柏木峡水库工程料场储量及质量分析评价

董 涛 许月华

(浙江华东建设工程有限公司，浙江 杭州 310030)

料场是水利工程建设的关键问题之一。对混凝土坝而言，砂石料场的规划选择是施工组织设计中的重要环节，选择合适的料场，对其储量和质量作出分析评价显得尤为必要。随着国家对水利工程建设投资的加大，料场问题更凸显出其在工程建设中的重要性[7]。

1 工程概况

柏木峡水库大坝为混凝土面板堆石坝，坝高65.5 m，坝顶高程3 219.5 m，正常蓄水位为3 216.9 m，水库总库容236.5×104m3。工程需要混凝土骨料1.8×104m3，垫层料4.5×104m3，过渡料5.5×104m3，主堆石料47.0×104m3，次堆石料8.0×104m3，干砌石料1.0×104m3，总计67.8×104m3。详查阶段最终选定大西沟石料场，料场为当地水泥厂开采所用山体，料场范围内大部分表层岩体已被剥离，料场未开采部分地表为灌木林地。料场距离水库大坝约2.0 km，料场至大坝有简易砂石路通过。

2 料场基本地质条件

2.1 地形地貌

石料场场地相对高差200 m～250 m，河流和主要山体呈北西西向延伸，山体高大、陡峻，山体坡度多在50°～80°之间，局部为陡崖，现已开采部分顺沟向长度240 m，顺坡向长度150 m～220 m，已开采面积4.0×104m2。料场所在区域地貌属于构造侵蚀低中山区。

2.2 地层岩性

料场出露地层为志留系上统(S3)深灰色砂岩、粉砂岩和砂质板岩等，局部夹有少量灰岩。强风化层岩体裂隙发育，岩体完整性差，一般厚度为5 m～10 m，大多为镶嵌结构；弱风化层岩体裂隙较发育，岩体完整性较差，发育厚度为10 m～20 m，为薄层状～互层状结构，一般层厚15 cm～30 cm。岩层产状为：N20°～60°W，SW∠60°～80°，局部发生褶曲。

2.3 地质构造

料场区范围内未见区域性断裂及次级断层分布。岩体表部沿层面大多张开，部分呈锈黄色，张开度0.5 cm～2 cm，面平直光滑。料场区主要发育节理裂隙有：①N50°E，NW∠80°，面平直光滑，呈锈黄色，发育频度1条/m，延伸长度约10.0 m；②N55°E，SE∠85°，面平直光滑，自坡顶延伸至坡底，为主要发育裂隙，面呈锈黄色，发育频度1条/m～2条/m，局部裂隙密集发育，呈破碎带，一般宽度50 cm；③N43°E，NW∠70°，面起伏稍粗糙，大多张开，张开度2 cm～5 cm，延伸长度约20.0 m，发育频度1条/m～2条/m；④N60°W，NE∠50°，面平直光滑，闭合，延伸长度约10.0 m。综合确定，本料场为Ⅱ类料场[2]。

3 现场工作

3.1 地面调查

石料场内大部分覆盖层及强风化岩层已剥离，基岩裸露，开挖深度5 m～15 m，现状基本沿岩体产状开挖，开挖面呈陡壁。已开挖区上下游处地表植被覆盖，覆盖面积约3.4×104m2，大西沟石料场面积约6.9×104m2，上部覆盖层及强风化层已剥离3.5×104m2。

3.2 钻孔岩芯分析

在料场近坡底处布置一水平钻孔，深度62.0 m，开孔即为弱风化层，强风化层水泥厂采石时已被挖除。根据岩芯编录显示：强风化厚度为0.0 m，弱风化厚度约12.0 m，微风化深度约43.5 m，孔底为新鲜岩体。

总取出岩芯长50.45 m，整体采取率为81.4%，RQD为71.8%，取出最长岩芯57 cm。其中10 cm～20 cm长岩芯占岩芯总长的42.6%，20 cm～30 cm长岩芯占岩芯总长的14.7%，30 cm～40 cm长岩芯占岩芯总长的6.8%，40 cm～50 cm长岩芯占岩芯总长的4.8%，50 cm～60 cm长岩芯占岩芯总长的3.2%，岩芯长度大于30 cm的主要分布在43 m以下段。因此总体岩芯以10 cm～30 cm长为主，大于30 cm的较少。岩体层厚统计情况如下：薄层状岩体占52.1%，互层状岩体占34.7%，中厚层状岩体占13.2%。

同时，料场周边布置了12个探坑，平面布置图见图1。

4 室内试验

在料场中分两次进行取样，其中岩块取样3组，每组取样块体粒径大于40 cm，均为开挖滚落岩块，根据风化强度划分均为弱风化～微风化岩体，总体能代表弱风化～微风化岩体特征；钻孔岩芯取样3组，所取岩芯长度大于15 cm，按钻孔岩芯风化程度分段采取，其DXG-1为弱风化岩体，DXG-2为微风化岩体，DXG-3为新鲜岩体。试验成果见表1。

表1 室内试验成果表

5 质量及储量分析评价

5.1 质量分析评价

根据岩石试验统计成果，作为堆石料和砌石料各项指标均满足SL 251—2015水利水电工程天然建筑材料勘察规程中堆石料的质量指标要求；本次采用砂浆棒快速法对原岩作为混凝土人工骨料时碱活性进行室内试验，当14 d时其膨胀率为0.053%～0.078%，平均为0.066%。根据SL 251—2015水利水电工程天然建筑材料勘察规程附录A，当14 d膨胀率小于0.1%，可判为非碱活性骨料，因此该石料为非碱活性人工骨料，除软化系数接近规定指标外，其余各项指标均满足SL 251—2015水利水电工程天然建筑材料勘察规程中混凝土人工骨料原岩料的质量指标要求。

5.2 储量分析

根据勘察，料场剥离层主要为未开采范围内上部碎石土层，该层厚3 m～5 m，局部稍薄，结构稍密，局部具架空结构，含泥量约40%。未开采部分碎石土下部为基岩强风化体，根据开挖断面显示，强风化层厚度受构造运动影响较大，一般强风化层厚度5 m～10 m，岩体破碎，多呈碎块状，少部分为碎屑状，该层岩体强度较低，内部填充细粒含量较高，无法直接利用，为无用层。强风化下部弱风化～微风化岩体结构较完整，节理裂隙发育较少，总体块体较大，为有用层。该石料场范围内相对高度达100 m～150 m，其中未开采部分自地面15 m以下均为有用层，已开采部分自现状地面以下均为有用层，总体有用层厚度达80 m～130 m。该料场地形起伏较小，有用层厚度变化较小，该石料场内大部分现已开挖，基岩裸露，开挖深度5.0 m～15.0 m，基本沿岩体产状开挖。本次对料场储量计算采用平行断面法，在料场范围内布置顺坡向断面9条。经计算有用层方量为115.6×104m3，无用层方量为32.8×104m3。

6 结语

1)大坝石料总需求量为67.8×104m3，料场总有用层方量为115.6×104m3。作为堆石料及砌石料，质量与储量均满足规范要求及工程需求；混凝土骨料采用大西沟石料场人工制备，其原岩储量、质量满足规范指标。

2)结合料场场地条件，选用了平行断面法计算储量，经后期验证，计算误差较小，为类似工程提供参考。