柏木峽水庫工程料場儲量及質量分析評價

董 濤 許月華

(浙江華東建設工程有限公司，浙江 杭州 310030)

料場是水利工程建設的關鍵問題之一。對混凝土壩而言，砂石料場的規劃選擇是施工組織設計中的重要環節，選擇合適的料場，對其儲量和質量作出分析評價顯得尤為必要。隨著國家對水利工程建設投資的加大，料場問題更凸顯出其在工程建設中的重要性[7]。

1 工程概況

柏木峽水庫大壩為混凝土面板堆石壩，壩高65.5 m，壩頂高程3 219.5 m，正常蓄水位為3 216.9 m，水庫總庫容236.5×104m3。工程需要混凝土骨料1.8×104m3，墊層料4.5×104m3，過渡料5.5×104m3，主堆石料47.0×104m3，次堆石料8.0×104m3，干砌石料1.0×104m3，總計67.8×104m3。詳查階段最終選定大西溝石料場，料場為當地水泥廠開采所用山體，料場范圍內大部分表層巖體已被剝離，料場未開采部分地表為灌木林地。料場距離水庫大壩約2.0 km，料場至大壩有簡易砂石路通過。

2 料場基本地質條件

2.1 地形地貌

石料場場地相對高差200 m～250 m，河流和主要山體呈北西西向延伸，山體高大、陡峻，山體坡度多在50°～80°之間，局部為陡崖，現已開采部分順溝向長度240 m，順坡向長度150 m～220 m，已開采面積4.0×104m2。料場所在區域地貌屬于構造侵蝕低中山區。

2.2 地層巖性

料場出露地層為志留系上統(S3)深灰色砂巖、粉砂巖和砂質板巖等，局部夾有少量灰巖。強風化層巖體裂隙發育，巖體完整性差，一般厚度為5 m～10 m，大多為鑲嵌結構；弱風化層巖體裂隙較發育，巖體完整性較差，發育厚度為10 m～20 m，為薄層狀～互層狀結構，一般層厚15 cm～30 cm。巖層產狀為：N20°～60°W，SW∠60°～80°，局部發生褶曲。

2.3 地質構造

料場區范圍內未見區域性斷裂及次級斷層分布。巖體表部沿層面大多張開，部分呈銹黃色，張開度0.5 cm～2 cm，面平直光滑。料場區主要發育節理裂隙有：①N50°E，NW∠80°，面平直光滑，呈銹黃色，發育頻度1條/m，延伸長度約10.0 m；②N55°E，SE∠85°，面平直光滑，自坡頂延伸至坡底，為主要發育裂隙，面呈銹黃色，發育頻度1條/m～2條/m，局部裂隙密集發育，呈破碎帶，一般寬度50 cm；③N43°E，NW∠70°，面起伏稍粗糙，大多張開，張開度2 cm～5 cm，延伸長度約20.0 m，發育頻度1條/m～2條/m；④N60°W，NE∠50°，面平直光滑，閉合，延伸長度約10.0 m。綜合確定，本料場為Ⅱ類料場[2]。

3 現場工作

3.1 地面調查

石料場內大部分覆蓋層及強風化巖層已剝離，基巖裸露，開挖深度5 m～15 m，現狀基本沿巖體產狀開挖，開挖面呈陡壁。已開挖區上下游處地表植被覆蓋，覆蓋面積約3.4×104m2，大西溝石料場面積約6.9×104m2，上部覆蓋層及強風化層已剝離3.5×104m2。

3.2 鉆孔巖芯分析

在料場近坡底處布置一水平鉆孔，深度62.0 m，開孔即為弱風化層，強風化層水泥廠采石時已被挖除。根據巖芯編錄顯示：強風化厚度為0.0 m，弱風化厚度約12.0 m，微風化深度約43.5 m，孔底為新鮮巖體。

總取出巖芯長50.45 m，整體采取率為81.4%，RQD為71.8%，取出最長巖芯57 cm。其中10 cm～20 cm長巖芯占巖芯總長的42.6%，20 cm～30 cm長巖芯占巖芯總長的14.7%，30 cm～40 cm長巖芯占巖芯總長的6.8%，40 cm～50 cm長巖芯占巖芯總長的4.8%，50 cm～60 cm長巖芯占巖芯總長的3.2%，巖芯長度大于30 cm的主要分布在43 m以下段。因此總體巖芯以10 cm～30 cm長為主，大于30 cm的較少。巖體層厚統計情況如下：薄層狀巖體占52.1%，互層狀巖體占34.7%，中厚層狀巖體占13.2%。

同時，料場周邊布置了12個探坑，平面布置圖見圖1。

4 室內試驗

在料場中分兩次進行取樣，其中巖塊取樣3組，每組取樣塊體粒徑大于40 cm，均為開挖滾落巖塊，根據風化強度劃分均為弱風化～微風化巖體，總體能代表弱風化～微風化巖體特征；鉆孔巖芯取樣3組，所取巖芯長度大于15 cm，按鉆孔巖芯風化程度分段采取，其DXG-1為弱風化巖體，DXG-2為微風化巖體，DXG-3為新鮮巖體。試驗成果見表1。

表1 室內試驗成果表

5 質量及儲量分析評價

5.1 質量分析評價

根據巖石試驗統計成果，作為堆石料和砌石料各項指標均滿足SL 251—2015水利水電工程天然建筑材料勘察規程中堆石料的質量指標要求；本次采用砂漿棒快速法對原巖作為混凝土人工骨料時堿活性進行室內試驗，當14 d時其膨脹率為0.053%～0.078%，平均為0.066%。根據SL 251—2015水利水電工程天然建筑材料勘察規程附錄A，當14 d膨脹率小于0.1%，可判為非堿活性骨料，因此該石料為非堿活性人工骨料，除軟化系數接近規定指標外，其余各項指標均滿足SL 251—2015水利水電工程天然建筑材料勘察規程中混凝土人工骨料原巖料的質量指標要求。

5.2 儲量分析

根據勘察，料場剝離層主要為未開采范圍內上部碎石土層，該層厚3 m～5 m，局部稍薄，結構稍密，局部具架空結構，含泥量約40%。未開采部分碎石土下部為基巖強風化體，根據開挖斷面顯示，強風化層厚度受構造運動影響較大，一般強風化層厚度5 m～10 m，巖體破碎，多呈碎塊狀，少部分為碎屑狀，該層巖體強度較低，內部填充細粒含量較高，無法直接利用，為無用層。強風化下部弱風化～微風化巖體結構較完整，節理裂隙發育較少，總體塊體較大，為有用層。該石料場范圍內相對高度達100 m～150 m，其中未開采部分自地面15 m以下均為有用層，已開采部分自現狀地面以下均為有用層，總體有用層厚度達80 m～130 m。該料場地形起伏較小，有用層厚度變化較小，該石料場內大部分現已開挖，基巖裸露，開挖深度5.0 m～15.0 m，基本沿巖體產狀開挖。本次對料場儲量計算采用平行斷面法，在料場范圍內布置順坡向斷面9條。經計算有用層方量為115.6×104m3，無用層方量為32.8×104m3。

6 結語

1)大壩石料總需求量為67.8×104m3，料場總有用層方量為115.6×104m3。作為堆石料及砌石料，質量與儲量均滿足規范要求及工程需求；混凝土骨料采用大西溝石料場人工制備，其原巖儲量、質量滿足規范指標。

2)結合料場場地條件，選用了平行斷面法計算儲量，經后期驗證，計算誤差較小，為類似工程提供參考。