)堪表明，料場料源質(zhì)量分布不均勻，存在合格料（50%≤P5≤30%)、偏粗（P5≥50%)及偏細(xì)(P5≤30%)料。為了提高土料的利用率，保證料源質(zhì)量，需對湯壩土料場的偏粗、偏細(xì)料進(jìn)行摻拌。本工程先后采用了土料常規(guī)摻拌工藝（平鋪立采）及機(jī)械摻拌工藝進(jìn)行了粗、細(xì)料的摻拌生結(jié)合料場復(fù)查情況、相關(guān)設(shè)計(jì)要求及現(xiàn)場試驗(yàn)情況，土料摻拌包含如下特點(diǎn)：1、改進(jìn)了常規(guī)的平鋪立采摻拌工藝，在互層鋪筑后，采用自主研發(fā)的土料快速摻拌斗，提高了摻拌效率與摻拌均勻性，有效減少了土料摻拌結(jié)果的波動(dòng)性；2、引進(jìn)了WBC機(jī)械摻配系統(tǒng)，進(jìn)一步提高了摻配精度、均勻度與摻配效率，并且實(shí)現(xiàn)了土料摻配作業(yè)的連續(xù)性。1、工藝試驗(yàn)料場內(nèi)粗、細(xì)料各指標(biāo)變化幅度較大，若固定粗、細(xì)料鋪料厚度不能有效控制摻拌后土料質(zhì)量，需采用動(dòng)態(tài)控制摻拌比例的方法進(jìn)行土料摻拌。摻拌試驗(yàn)為固定粗料鋪料厚度，細(xì)料鋪料厚度根據(jù)粗、細(xì)料干密度及P5含量指標(biāo)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整當(dāng)層細(xì)料鋪料厚度。試驗(yàn)分為兩個(gè)區(qū)（固定粗料鋪料厚度0.5m和固定粗料鋪料厚度1.0m）進(jìn)行不同鋪料厚度、摻拌設(shè)備、摻拌遍數(shù)組合試驗(yàn)。⑴過篩剔超徑設(shè)計(jì)要求礫石土料最大粒徑為150mm，摻拌料需進(jìn)行過篩處理剔除超徑石(>150mm)后裝車運(yùn)至摻拌場。⑵鋪粗料摻拌料過篩處理后，分區(qū)按照擬定厚度（50cm及100cm)進(jìn)行第一層粗料鋪筑。⑶計(jì)算當(dāng)前層細(xì)料鋪筑厚度土料過篩處理后，試驗(yàn)檢測人員對摻拌料顆粒級(jí)配及干密度進(jìn)行檢測，確定第一層細(xì)料鋪料厚度。每鋪一層料均按照坡比為1:1.3向四周放坡，在滿足摻拌有效區(qū)鋪料厚度滿足設(shè)計(jì)鋪料厚度的情況下，同時(shí)使四周土料按照相應(yīng)比例進(jìn)行鋪筑。鋪料過程中測量人員對鋪料厚度及鋪料范圍進(jìn)行跟蹤控制?，F(xiàn)場每鋪完一層摻拌料，均采用試坑法對摻拌料進(jìn)行顆粒級(jí)配及干密度檢測，以此對比摻拌前后土料級(jí)配變化情況，同時(shí)復(fù)核其鋪料厚度并計(jì)算下一層細(xì)料鋪料厚度，其計(jì)算公式如下；試中：H粗為摻拌料粗料鋪料厚度，兩個(gè)摻拌區(qū)分別按0.5m和1.0m進(jìn)行鋪料；H細(xì)為摻拌料細(xì)料鋪料厚度，按照上述公式進(jìn)行計(jì)算；P粗為摻拌料粗料P5含量加權(quán)平均值；P細(xì)為摻拌料細(xì)料P5含量加權(quán)平均值；ρ粗為摻拌料粗料干密度加權(quán)平均值；ρ細(xì)為摻拌料細(xì)料干密度加權(quán)平均值；P5為摻拌料摻拌后P5含量加權(quán)平均值，由于土料摻拌后P5含量有一定波動(dòng)，為了滿足土料摻拌后P5含量滿足設(shè)計(jì)要求，計(jì)算時(shí)按照P5中間值40%進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算原則為摻拌前后大于5mm礫石含量質(zhì)量相同進(jìn)行計(jì)算。鋪料完成后將每個(gè)鋪料區(qū)分為三個(gè)小區(qū)，分別采用正鏟、反鏟和裝載機(jī)進(jìn)行摻拌。摻拌次數(shù)為2～6次時(shí)試驗(yàn)檢測人員對摻拌料進(jìn)行取樣檢測。摻拌過程中，記錄不同摻拌設(shè)備的摻拌效率。