编号： NN5－ ZSSJ－ 022
引水发电系统的土建和相关金结工程
砂石料开采与加工方案
中国水电建设集团十五工程局有限公司
2009 年 12 月 20 日
老挝南俄 5水电站 BOT项目施工技术方案
文件名称砂石料开采与加工方案
编写朱书成
审核李成强
审查李彦成
版次1修改次0
编写日期2009 年 12 月 17 日报审日期2009 年 12 月 20 日
目录
一、工程简况 (2)
二、砂石料开采方案 (2)
三、采运设备选择、开采强度分析及骨料加工生产规模 (4)
四、砂石料场规划 (7)
五、砂石料场建设及生产计划安排. (9)
南俄 5 水电站引水发电系统
砂石料开采与加工方案
一、工程简况
南俄 5 水电站引水发电系统工程主要包括进水口、引水洞、调压井、压力管道、发电
厂房和尾水洞工程，目前各工程均处于开挖和支护阶段（其中进水口开挖还剩4m至设计高程；隧洞 ( 包括尾水洞 ) 开挖及支护完成45%；调压井上室开挖支护完成，井筒反井钻导孔
完成），除已完成部分开挖支护工程外，上述工程剩余砼
33 111581m，浆砌石工程 7520m（详
333
见表 1），需要砂石料约 17.3 万 m（其中砂子 89844m，碎石 83838m，具体见《砂石料采购
3
计划》承包［ 2009］报告 048 号文件），块石 9200 m。
根据我部上报的《关于再次报送牛棚河滩天然砂砾料品质检测结果及相关补充资料的
报告》（编号：承包［ 2009］报告 113 号）文件及贵部对该文件的批复，我部也进行了相应
的现场探坑取样，经计算，该料场储量满足工程需要。按施工总体安排，我部已于2009 年11 月 29 日开始砂石料加工设备基础砼浇筑，12 月 4 日砂石料加工设备进场。
表 1砼及浆砌石工程量统计表
工程项目
33
备注砼（含喷砼）（m）浆砌石（ m）
进水口16000380
施工支洞、交通洞10071主要是封堵砼引水洞42160
压力管道（含支洞）15942
调压井41032590
厂房（含进厂道路）157052900
升压站4001650
尾水洞7200
合计1115817520
二、砂石料开采方案
料场开采按照先主河道后河漫滩顺序分区，依次从下游向上游、从右至左次序依次开采，开采深度为 3m。开采前先将河水改道，并对表层杂物及覆盖层进行清理。料场布置详见《牛棚砂石料场平面布置示意图》，砂石料场开采特性详见表2。
1、开采分区
该料场为天然砂石料场，由于天然砂石级配在深度和平面上相差较大，而实际情况是
下游以中细料为主，上游则以中粗料为主，并有少量出露的孤石。而本工程砂料用量较大，
为保证砂石骨料生产的级配平衡，减少弃料，在料场开采时采用分区开采。即先从下游向
上游连续沿主河道开采，挖深3m，最后开挖河漫滩部分。该料场共分六个区，分别为Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅲ1、Ⅲ 2。
表 2砂石料场开采特性
开采区开采顺序开采面积
剥离 / 填入
可开采量
备注23
（ m）（ m）
ⅠⅠ1245610/26722
80973砂砾石裸露，清理杂ⅡⅡ1136870/1231841061草、朽木、树枝即可，ⅢⅢ1934020/84062280206
开采厚度 3m。
ⅠⅠ253468019/016038
剥离厚度 1.5m，开采ⅡⅡ21935529033/058065
厚度 3m。
ⅢⅢ291493137239/0274479
合计247844174291/123102743532
注：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区开采前，先修围堰，将河水靠左侧截流以后开采右侧河床裸露砂砾石；后进行覆
