摘 要：本文主要介绍以料源岩性均为玄武岩（单轴抗压强度180.0—320.0Mpa），经过三次破碎后，采用棒磨机、立轴式冲击破碎机生产人工砂（常态砂和碾压砂），质量达到：达到级配要求后，可以满足细度模数2.6±0.2，石粉含量12-18%，能满足且稳定砂子含水率6%的要求。
关键词：玄武岩人工制砂；细度模数；石粉含量；含水率；质量控制
一、概述
龙开口水电站筹建期砂石加工系统布置在龙开口水电站坝址上游右坝头附近。前期主要承担场内交通、大临设施、营地房屋建筑、渣场挡排、边坡喷锚、导流明渠、厂房临时围堰等混凝土所需粗细骨料生产，后期承担坝基开挖利用料加工，作为主体工程砂石加工系统的补充。
二、系统规模及工艺流程
(1)、加工系统能力：
筹建期砂石加工系统按满足混凝土高峰时段浇筑强度5.0万m3/月、喷混凝土高峰时段月平均强度约0.2万m3/月及浆砌石高峰时段月平均强度约2.5万m3/月等进行设计。系统成品料生产能力约356t/h，其中人工砂生产能力约140t/h。
(2)、加工系统的组成
系统主要由粗碎车间、半成品料堆、第一筛分车间、中（细）碎车间、制砂调节料堆、制砂车间、第二筛分车间、成品料堆、供水系统、废水处理系统、供配电系统等组成。
(3)、工艺流程
开采石场清除植被及覆盖层后，分梯段钻孔爆破，将石料用3m3电铲或液压铲装25t或32t自卸汽车，经1 km运输，卸入粗碎车间受料坑(粗碎为PXZ—900×130型旋回式破碎机一台和PE—900×1200型颚式破碎机一台)，而回采料场的料源为坝基开挖可利用料，其粒径比较小，可直接装车运输至粗碎车间进行破碎。粗碎后的半成品由胶带机运至1.5万m3半成品堆料场，经皮带机运输到中碎车间进行二次破碎(中碎破碎机型号为GP200破碎机)，经过中碎后的碎石进入筛分楼洗后出现了两种成品料（大石和中石），小于40mm料径的碎石经胶带机输送到制砂原料仓（调节料仓），供棒磨机与立轴式冲击破碎机(PL9500和VS1500)制砂用,后设石粉回收装置（ZX-200B）（系统工艺流程如下图）。
三、 玄武岩人工砂的质量控制
1、 混凝土用细骨料质量标准按照表1的要求，筹建期砂石加工系统除细度模数和石粉含量不稳定外，其余均满足混凝土细骨料质量标准。
2、 采石场岩石质量控制措施
(1)筹建期砂石加工系统的采石场主要岩石为玄武岩，砂石料加工系统毛料分为两部分：一部分为5#存渣场回采（主要为导流明渠和坝基开挖有用料），一部分从筹建期石料场自行开采。
筹建期砂石加工系统前期的料源为筹建期石料场开采料，料场岩性及物理力学性能参数参考工程开挖料，后期为导流明渠和坝基开挖利用料加工。
工程开挖料主要岩性为块状玄武岩，主要有斜长石和角闪石组成，含有一定量的黄铁矿和石英脉。开挖料以弱风化岩体为主、岩质坚硬，软弱夹层及构造破碎带分布少、规模小。其物理力学指标见表2。
(2)采石场岩石开挖质量控制的原则：
由于采石场玄武岩都普遍存在一层厚度不一的风化壳，根据勘测一般覆盖为7～8m厚，最大近14m厚，为了保证弱风化带下部以下有用料源不与覆盖土混杂，采石场开挖的质量控制原则是：先剥离覆盖土，后开采有用岩石，判断标准是以弱风化带下部作为料场无用层与有用层的分界线，即人工砂料源为弱风化带下部以下岩石。
(3)岩石质量控制的几点措施
每个爆块开采前，由监理工程师严格审查爆破设计方案，对爆破的岩石等级，地质情况进行严格鉴定，界线模糊部位，全部作为剥离料，毛料区与剥离料区设立明显的开挖区分标志。
在采挖毛料部位，特别是毛料与覆盖层剥离分界部位，质检人员及监理人员跟踪旁站检查。采石场作业采用挂牌作业制度，挖、装、运设备全部挂牌，区分毛料和覆盖土。
针对导流明渠和坝基开挖的可利用料，在其他施工单位运输至5#存渣场的有用料，必须经过监理人认可，才能当系统加工有用料料源，绝对不允许无用混合料进入有用料堆。
3 人工砂细度模数控制
根据筹建期砂石加工系统工艺布置，生产的成品砂由两个部分按一定的比例混合而成的。两种砂的产量分配统计为：筛分楼筛底部，筛余下来的石屑占60%～80%，棒磨机产砂占20%～30%。
两种砂的细度模数统计为，筛分楼底部石屑2.8～3.0为粗砂；棒磨机产砂2.4左右为细砂。
两种砂的混合工艺是：筛分楼底部粗砂与棒磨机细砂混合后进入成品砂仓堆存。系统装车用装载机装车。最终测试砂的细度模数、颗粒级配和石粉含量均在运输车辆上进行，如发现细度模数、石粉含量偏大或偏小，颗粒级配比例偏差时，及时反馈到生产车间，调整设备组合等。筹建期砂石系统人工砂细度模数调整的几点措施：