2、試驗(yàn)成果（1）現(xiàn)場取樣檢測情況兩個(gè)摻拌區(qū)在摻拌過程中，試驗(yàn)檢測人員對摻拌2～6遍時(shí)進(jìn)行了取樣檢測，并分析出兩個(gè)摻拌區(qū)在不同摻拌設(shè)備和摻拌遍數(shù)情況下顆粒級(jí)配變化情況。摻拌后土料平均顆粒級(jí)配見圖6.3-1；圖6.3-1摻拌后土料平均顆粒級(jí)配液壓正鏟在粗料攤鋪0.5m時(shí)，不同摻拌遍數(shù)下P5分布圖見圖6.3-2；兩種粗料鋪料厚度下相同拌遍數(shù)情況下P5分布圖見圖6.3-3。圖6.3-2液壓正鏟在粗料攤鋪0.5m時(shí)，不同摻拌遍數(shù)下P5分布圖圖6.3-3兩種粗料鋪料厚度下相同拌遍數(shù)情況下P5分布圖摻拌后試驗(yàn)檢測結(jié)果表明，土料摻拌過程中符合級(jí)配變化規(guī)律。采用動(dòng)態(tài)控制細(xì)料鋪料厚度方法，摻拌后各指標(biāo)與理論指標(biāo)差別不大。在同一設(shè)備相同摻拌遍數(shù)情況下，固定粗料鋪料厚度為0.5m時(shí)較固定粗料鋪料為1.0m級(jí)配指標(biāo)更均勻。固定粗料鋪料厚度為0.5m摻拌遍數(shù)為5～6遍時(shí)，各級(jí)配指標(biāo)趨于穩(wěn)定。固定粗料鋪料厚度為1.0m摻拌遍數(shù)為5～6遍時(shí)，各級(jí)配指標(biāo)變化幅度略偏大，但均滿足設(shè)計(jì)要求。正鏟和反鏟在摻拌過程中能將各層土料一次摻拌，由于裝載機(jī)最大工作高度為4m，摻拌過程中不能將上部土料進(jìn)行摻和。（2）摻拌試驗(yàn)成果在同一設(shè)備相同摻拌遍數(shù)情況下，固定粗料攤鋪厚度0.5m時(shí)，級(jí)配指標(biāo)更均勻。在摻拌遍數(shù)達(dá)到5-6遍時(shí)，摻拌土料的級(jí)配指標(biāo)趨于穩(wěn)定。正鏟和反鏟對摻拌土料均勻性能滿足設(shè)計(jì)要求，且均勻程度基本一致,摻拌產(chǎn)能接近153.6m3/h，因此正鏟及反鏟均可用于土料摻拌。通過摻拌工藝試驗(yàn)，在粗料厚度0.5m、摻配遍數(shù)5-6遍時(shí)，土料級(jí)配檢測指標(biāo)更均勻，平鋪立采的摻拌工藝可行。分層取樣復(fù)核確定動(dòng)態(tài)摻拌比的方法可行，能將摻拌料的P5含量完全控制在設(shè)計(jì)規(guī)定值范圍以內(nèi)。3、工藝調(diào)整及設(shè)備改進(jìn)前期將摻拌土料進(jìn)行了室內(nèi)擊實(shí)及現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)摻拌料與直接上壩料擊實(shí)干密度差異較大。分析原因?yàn)?lt;0.075mm的顆粒含量過高及相對0.075mm~2mm段顆粒含量過少。為解決摻拌土料擊實(shí)干密度偏低的問題，同時(shí)結(jié)合料場粗、細(xì)料分布情況（采區(qū)內(nèi)粗料較細(xì)料儲(chǔ)量偏多）、前期摻拌試驗(yàn)成果（摻拌后土料P5含量波動(dòng)在±7以內(nèi)將摻拌后土料P5含量調(diào)整為43%，同時(shí)將摻拌遍數(shù)增加至6遍，摻拌設(shè)備確定為正鏟。為進(jìn)一步提高土料摻拌質(zhì)量，對摻拌設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn)：（1）將正鏟鏟斗進(jìn)行了改裝，制作成快速摻拌的格柵斗；（2）結(jié)合礫石土料最大粒徑要求，格柵斗網(wǎng)格尺寸為30cm*40cm。格柵斗結(jié)構(gòu)見圖6.3-4。圖6.3-4格柵斗結(jié)構(gòu)圖4、工藝確定及現(xiàn)場實(shí)施根據(jù)前期系列摻拌試驗(yàn)成果及設(shè)計(jì)通知，湯壩土料場粗、細(xì)料摻拌按最優(yōu)P5=43%控制，湯壩土料場摻拌工藝如下：（1)固定摻拌料目標(biāo)值及粗料鋪料厚度，根據(jù)逐層粗、細(xì)料檢測情況計(jì)算對應(yīng)層次細(xì)料鋪料厚度。