盖层剥离，弃入已开采的河床，再进行开采。
2、覆盖层剥离
为了保证有用层原料的质量，在正式开采前先将覆盖层剥离干净，对于裸露的原料，
开采前先清除河道树枝、杂草；对于有覆盖层的河漫滩，先进行植被砍伐清理，再通过机
械将覆盖层清除干净。剥离弃料就近堆存在开采过区域，边剥离边开采，无需进行弃料运
输。
3、开采流程及顺序
3.1、开采流程
主河道部分：人工清理河道树枝、杂草→挖掘机开挖砂卵石→自卸车运输。
河漫滩部分：人工进行植被砍伐清理→挖掘机清除覆盖层→挖掘机开挖砂卵石→自卸
车运输。
3.2、开采顺序
Ⅰ1→Ⅱ 1→Ⅲ 1→Ⅰ 2→Ⅱ 2→Ⅲ 2，详见《牛棚砂石料场平面布置示意图》。
目前场外道路已修至砂石料场内；计划在场内修筑 2 条临时道路及 3 个围堰，其中，1#、2#、 3#围堰分别承担Ⅰ1、Ⅱ1、Ⅲ1区截流任务并作为Ⅰ2、Ⅱ2、Ⅲ2区开采运输道路；1#路与 2#围堰和场外道路连接， 2#路作为Ⅲ2区开采主要运输道路。具体布置详见《牛棚砂石料场平面布置示意图》，交通道路特性详见表3。
结合现场实际，计划沿河岸修路至开采工作面，后退法进行。采用挖掘机开挖，自卸
车运输，装载机配合，河道开采完后再进行河漫滩开挖。
表 3砂石料场交通道路特性
序号名称起点终点里程（ m）
1进场路3#支洞原料堆存地11000 21#围堰85 3围堰2#围堰46 43#围堰88 51#临时路进场路2#围堰161 62#临时路3#围堰Ⅲ 2 开采区末点988 7合计12368注：进入开采区的临时道路，根据实际情况依托1#、 2#路及 1#、 2#、 3#围堰进行布置。
5、粒径控制与超径石的处理
计划在自卸车上安装自制蓖条筛，在装车过程中将超径石通过蓖条筛剔除，并就近回填至开挖后区域。根据需求量，对于裸露或覆盖层中出露的部分大孤石，或作为弃料，或采用手风钻钻爆解小后利用。
三、采运设备选择、开采强度分析及骨料加工生产规模
1、采运设备选择
1.1、自卸汽车
自卸汽车的运输能力按下式计算：
Q r=60Q e K u /T
=60×20×0.7/20
=42t/h
式中：
Q r—自卸汽车的运输能力，t/h；
Q e—汽车的实际有效载重量，t，可根据其使用情况按其标准载重或挖装设备的斗容计
算；
T—汽车的行驶周期， min ，取 20。
自卸汽车的配备根据高峰时段砂石料小时生产能力并考虑弃量（按20%考虑）计算。其计算公式如下：
N= Q h/ Q r
=81.25×（ 1+20%）/42
=2.32 （取整为 3，即需要 3 台）
式中：
N—自卸汽车的数量；
Q h—高峰时段的小时运量或装车设备的小时运输能力，t/h；
Q r—自卸汽车的运输能力，t/h。
1.2、挖掘机
CAT320挖掘机设计容量 1.2m3，实际按 1.0m3计算；考虑蓖条筛过筛、超径石回填及设备负荷等因素影响，挖掘机生产能力取 60m3/h，满足高峰时段砂石料生产能力并考虑弃量（81.25×（ 1+20%） /1.9=51.3m 3）的要求。
根据上述计算，自卸汽车需要 3 辆，挖掘机需要 1 台，但由于机械设备维修保养工作
量大，出勤率也不能达到100%，因此还需考虑一定的备用。计划采用 2 台 CAT320挖掘机开挖， 4 辆 20t 自卸汽车运输。
2、料源开采强度分析
砂石料加工系统主要承担如表 1 所示混凝土浇筑及浆砌石所需的砂石骨料，砼（含喷
3
砼）所需总量为111581 万 m。根据公式：
d mc
A［（1-r）/η1+r/η 2］/（1-θ）
Q＝Q
＝111581× 2.2 ×［（1-0.30 ）/0.90+0.30/0.65］/ （1-30%）
＝434607t
