趙汝剛,蘇貴紅
(貴州省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司,貴州 貴陽 550002)
在規(guī)劃階段對工程所需的天然建筑材料進(jìn)行普查,對該階段近期開發(fā)工程的天然建筑材料進(jìn)行初查,初步評價(jià)推薦料場的儲量、質(zhì)量及開采運(yùn)輸條件。
對工程所需的天然建筑材料進(jìn)行初查,對影響設(shè)計(jì)方案的料場宜進(jìn)行詳查。初步查明料場地形地質(zhì)條件、巖土結(jié)構(gòu)、巖性、夾層性質(zhì)及空間分布[1],地下水位,剝離層、無用層厚度及方量,有用層的儲量及質(zhì)量,開采運(yùn)輸條件和對環(huán)境的影響,初查儲量不少于設(shè)計(jì)需要量的3 倍。
對工程天然建筑材料進(jìn)行詳查,詳細(xì)查明料場地形地質(zhì)條件、巖土結(jié)構(gòu)、巖性、夾層性質(zhì)及空間分布,地下水位,剝離層、無用層厚度及方量,有用層的儲量及質(zhì)量,開采運(yùn)輸條件和對環(huán)境的影響,初查儲量不少于設(shè)計(jì)需要量的2 倍。
2.1.1 施工前期石料場情況
貴陽市紅巖水庫工程擋水建筑物為面板堆石壩,所需天然建材量約30 萬m3。1#料場位于水庫區(qū)革約村右岸,距壩址0.8 km~1.0 km,料場分布高程1100 m~1180 m,料場基巖裸露。料源為P1m中厚層至塊狀灰?guī)r,強(qiáng)風(fēng)化深度2 m~3 m,儲量其約89.2 萬m3。2#料場在壩址上游右岸1.9 km~2.3 km,料場位于水庫區(qū)革約村右岸,料場分布高程1080 m~1180 m(見圖1)。料場基巖裸露,料源為P1m中厚層至塊狀灰?guī)r,強(qiáng)風(fēng)化深度2 m~3 m,儲量約79.2 萬m3,料場的質(zhì)量及儲量均滿足設(shè)計(jì)要求。
圖1 貴陽市紅巖水庫工程天然建筑材料分布圖
2.1.2 施工期石料場所遇問題
兩個(gè)石料場在地形地質(zhì)條件、巖土結(jié)構(gòu)、巖性、無用層與有用層的厚度及質(zhì)量均相當(dāng),綜合比較后初設(shè)階段選擇2#石料場為推薦料場。在施工前期工程中,項(xiàng)目業(yè)主為推進(jìn)工程建設(shè)進(jìn)度,將1#料場調(diào)整為主料場,隨著施工進(jìn)度的開展,在移民征地和施工干擾存在很多困難,料場道路被當(dāng)?shù)卮迕褡钄噙_(dá)9個(gè)月,為保障工程的順利實(shí)施,啟用2#料場的開采及備料工作。
2.2.1 施工前期石料場情況
興仁縣尖山水庫大壩最大壩高53.9 m,設(shè)計(jì)正常蓄水位高程1372.0 m,填筑總量為44 萬m3,在勘察設(shè)計(jì)階段在水庫庫首左岸金竹林和尖山附近分別選取兩個(gè)石料場。
1#石料場位于庫首左岸金竹林,距壩址940 m,基巖裸露,料源為T2g2的中至厚層灰?guī)r,巖層產(chǎn)狀32°∠28°,強(qiáng)風(fēng)化深度2 m~5 m,料場分布面積約4.6 萬m2,按平均可采有用厚度約22 m,儲量為101.2 萬m3,該料場為主料場。
2#石料場位于壩址左岸尖山村一帶,距壩址270 m,料源為T2g2的中至厚層灰?guī)r,巖層產(chǎn)狀10°∠27°,強(qiáng)風(fēng)化深度2 m~5 m。料場分布面積約4 萬m2,按平均可采厚度約15 m,儲量為60 萬m2,為輔助料場。1#和2#兩料場部分地段離左岸的防滲帷幕線距離較近,在施工中應(yīng)注意爆破振動對防滲帷幕影響。
2.2.2 施工期石料場所遇問題
2012年下半年初設(shè)階段勘察設(shè)計(jì)時(shí)料場征地紅線外居民房屋距料場開采邊線距離均大于200 m,根據(jù)《爆破安全規(guī)程》(GB 6722-2011)爆破個(gè)別飛散物對人員的安全允許距離之規(guī)定,露天深孔分臺階爆破,安全允許距離不小于200 m。而設(shè)計(jì)推薦料場開采面距上述兩村寨的直線距離均大于200 m,其安全允許距離是滿足相關(guān)規(guī)程要求的。2014 年4 月工程開工后現(xiàn)場征地時(shí)發(fā)現(xiàn)靠料場征地紅線(停建范圍)外150 m范圍內(nèi)新建部分民房,料場爆破安全允許距離不滿足相關(guān)規(guī)范規(guī)程,且隨當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)發(fā)展,上壩運(yùn)輸?shù)缆费鼐€個(gè)別路段因新建房屋,導(dǎo)致道路路面較窄,運(yùn)輸車輛通行困難。由于上述因素,大壩填筑材料運(yùn)輸強(qiáng)度不滿足填筑要求,嚴(yán)重影響工程施工進(jìn)度,并且當(dāng)?shù)卣畢f(xié)調(diào)難度,產(chǎn)生一定的社會穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn),有必要變更料場位置。因此施工圖階段將石料場變更為3#石料場,其位于壩址下游2.2 km處的潘家莊鎮(zhèn)粑鋪村石灰窯處,出露基巖為T1yn3灰色厚層灰?guī)r,通過補(bǔ)充勘察及取樣,其質(zhì)量和儲量均滿足設(shè)計(jì)要求。