鋪料前對源料進(jìn)行顆粒級(jí)配及現(xiàn)場干密度檢測，根據(jù)檢測結(jié)果初擬粗、細(xì)料摻拌比例。鋪料過程中，對現(xiàn)場鋪料干密度、含水率及P5含量進(jìn)行試坑檢測，并進(jìn)行鋪料厚度復(fù)核及計(jì)算，其計(jì)算公式如下；土料鋪筑過程中，根據(jù)各層摻拌料料源含水率檢測情況進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)水作業(yè)，調(diào)水方式采用翻曬或?yàn)⑺囇a(bǔ)水的方式進(jìn)行。（2）鋪料厚度（固定粗料鋪料厚度0.5m)結(jié)合現(xiàn)場施工情況，粗、細(xì)料摻拌采用平鋪立采的方式進(jìn)行。鋪料順序按照粗后續(xù)的原則進(jìn)行。鋪料高度以滿足摻拌機(jī)械施工方便快捷為原則。為利于降雨時(shí)表面積水排出，各鋪料層面略向外傾斜，坡度為1%~2%。（3）摻拌料含水調(diào)整根據(jù)前期粗、細(xì)料摻拌試驗(yàn)情況，粗、細(xì)料需經(jīng)過開挖、運(yùn)輸、過篩、鋪筑、摻拌、倒運(yùn)、上壩等幾大重要工序，含水率將大量損失，故摻拌料調(diào)水主要為補(bǔ)水。補(bǔ)水方式如下：1）鋪筑過程中試驗(yàn)檢測人員對源料（粗料或細(xì)料）進(jìn)行含水率檢測，同時(shí)計(jì)算該摻拌層摻拌后合格料含水率，并以此計(jì)算調(diào)水量；2）考慮土料鋪筑過程中需經(jīng)過摻拌、倒運(yùn)、備存及上壩幾大重要工序，計(jì)算調(diào)水量時(shí)按照最優(yōu)含水率的+2~+3進(jìn)行計(jì)算；3）根據(jù)計(jì)算確定的調(diào)水量進(jìn)行現(xiàn)場（各摻拌層數(shù)）調(diào)水施工，調(diào)水量采用灑水車接流量計(jì)進(jìn)行確定。（4）摻拌方式平鋪后的摻拌料由正鏟挖掘機(jī)進(jìn)行立采摻和，挖掘機(jī)斗舉空中將料自然拋落（為防止摻拌料骨料分離，舉斗高度離料堆高度不超過3.0m）。重復(fù)6次后經(jīng)料源檢測合格運(yùn)輸至壩面進(jìn)行填筑。見圖6.3-5。圖6.3-5加裝新型格柵斗的正鏟進(jìn)行土料摻拌考慮摻拌設(shè)備的有效工作高度，摻拌料鋪筑高度控制在5~7m，即總鋪筑層數(shù)不超過14層。（5）工藝流程根據(jù)前期系列摻拌試驗(yàn)，得出礫石土料摻拌工藝流程，見圖6.3-6。↓圖6.3-6粗、細(xì)料摻拌工藝流程圖平鋪立采的傳統(tǒng)摻拌工藝對摻拌場地需求量較大，規(guī)模摻拌過程中摻拌質(zhì)量不易得到保障。大壩心墻礫石土料填筑強(qiáng)度較高，對摻拌設(shè)備、輔助設(shè)備及相應(yīng)的施工作業(yè)人員需求量較多?？紤]上述因素，引進(jìn)了一套土料的自動(dòng)攪拌系統(tǒng)，以確保土料質(zhì)量及上壩強(qiáng)度。1、機(jī)械摻拌工藝試驗(yàn)為進(jìn)一步提高土料摻合的均勻程度，提高摻拌工作效率，提高摻拌的機(jī)械化控制程度，結(jié)合目前國內(nèi)用于生產(chǎn)的穩(wěn)定土摻拌設(shè)備，提出采用WCB系列穩(wěn)定土摻拌設(shè)備，進(jìn)行本工程粗、細(xì)土料機(jī)械攪拌摻拌的新工藝，同時(shí)為適應(yīng)本工程土料特性（最大粒徑150mm，細(xì)料含水率偏高13%-17%，局部可達(dá)22%）經(jīng)與成都立拓機(jī)械制造有限公司聯(lián)系并經(jīng)技術(shù)人員實(shí)地考察后，立拓公司對攪拌設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，調(diào)整攪拌主軸及攪拌臂及葉片間隙等，并運(yùn)輸了一臺(tái)攪拌設(shè)備在現(xiàn)場進(jìn)行試運(yùn)行試驗(yàn)。