(1)按照筹建期砂石系统人工砂生产混合工艺，细度模数调整是用棒磨机细砂来调整筛分楼底部粗砂。因此，若发现细度模数偏大，颗粒级配偏差，应调整棒磨机进料粒径，进料量、装棒量等或调整筛分楼的开机组数，调整生产量。
(2)调整筛分楼的筛网直径，降低细度模数和调整颗粒级配。
(3)为了使人工砂入仓含水率有所降低，在棒机机车间安装了直线振动筛脱水，这样部分石粉被水带走，为改善提高砂颗粒级配及石粉含量，生产过程中利用洗砂机直接回收石粉和对流失废水池的石粉进行回收两种办法，废水池回收采用的方法是安装一台石粉回收装置设备（ZX-200），把流失的细砂和石粉回收到成品砂进仓皮带上。
4人工砂石粉含量的控制
按照施工设计规范要求，为了使石粉含量达到要求，采取了以下方法。
(1)干法筛分：在二次筛分车间采用干法筛分方式，小于5mm的砂直接经过胶带机运输进入成品砂仓，减少石粉的流失。在筛分过程中，有部分石粉混合在粉尘中流失，再采用收尘装置加以回收。
(2)混合腔型生产：立轴式冲击破碎机制砂有石打石和石打铁两种腔型。采用石打铁腔型生产的人工砂石粉含量较高，但是耐磨铁粘磨损较快，成本较高。采用石打石腔型生产的人工砂石粉含量低，因无耐磨铁粘，成本较低。两腔型相互结合，可以合理控制石粉含量。
(3)混合生产：以立轴式冲击破碎机和棒磨机相结合，提高石粉含量。
(4)干法生产：人工砂干法生产在国内工程中，使用不是很高，其主要工艺为骨料经过破碎机破碎制砂后，直接上筛分筛出大于5mm的混合料，小于5mm的砂
直接经过胶带机运输进入成品砂仓，可以减少石粉的流失。
(5)石粉回收：采用石粉回收设备将方法筛分、脱水生产和干法生产过程中流失的石粉加以回收，再将回收的石粉均匀混合在成品砂仓中。
经过一段时间的不定期检查，石粉含量测试为10%～15%。因此，采用干法筛分、混合腔型生产、混合生产、干法生产和石粉回收等方法，可以使制砂的石粉含量控制在10-15%。
5 人工砂含水率的控制
按照水工混凝土规范要求，为了使含水率降低到规定范围内且稳定，采取了机械脱水、自然脱水和干法生产相结合的方法。
(1)机械脱水：目前国内水电工程用于人工砂脱水的方法和工艺主要有筛分脱水，真空脱水，离心脱水等方式，其中真空脱水和离心脱水脱水效果好，但处理能力低，投资较高；筛分脱水均采用振动筛脱水，脱水处理能力高，但脱水效果较差。由于筹建期砂石加工系统的人工砂生产能力高达140t/h，棒磨机设计过程中，由于受到场地的影响，因而，选择采用直线振动筛脱水，在洗砂机出口，一台安装直线振动筛，经试验可使砂的含水率由初期25%左右降低到15%左右。
(2)自然脱水：
人工砂自然脱水，目前国内水电工程自然脱水采用的方法和工艺是人工砂下料，堆存脱水及人工砂取料分开进行的，一般堆存脱水3～5d后可使含水降低到6%以内且稳定。受人工砂石粉含量多少及初始含水率的不同而不同，一般情况石粉含量在10%～17%范围内，砂的初始含水率15%～17%时，初期约48h内脱水速度快，一般可使含水率降低到8%～10%，当降到8%～10%的含水率时，再降低到6%左右脱水速度明显减慢，一般需要3～5d时间。
(3)干法生产脱水
人工砂干法生产在国内工程中，使用不是很高，其主要工艺为骨料经过破碎机破碎制砂后，直接上筛分筛出大于5mm的混合料，小于5mm的砂直接经过胶带机运输进入成品砂仓，因而，干法生产对人工砂的含水可以说为0，并且可以减少石粉的流失，使人工砂达到规范要求。干法生产人工砂与脱水筛生产的砂混合进入成品砂后，可以降低人工砂的含水率。根据试验在成品砂仓内砂的含水率都控制在2.8%～5%。
筹建期砂石加工系统的人工砂为保持机械脱水、自然脱水和干法生产脱水的效果，采取了如下措施。
①在成品砂仓顶部搭设了防雨棚，砂仓底部浇筑了混凝土地板和盲沟排水设施。每仓放完料后对盲沟进行一次清理，加快自然脱水时间。
②采用人工砂干法生产，使干法人工砂和脱水筛的人工砂混合进入成品砂仓，可降低砂的含水率。
③采用分仓运行工艺，用装载机喂料的方式，可延长砂的脱水时间。
经过一段时间的不定期检查，砂含水率测试为2.8%～5%，因此，采取机械脱水后，自然脱水要加强现场分仓用装载机喂料，对盲沟及时清理等管理措施，完全可以使制砂的含水率稳定在6%左右。
总之，人工砂产品质量的好坏，直接影响着混凝土质量，因此人工砂的生产工艺是非常重要的我们要采取相应的措施方法以达到规范要求提高混凝土质量。
寇治国（1979-）：男，四川营山人，本科学历，水电七局五分局龙开口水电站项目经理部设备物资部主任，长期从事水电施工管理工作。
杨娇（1980-）：女，四川营山人，水电七局五分局龙开口水电站项目经理部设备物资部主办科员，长期从事水电施工管理工作。