计算砂石原料开采量 :434607t/2.0t/m 33
20%弃量，实际生产=21.7 万 m（加工过程考虑
3
成品料 21.7 ×（ 1-20%）=17.3 万 m）。
式中：
3
Q d——砂石原料开采量， m；
3
Q mc——全工程混凝土总量， m；
Num ngum5 水电站砂石料开采与加工方案A——每立方程混凝的骨料用量，无试验资料时，一般可取2.15 ～ 2.2t/m3；
r ——平均砂率，一般大体积混凝土为 0.25 ～ 0.3 ，薄壁和地下工程时为0.3 ～0.35 ；
η1 ——毛料加工成粗骨料的成品率，根据原料和加工工艺选定，一般为0.85 ～0. 95；
η2 ——毛料加工成细骨料的成品率，根据原料和加工工艺选定，一般为0.55 ～0.75 ；
θ——弃料量占原料量的百分比，根据实际情况取 30%。
3、骨料加工生产规模
（1）混凝土月浇筑强度Q mc月：混凝土浇筑高峰时段持续在三个月或三个月以上时，Q mc 月按高峰时段的平均强度计算，持续期只有一至两个月时，按高峰月强度计算，单位： m3/ 月：Q mc月＝5230m3/ 月（见厂房压力管道施组2.11 条）
Q1＝Q mc月 A
＝5230×2.2
＝11506t/ 月
式中
Q1——成品砂石料的月需要量，t/ 月；
A——每立方程混凝的骨料用量，无试验资料时，一般可取 2.15 ～ 2.2t/m 3；
（3）砂石料月设计处理能力
Q m＝Q1［（1-r ）/ η1 +r/ η2］
＝11506×［（ 1-0.30 ）/0.90+0.30/0.65］
＝14260t
（4）砂石料小时生产能力
Q h＝Q m/(MN)
＝14260/ （25×8）
＝71.3t/h ；
式中：
Q h——砂石料加工厂的小时设计处理能力，t/h ；
Q m——砂石料加工厂的月设计处理能力，t/ 月；
M——月工作天数，每月按25 天有效工作时间计算；
N——日工作小时，每天按 1 班制工作，每班工作8 小时；
破碎机的生产能力为125-290t/h ，其负荷系数取0.65 （ 125× 0.65=81.25t/h＞
71.3t/h ），能满足施工强度要求。
四、砂石料场规划
砂石料场规划主要包括原料开采场、砂石料加工场、成品料堆存场和场区内外交通等。具体位置详见《牛棚砂石料场平面布置示意图》及《砂石料加工场平面布置图》。
1、场地布置
砂石料加工场和原料堆存场布置在大坝下游 B.Xiangdet 村附近河道右岸台地上，总占22
地面积 4.2 万 m，主要分两个区：砂石料加工和成品料堆存区，占地面积约 2.2 万 m；原料
2
堆存区，占地面积约 2.0 万 m。
目前布置区域为耕地和荒地，我部在承诺给当地村民免费修筑一座跨南俄河的永久交
通桥的基础上（现已开始修建），与当地村庄签订租赁协议，现已完成场地平整并开始砂石
料加工设备基础施工。
2、场地硬化
场地计划采用河道砂砾石硬化，先铺大石再铺小石填缝，硬化厚度50cm。
3、原料开采场
原料开采场位于大坝下游 B.Xiangdet 村附近主河道，该处主河道河面较宽，且有多处
较大滩地，岩性为河床冲积砂卵砾石，质量较好，储量丰富，经初步勘测，河道上下2Km 范围均具备开采条件，经计算，该料场可开采原料量约74 万 m3，详见表 2。
该原料开采场受雨季洪水影响不能开采，只能在旱季开采，为确保雨季加工需要，计
划在河道右岸高处台地修建一原料堆存场，在旱季将河道砂卵砾石开采后临时堆存，雨季
根据需要加工，初步计划临时堆存场面积
23 2.0 万 m，计划堆存原料 8.0万 m。
4、砂石料加工场和成品料存放场
砂石料加工场和成品料存放场均布置在河道右岸一级台地，总规划面积
2 2.2 万 m，为