（1）機(jī)械攪拌設(shè)備工作原理WCB系列穩(wěn)定土廠拌設(shè)備是立拓公司在綜合長期的穩(wěn)定土攪拌設(shè)備設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝調(diào)試經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，吸收國內(nèi)外先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，研究開發(fā)生產(chǎn)的穩(wěn)定土攪拌設(shè)備。主要用于修筑高等級(jí)公路、城市道路、機(jī)場、港口等工程的基層穩(wěn)定材料的拌和施工。具有攪拌穩(wěn)定土質(zhì)量高、配料精度高、操作方便、安裝拆卸簡便、適用場地范圍廣等特點(diǎn)。由攪拌罐體、攪拌軸、攪拌臂、攪拌葉片、電機(jī)減速機(jī)、鏈輪聯(lián)軸器等組成。攪拌主機(jī)是整個(gè)攪拌設(shè)備的中心部件。采用無襯板雙臥軸的強(qiáng)制攪拌形式，其拌合動(dòng)作是通過雙水平軸的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作、拌合物在垂直面呈對向流動(dòng)、水平面呈旋渦流動(dòng)實(shí)現(xiàn)，在短時(shí)間即可得到勻質(zhì)攪拌物，攪拌臂的數(shù)量和排列位置的合理設(shè)計(jì)以達(dá)到最佳拌合效果，連續(xù)攪拌及出料，拌合均勻、生產(chǎn)效率高；獨(dú)特軸端密封結(jié)構(gòu)，簡單而有效，維修方便且成本低；電機(jī)通過鏈輪聯(lián)軸器－減速機(jī)－鏈輪聯(lián)軸器－同步齒輪，帶動(dòng)攪拌軸運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)扭矩大，抗過載能力強(qiáng)，檢修方便。（2）現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際施工情況，本次礫石土料機(jī)械攪拌摻拌試驗(yàn)場地選擇為上游壓重體EL1530.5，靠近上游堆石體護(hù)坡范圍。設(shè)備所需電源由300kw柴油發(fā)電機(jī)供給，現(xiàn)場配套完成相應(yīng)的電源輸出線路的安裝，安裝至設(shè)備自帶配電控制柜。1）試驗(yàn)料的開挖及運(yùn)輸土料開挖前首先進(jìn)行料原檢測，確定摻拌料取料部位，然后采用液壓反鏟裝20T自卸汽車運(yùn)至篩分系統(tǒng)分類過篩處理，剔除大于150mm礫石后方可運(yùn)輸至試驗(yàn)場地。運(yùn)輸采用20t自卸汽車運(yùn)輸至摻拌場。運(yùn)輸過程中采取彩條布對土料進(jìn)行保護(hù)，避免含水率變化或揚(yáng)塵。不同特性的土料應(yīng)分別進(jìn)行堆放，同時(shí)試驗(yàn)檢測人員對粗、細(xì)料進(jìn)行指標(biāo)檢測。開采料應(yīng)具備典型粗、細(xì)料的特性：偏粗料為湯壩土料場P5含量約50%-65%的連續(xù)級(jí)配礫石土；偏細(xì)料為湯壩土料場P5含量小于30%的連續(xù)級(jí)配礫石土。同時(shí)根據(jù)一般土料特性，進(jìn)行了極值特性土料的摻拌試驗(yàn)。2）機(jī)械攪拌摻拌上料及試驗(yàn)方法初期試驗(yàn)攪拌設(shè)備未配套布置受料斗、運(yùn)輸皮帶等，結(jié)合目前設(shè)備現(xiàn)有進(jìn)料口及出料口尺寸，確定試驗(yàn)階段土料進(jìn)料采用壩面現(xiàn)有TB160c、TB175c小型反鏟進(jìn)行進(jìn)料口給料（料斗尺寸約75*75cm出料則采用裝載機(jī)（3m3）出料，根據(jù)攪拌出料強(qiáng)度進(jìn)行及時(shí)出料，避免出料口因料物堆積發(fā)生堵塞。