2.3.1 施工前期石料場情況
黔西縣凹水河水庫工程壩址以上流域面積225 km2,水庫正常蓄水位1287 m,總庫容4669 萬m3,最大壩高153 m,大壩填筑量為53 萬m3。石料場位于壩址下游左岸岸坡上,距壩址2.1 km~2.4 km,基巖裸露,分布地層巖性為三疊系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組第三段T1yn3的中至厚層灰?guī)r, 為中硬巖,巖層產(chǎn)狀為188°∠7°,強(qiáng)溶蝕風(fēng)化帶厚3.0 m~5.0 m。石料場開采弱風(fēng)化灰?guī)r巖體,巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度70 MPa~75 MPa,巖石強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。石料場分布面積約53000 m2,平均可采厚度約20 m,儲量為106 萬m3,設(shè)計(jì)大壩填筑量為53 萬m3,其料場的儲量滿足設(shè)計(jì)要求。
2.3.2 施工期石料場所遇問題
前期勘察設(shè)計(jì)過程中,石料場選擇避開林地及耕地的范圍,在2021 年石料場施工過程中受自然資源部門檢查, A區(qū)范圍為林地范圍,在規(guī)定期限內(nèi)需完成整改,A區(qū)場區(qū)面積約為2 萬m2, B區(qū)場區(qū)面積約為3.3 萬m2。為保證料場的儲量滿足設(shè)計(jì)要求,在B區(qū)范圍內(nèi)增加可開采厚度,并利用大壩及灌漿隧洞開挖料,為大壩澆筑提供可靠保證。
在保護(hù)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)可行、石料的儲量和質(zhì)量滿足要求下,石料場的選擇由近至遠(yuǎn),先集中后分散;料場開采盡量避免或減少對工程施工的干擾,不影響水工建筑物的布置與安全;避開可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害及其影響的部位;充分利用工程開挖料;不占用或少占用林地、耕地;避免石料場開采引發(fā)的環(huán)境地質(zhì)問題。
通過對貴陽市紅巖水庫、興仁縣尖山水庫、黔西縣凹水河水庫等工程施工工程中石料場選擇出現(xiàn)問題因素的分析,在勘察設(shè)計(jì)過程中對石料場選擇應(yīng)提前考慮的影響因素,減少對后期施工進(jìn)度及質(zhì)量的影響。
(1)石料質(zhì)量及儲量:石料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)主要包括天然密度、飽和極限抗壓強(qiáng)度、最大吸水率、軟化系數(shù)、抗凍標(biāo)號、形狀尺寸等項(xiàng)目;初查儲量不少于設(shè)計(jì)需要量的2.5 倍,詳查儲量不少于設(shè)計(jì)需要量的1.5 倍。
(2)開采運(yùn)輸條件:石料場選擇在技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相當(dāng)?shù)臈l件下,開采運(yùn)輸條件會成為影響工程施工進(jìn)度的主要因素,興仁縣尖山水庫工程開工后現(xiàn)場征地發(fā)現(xiàn)靠料場征地紅線外150m范圍內(nèi)新建部分民房,料場爆破安全允許距離不滿足相關(guān)規(guī)范規(guī)程。因此可見石料場開采運(yùn)輸條件對工程進(jìn)度影響也是至關(guān)重要,前期勘察設(shè)計(jì)階段對石料場的開采運(yùn)輸條件應(yīng)充分評價(jià)及預(yù)測評估,對石料場選擇提供充分條件。
(3)石料場選擇不要破壞環(huán)境、不占用或少占耕地林地:黔西縣凹水河水庫工程石料場A區(qū)范圍由于占用林地,被自然資源部門限期整改,石料場開采面積減少,為保證石料儲量不少于設(shè)計(jì)用量的1.5 倍,在B區(qū)范圍內(nèi)增加可開采厚度,以避免對后續(xù)工程進(jìn)度的影響。
(4)社會、環(huán)境因素:在工程區(qū)附近的城鎮(zhèn)、風(fēng)景名勝保護(hù)區(qū)、水源保護(hù)區(qū)等對石料場的選擇影響較大,石料場選擇應(yīng)避開上述社會環(huán)境因素的部位,以避免石料場發(fā)生變化,造成重新選址及工程進(jìn)度受此影響。
通過對近年在黔巖溶地區(qū)的中小型水利工程建設(shè)過程經(jīng)驗(yàn)總結(jié),石料場在前期勘測設(shè)計(jì)階段的選擇對工程建設(shè)進(jìn)度及質(zhì)量的影響因素進(jìn)行分析,石料場選擇是否科學(xué)合理對工程的進(jìn)度、質(zhì)量以及工程投資等有著直接影響。石料場選擇在質(zhì)量及儲量、開采運(yùn)輸條件、社會、環(huán)境因素等方面的影響,對石料場的布置和水利工程建設(shè)在前期的勘測設(shè)計(jì)階段石料場的選擇及開采方案提出客觀實(shí)際的方案,便于后期水利建設(shè)工程在石料場選擇提出參考及建議。