减小成品料二次转运，成品料直接在胶带机下就近堆存。
4.1、砂石料加工场
结合本工程施工总进度计划安排，考虑高峰期施工需要，同时兼顾均衡生产要求，经计算砂石料加工场生产能力按80t/h 考虑。
（1）砂石料加工场工艺流程和现场布置
砂石料加工场工艺流程图和布置图，详见《牛棚砂石料加工场工艺流程图》及《砂石
本工程喷砼工程量较大，同时受施工条件限制，砼入仓主要依靠泵送，因此在加工工
艺流程设计时考虑了人工砂料的加工问题（砂料需要量约占50%），增加了制砂设备和洗砂设备，成品骨料按5～20、 20～40 两个规格生产。
（2）砂石料加工场主要设备配置，见表4。
（3）加工场用电
加工场附近无电网电源可以利用，计划在现场配置400Kw 的自备电源（ 2 台 200Kw 的柴油发电机）。
表 4砂石料加工场主要设备配置表
序号设备名称规格型号数量单位
功率（ Kw）
1给料机ZSW380× 951台11
2颚式破碎机ASD-V3625(125-290t/h)1台90
3反击式细碎破碎机ISP1010(40-100t/h)1台110 4振动筛3YKR15451台22
5除铁器RCYB-6.51台
6洗砂机XL-7621台15
7皮带机B500L=20m 1603台 5.5 × 3
8皮带机B650L=31.5m 1101台11
9皮带机B800L=26.5m 1601台15
10皮带机B800L=19.3m 1501台11
11集中控制柜及电控1套
上述设备总功率301.5KW 。
（4）加工场用水及排水
3
加工场用水就近从河道抽取，场地内布置一个100m 水池。加工场所处位置靠坡脚高靠河岸低，为利于场内及雨季排水，计划在场地周围设置 1.5m 宽、 0.5m 高砌石排水沟，通过带坡自然排水，并在排水口处开挖一沉淀池（10m× 5m×2m=100m3），将生产污水及废水通过排水沟进入沉淀池，经沉淀净化后排入河道。
4.2、砂石料堆存场
3
成品砂石料堆存按就近原则，现场按存量 1.3 万 m 考虑（约为本工程 1 个月需求量），
3332
其中砂 0.5 万 m，小石 0.4 万 m，中石 0.4 万 m，总存料场地面积约5000 m 。详见《牛棚砂石料场平面布置示意图》。
4.3、砂石料场内外交通
砂石料加工场对外交通道路可以通行，并与3#支洞道路和厂坝道路连接。
在加工场内和原料开采区需要修建场内道路 3.0 Km。
上述道路计划修筑宽度7.0m，路面用石碴或砂砾石硬化，路边修筑排水沟，大的过沟
修建排水管涵。
经测算，成品料运至厂房拌合站运距为24Km，运至进水口上游拌合站运距约为30Km。
4.4、砂石料开采、运输设备
考虑旱季储存原料需要及施工高峰期加工需要，配置砂石料开采、运输设备见表5。
表 5砂石料开采、运输设备
序号设备名称设备型号单位数量备注
1挖掘机CAT320台2原料开采
2自卸汽车20t （ BEIBEN TRUCK2527）台4原料运输
3自卸汽车15t台6成品料运输
4装载机ZL40台1加工场喂料
5装载机ZL40台1道路养护
6推土机220HP台1集料
五、砂石料场建设及生产计划安排
根据总施工进度计划安排，结合目前现场实际，砂石料场建设和生产计划安排见表6。表 6砂石料场建设和生产计划
序号项目单位工程量计划安排备注
1场内外道路修筑Km142009.09.01～ 2009.11.15
2场地平整及硬化万 m2 4.22009.11.16～ 2010.01.20
3加工场土建工程项12009.11.25～ 2009.12.31
4设备安装、调试项12010.01.01～ 2010.01.312010.02.01投产5砂石料生产项12010.02.01～ 2011.04.30生产期 15 个月