試驗(yàn)過程反鏟上料強(qiáng)度應(yīng)盡量與指定摻拌比例匹配（暫定粗、細(xì)比例：6:4,），并盡量同時(shí)進(jìn)行給料，以充分模擬皮帶機(jī)給料效果。此后，課題組在長河壩土料場完成WBC系列穩(wěn)定土攪拌系統(tǒng)建設(shè)，該系統(tǒng)包含受料斗、振動(dòng)給料器、原料運(yùn)輸皮帶、土料攪拌設(shè)備、成品料運(yùn)輸皮帶、控制室。系統(tǒng)可通過控制室內(nèi)電腦操作，控制各個(gè)受料斗下側(cè)震動(dòng)給料器震動(dòng)頻率，從而精確控制不同受料斗不同比例的出料量，極大的提高了機(jī)械摻配精度，并且實(shí)現(xiàn)了機(jī)械摻配的連續(xù)作業(yè)。見圖6.3-7、6.3-8、6.3-9圖6.3-7機(jī)械摻拌試驗(yàn)圖6.3-8機(jī)械摻拌試驗(yàn)圖6.3-8機(jī)械摻拌效果（3）試驗(yàn)成果試驗(yàn)過程觀測：試驗(yàn)過程應(yīng)對機(jī)械攪拌摻拌的試驗(yàn)效果進(jìn)行目測觀測，粗、細(xì)料的摻拌試驗(yàn)過程中，上料采用TB160c、TB175c小型反鏟同時(shí)對攪拌主機(jī)給料,試驗(yàn)過程觀察出料口料物無明顯離析現(xiàn)象，出料均勻，無結(jié)塊。采用WBC穩(wěn)定土攪拌設(shè)備可以進(jìn)一步提高摻配的自動(dòng)化控制程度，土料中細(xì)料部分的摻拌均勻程度更加良好，且可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。試驗(yàn)檢測：為了解摻拌過程中土料顆粒級(jí)配變化情況，分別對摻拌前后粗料、細(xì)料進(jìn)行了試驗(yàn)指標(biāo)檢測包括含水率及全料顆粒級(jí)配（P5、粉粒含量及粘粒含量）。機(jī)械摻拌后顆粒級(jí)配曲線圖見圖6.3-9。圖6.3-9機(jī)械摻拌后顆粒級(jí)配曲線圖機(jī)械摻拌成果統(tǒng)計(jì)表見表6.3-10。表6.3-10機(jī)械摻拌成果統(tǒng)計(jì)表名稱P5含量（%）含水率（%）小于0.075mmm含量（%）小于0.005mm含量（%）摻拌后44.98.739.5摻拌后40.78.442.4摻拌后42.39.040.6名稱P5含量（%）含水率（%）小于0.075mmm含量（%）小于0.005mm含量（%）摻拌后41.58.842.6摻拌后45.38.739.5由上述圖表可以看出，機(jī)械摻拌后土料較為均勻，各項(xiàng)指標(biāo)摻拌后波動(dòng)較小。機(jī)械摻拌有利于摻拌質(zhì)量的控制，可用于實(shí)際生產(chǎn)。湯壩土料場料源質(zhì)量分布不均勻，土料的天然含水率一般與最優(yōu)含水率均有不同程度差值，極少的處于允許范圍。結(jié)合前期湯壩土料場復(fù)勘成果、近期開采過程中料源檢測情況及現(xiàn)階段新增探坑所確定含水率偏高土料范圍，表明現(xiàn)階段湯壩土料場內(nèi)70%土料含率水偏高。土料的含水率對壓實(shí)效果影響較大，必須將其含水率調(diào)整至最優(yōu)含水率左右，土料才能碾壓密實(shí)，從而保證獲得較高的壓實(shí)度和較好的防滲效果，因此土料含水率的調(diào)整是土石壩填筑的關(guān)鍵工序。湯壩土料場未發(fā)現(xiàn)含水率偏低土料，同時(shí)由于粗、細(xì)料的調(diào)水工藝在土料摻拌過程中進(jìn)行，調(diào)水工藝主要針對合格料的減水工藝進(jìn)行。1、礫石土料填筑含水率確定天然土料的最優(yōu)含水率與P5含量的關(guān)系需經(jīng)過系列的擊實(shí)試驗(yàn)求得，不同礫石含量的土料均對應(yīng)不同的最優(yōu)含水率，P5含量與最優(yōu)含水率的關(guān)系見下圖6.4.1-1。