巖溶地區(qū)中小型水利工程石料場選擇因素分析

趙汝剛，蘇貴紅

（貴州省水利水電勘測設(shè)計研究院有限公司，貴州 貴陽 550002）

1 中小型水利工程前期階段對石料場勘察要求

1.1 規(guī)劃階段

在規(guī)劃階段對工程所需的天然建筑材料進行普查，對該階段近期開發(fā)工程的天然建筑材料進行初查，初步評價推薦料場的儲量、質(zhì)量及開采運輸條件。

1.2 可研階段

對工程所需的天然建筑材料進行初查，對影響設(shè)計方案的料場宜進行詳查。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，開采運輸條件和對環(huán)境的影響，初查儲量不少于設(shè)計需要量的3 倍。

1.3 初設(shè)階段

對工程天然建筑材料進行詳查，詳細查明料場地形地質(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，開采運輸條件和對環(huán)境的影響，初查儲量不少于設(shè)計需要量的2 倍。

2 多例中小型水利工程石料場在實施后出現(xiàn)的問題

2.1 貴陽市紅巖水庫

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，項目業(yè)主為推進工程建設(shè)進度，將1#料場調(diào)整為主料場，隨著施工進度的開展，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_9個月，為保障工程的順利實施，啟用2#料場的開采及備料工作。

2.2 興仁縣尖山水庫

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)計正常蓄水位高程1372.0 m，填筑總量為44 萬m3，在勘察設(shè)計階段在水庫庫首左岸金竹林和尖山附近分別選取兩個石料場。

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)計時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，上壩運輸?shù)缆费鼐€個別路段因新建房屋，導(dǎo)致道路路面較窄，運輸車輛通行困難。由于上述因素，大壩填筑材料運輸強度不滿足填筑要求，嚴重影響工程施工進度，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，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，通過補充勘察及取樣，其質(zhì)量和儲量均滿足設(shè)計要求。

2.3 黔西縣凹水河水庫

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度70 MPa～75 MPa，巖石強度滿足設(shè)計要求。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)計大壩填筑量為53 萬m3，其料場的儲量滿足設(shè)計要求。

2.3.2 施工期石料場所遇問題

前期勘察設(shè)計過程中，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。

3 石料場選擇因素分析

3.1 石料場選擇要求

在保護環(huán)境、經(jīng)濟可行、石料的儲量和質(zhì)量滿足要求下，石料場的選擇由近至遠，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。

3.2 石料場選擇因素分析

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)準主要包括天然密度、飽和極限抗壓強度、最大吸水率、軟化系數(shù)、抗凍標(biāo)號、形狀尺寸等項目；初查儲量不少于設(shè)計需要量的2.5 倍，詳查儲量不少于設(shè)計需要量的1.5 倍。

（2）開采運輸條件：石料場選擇在技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)相當(dāng)?shù)臈l件下，開采運輸條件會成為影響工程施工進度的主要因素，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輸條件對工程進度影響也是至關(guān)重要，前期勘察設(shè)計階段對石料場的開采運輸條件應(yīng)充分評價及預(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)景名勝保護區(qū)、水源保護區(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度受此影響。

4 結(jié)語

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)驗總結(jié)，石料場在前期勘測設(shè)計階段的選擇對工程建設(shè)進度及質(zhì)量的影響因素進行分析，石料場選擇是否科學(xué)合理對工程的進度、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)計階段石料場的選擇及開采方案提出客觀實際的方案，便于后期水利建設(shè)工程在石料場選擇提出參考及建議。