圖6.4.1-1P5含量與最優(yōu)含水率關(guān)系曲線圖礫石土料P5含量與含水率在上述情況下，通過系列碾壓試驗(yàn)?zāi)塬@得滿足設(shè)計(jì)要求的壓實(shí)度，同時(shí)獲得礫石土料的填筑含水率為ω0-1%≤ω≤ω0+2%，ω0為最優(yōu)含水率。2、礫石土料減水量的確定考慮土料調(diào)水完成后需經(jīng)過裝車、運(yùn)輸（28km)、攤鋪、碾壓幾個(gè)重要工序，將損失部分水分。為此在確保土料填筑含水率控制在最優(yōu)含水率的-1%~+2%范圍內(nèi)，土料調(diào)水完成后的含水率應(yīng)按最優(yōu)含水率的+1%~+2%范圍進(jìn)行控一般調(diào)水過程中含水量檢測消耗時(shí)間較長，導(dǎo)致各調(diào)水時(shí)段土料的含水率不能及時(shí)獲得。為此長河壩水電站礫石土料含水率均采用快速檢測方法求得，具體方法如下；（1）測定粒徑小于5mm土料與粒徑大于5mm土料所占的百分?jǐn)?shù)；（2）大于5mm土料的含水率采用飽和面干含水率代替，小于5mm土料的含水率采用酒精燃燒法獲得；（3）根據(jù)兩者的含水率及對應(yīng)的礫石含量按照加權(quán)法計(jì)算全料的含水待調(diào)水土料的含水率檢測完成后，根據(jù)各土料最優(yōu)含水率的+1%~+2%確定土料的調(diào)水量。1、調(diào)水工藝擬定根據(jù)已建類似工程經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合湯壩土料場礫石土料料源質(zhì)量分布情況及含水率的差異，擬定了三種具體調(diào)水工藝。（1）常規(guī)調(diào)水工藝常規(guī)調(diào)水工藝為推土機(jī)將待調(diào)水的土料按照確定的厚度（50cm)進(jìn)行平面攤鋪，在自然條件下進(jìn)行含水調(diào)整。調(diào)水過程中試驗(yàn)檢測人員進(jìn)行含水率的跟蹤檢測，檢測合格后進(jìn)行運(yùn)輸上壩填筑。（2）農(nóng)用四鏵犁調(diào)水工藝農(nóng)用四鏵犁調(diào)水工藝為推土機(jī)將待調(diào)水的土料按照確定的厚度（50cm)進(jìn)行平面攤鋪，鋪筑完成后采用農(nóng)用四鏵犁進(jìn)行翻土調(diào)水。調(diào)水過程中試驗(yàn)檢測人員進(jìn)行含水率的跟蹤檢測，檢測合格后進(jìn)行運(yùn)輸上壩填筑。（3）推土機(jī)掛松土器調(diào)水工藝推土機(jī)掛松土器調(diào)水工藝為推土機(jī)將待調(diào)水的土料按照確定的厚度（50cm)進(jìn)行平面攤鋪，鋪筑完成后采用推土機(jī)掛松土器進(jìn)行翻土調(diào)水。調(diào)水過程中試驗(yàn)檢測人員進(jìn)行含水率的跟蹤檢測，檢測合格后進(jìn)行運(yùn)輸上壩填2、調(diào)水工藝試驗(yàn)根據(jù)不同調(diào)水工藝，結(jié)合生產(chǎn)進(jìn)行了現(xiàn)場生產(chǎn)性調(diào)水試驗(yàn)，其試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)見表6.4.2-1。表6.4.2-1生產(chǎn)性調(diào)水試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表試驗(yàn)編號(hào)調(diào)水工藝P5含量實(shí)際含水率最優(yōu)含水率（%）施工含水率攤鋪溫度風(fēng)速翻土頻率（h/次)調(diào)水周期調(diào)整后含水率（%）1常規(guī)38.515.89.110.1～11.10.510～253～10一般/46.010.4農(nóng)用四鏵犁42.115.28.89.8～10.80.510～253～10一般636.010.3推土機(jī)掛松39.715.9910.0～11.00.510～253～10一般634.510.52常規(guī)36.415.49.310.3～11.30.510～253～10一般/47.510.5農(nóng)用四鏵犁44.514.78.69.6～10.60.510～253～10一般634.59.8推土機(jī)掛松46.814.28.49.4～10.40.510～253～10一般632.010.0試驗(yàn)編號(hào)調(diào)水工藝P5含量實(shí)際含水率最優(yōu)含水率（%）施工含水率攤鋪溫度風(fēng)速翻土頻率（h/次)調(diào)水周期調(diào)整后含水率（%）3常規(guī)38.516.19.110.1～11.10.510～253～10一般/51.510.4農(nóng)用四鏵犁35.915.89.310.3～11.30.510～253～~10一般430.510.5推土機(jī)掛松44.515.18.69.6～10.60.510～253～10一般428.59.94常規(guī)39.614.3910.0～11.00.510～253—10一般/46.510.4農(nóng)用四鏵犁42.28.89.8～10.80.510～253～10一般429.510.2推土機(jī)掛松38.414.59.110.1～11.10.510～253～10一般430.010.5根據(jù)上述試驗(yàn)檢測成果表明，各調(diào)水工藝均能將土料含水率調(diào)整至施工含水率范圍內(nèi)。但由于調(diào)水工藝的差異，土料的調(diào)水效率明顯不同?，F(xiàn)場調(diào)水過程中對各調(diào)水工藝進(jìn)行了對比分析，其各調(diào)水工藝的優(yōu)缺點(diǎn)見表6.4.2-2。表6.4.2-2調(diào)水工藝對比分析表調(diào)水工藝優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)常規(guī)操作簡單，不另外增加工藝，不增加專用設(shè)備。調(diào)水周期較長，調(diào)水強(qiáng)度不宜得到保障。農(nóng)用四鏵犁操作簡單，較常規(guī)調(diào)水工藝含水率調(diào)整效率明顯，土料質(zhì)量易于得到控制。農(nóng)用四鏵犁存在動(dòng)力不足，一次翻土深度不宜過深，每次翻土只能進(jìn)行表層土料的翻松。由于調(diào)水場地的起伏，調(diào)水設(shè)備在調(diào)水面上行走困難。推土機(jī)掛松土器操作簡單，較常規(guī)調(diào)水工藝含水率調(diào)整效率明顯，土料質(zhì)量易于得到控制。由于單位寬度推土機(jī)行走的次數(shù)少，不致于將已經(jīng)翻松的土料壓實(shí)，特別在翻曬時(shí)能取得更好的效果。推土機(jī)帶有的松土器只有三根寬度約為10cm的齒鉤，一般解決相對強(qiáng)度較低的巖石刨松，作為土料的翻松時(shí)，由于齒鉤間間距大，只能刨開一條小溝，存在動(dòng)力浪費(fèi)的問題。3、工藝選擇長河壩水電站為礫石土心墻堆石壩最大壩高240m，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高。另外受發(fā)電工期與度汛工期的限制，施工強(qiáng)度高于已建同類工程，結(jié)合前期料場復(fù)勘及上壩過程中料原檢測情況統(tǒng)計(jì)，湯壩土料場礫石土料絕大部分含水率高于施工含水率要求，需對含水偏高的土料進(jìn)行規(guī)?；{(diào)水施工，其調(diào)水強(qiáng)度方能滿足大壩填筑需求。綜合已建類似工程經(jīng)驗(yàn)及各調(diào)水工藝的優(yōu)缺點(diǎn)。為確保礫石土料的調(diào)水強(qiáng)度及調(diào)水質(zhì)量滿足上壩填筑要求，長河壩水電站采用推土機(jī)掛松土器翻土的方式進(jìn)行含水偏高土料的調(diào)整。為了提高調(diào)水效率及調(diào)水質(zhì)量，結(jié)合推土機(jī)的動(dòng)力及調(diào)水試驗(yàn)過程中暴露出的問題對調(diào)水設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn)；（1）根據(jù)SD220推土機(jī)的動(dòng)力和機(jī)身寬度，設(shè)計(jì)制作了5個(gè)犁鏵的松土器，兩次翻土能將待調(diào)水土料全部刨松，且翻土深度可達(dá)50cm。（2）將翻土板設(shè)計(jì)制作為傾斜，滿足翻料的作用，能將下部的土料翻到表面，提高了土料調(diào)水效率。見圖6.4.3-1。圖6.4.3-1改進(jìn)后的土料翻曬設(shè)備調(diào)水設(shè)備按220推土機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，配置5個(gè)犁鏵，兩次能將土料全部刨松，由于翻土板傾斜，具備翻料的作用，能將下部的土料翻到表面，無論翻曬還是摻合均勻都能得到較好的效果。單位寬度推土機(jī)行走的次數(shù)少，不致于將已經(jīng)翻松的土料壓實(shí)，在土料翻曬時(shí)能取得更好的效果。調(diào)水設(shè)備改進(jìn)后，進(jìn)行了現(xiàn)場調(diào)水施工，并根據(jù)不同翻曬頻率進(jìn)行了取樣檢測，見表6.4.3-1。表6.4.3-1現(xiàn)場檢測成果表量水率水率厚度頻率642注：鋪料厚度根據(jù)犁鏵的最大工作深度確定。礫石土料采用推土機(jī)掛犁鏵的工藝進(jìn)行調(diào)水時(shí)，在含水偏高土料鋪料厚度固定為0.5m及外界環(huán)境不變的情況下，翻土頻率固定為4h/次?？紤]土料的攤鋪、調(diào)水、裝運(yùn)等工序，含水偏高土料在一個(gè)工作日內(nèi)能將含水率調(diào)整至施工允許范圍內(nèi)。見圖6.4.3-2。圖6.4.3-2現(xiàn)場翻曬效果為提高調(diào)水效率，減小調(diào)水場地的使用面積，結(jié)合大壩填筑過程中礫石土料的供料需求，對調(diào)水場地規(guī)劃為三個(gè)作業(yè)區(qū)循環(huán)流水作業(yè)。各作業(yè)區(qū)調(diào)水面積一致，面積大小根據(jù)調(diào)水強(qiáng)度及土料需求量確定。推土機(jī)掛犁鏵的土料翻土調(diào)水的工藝在長河壩碎石土料的含水量調(diào)整中投入運(yùn)用，運(yùn)用結(jié)果表明，調(diào)水設(shè)備改進(jìn)后其調(diào)水質(zhì)量及調(diào)水強(qiáng)度均滿足上壩填筑要求。目前共完成50余萬方含水偏高土料的調(diào)整，該部分土料上壩碾壓后現(xiàn)場檢測結(jié)果表明含水率及壓實(shí)度均滿足設(shè)計(jì)要求。土料調(diào)水設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，至今未出現(xiàn)破損現(xiàn)象。（1）為防止雨水進(jìn)入料場內(nèi)，在開口線以上修建截水溝，且截水溝范圍以（3）表土(耕植土)的剝離采用液壓挖掘機(jī)自上而下進(jìn)行順坡剝離集渣，由（4）無用層的剝離，采用型液壓挖掘機(jī)自上而下進(jìn)行順坡剝離集渣，由于（5）表土及無用層土料堆存前先進(jìn)行場地平整。平整后的場地不應(yīng)有較大（6）為防止棄料場邊坡被雨水沖刷，隨時(shí)采用細(xì)孔防護(hù)網(wǎng)覆蓋邊坡進(jìn)行防（8）土料開采前，試驗(yàn)檢測人員對原料進(jìn)行檢測，鑒定粗料、細(xì)料、合格（10）土料篩分采用篩分系統(tǒng)內(nèi)振動(dòng)篩進(jìn)行，土料篩分后采用裝載機(jī)倒運(yùn)至檢測頻次對篩分后土料進(jìn)行指標(biāo)檢測，最大粒徑、P5含量、含水率、黏粒含量