3.8 建筑材料研究
混凝土重力坝需要大量骨料,能否寻找到运距较近、开采、运输条件方便、储量、质量满足要求的料源关系到坝址、坝型的选择、施工布置和施工方案的确定,经济、合理的料源、料场选择是保证电站成功的关键一环。
藏木水电站工程需用混凝土骨料约500万m3,碎石土料6.74万m3,块石料8万m3。工程区附近天然砂砾石料、碎石土防渗料、块石料丰富,无黏土料分布。
3.8.1 建筑材料研究的方法和手段
建筑材料的研究需要首先明确所需材料的类型、用途及其估算需要量,在此基础上根据不同的勘察阶段进行普查、初查和详查。勘察手段主要有地质测绘、勘探及试验取样等,系统地收集、整理、分析全部勘察成果,合理选择储量计算方法,针对不同料源要求的技术质量指标进行分析、对比,评定料源、料场的适用性。
3.8.2 前期勘察阶段推荐的料源
藏木水电站为混凝土重力坝,工程所需最大量料源为混凝土骨料,通过对唐麦村、加查大桥天然砂砾石料料场进行的不同阶段的、系列的地质调查、地勘及试验工作,综合推荐唐麦村砂区石料场。
唐麦村料场位于坝址左岸下游约7km,为一顺河展布的条带状Ⅱ级阶地台地,长约1000m,平均宽约500m,料场地形平坦开阔,高程约3258.00~3266.00m,拔河高45~55m,产地面积约43.5万m2。料源为雅江Ⅱ级阶地冲积含漂砂卵砾石层,表部为含砾石土层(无用层),其下为河流相冲积的含漂砂卵砾石层,厚度约30m(雅江洪水位以上厚度)。
该料场分为Ⅰ、Ⅱ区。Ⅰ区在阶地前缘靠近河弯位置,面积11.6万m2,无用层平均厚1.4m,无用层方量16.17万m3。有用层平均厚度26m(水上厚度),储量299万m3,其中净石含量209万m3,净砂含量105万m3,砂、砾石均为非活性骨料。料源以粗骨料为主,除超径的漂块石和含泥量较高外,各项质量技术指标均能满足水工混凝土要求,开采运输较方便。开采条件较好。
Ⅱ区位于该Ⅱ阶地后缘,其地面比较平坦,呈条带状展布,面积为31.9万m2,无用层厚度为1.3~3.7m,按多年洪水位计算得到的水上部位可开挖方量为895万m3,其中净石含量577万m3,净砂含量295万m3,砂、砾石均为非活性骨料。与Ⅰ区相比,无用层较厚,漂石含量较高。料源以粗骨料为主,除超径的漂块石和含泥量较高外,其余各项质量技术指标均能满足水工混凝土要求,开采运输较方便。
此外,枢纽区坝基河床覆盖层开挖约280万m3,为含漂砂卵砾石层,可研阶段对其进行了室内试验20组。料源以粗骨料为主,其中净石含量约200万m3,砂、砾石均为非活性骨料,净砂含量80万m3,超径的漂块石含量12%,除细度模数和平均粒径外基本满足规范要求外,其他各项指标满足要求,可以考虑回采利用。
可研阶段预计明渠开挖料约188万m3,利用率约60%,有用料约118万m3。可研阶段导流明渠开挖块石料进行了人工骨料原岩试验、人工骨料物原岩的物理和力学性能试验、人工骨料轧制试验、骨料碱活性、矿化分析等。根据试验成果,二长花岗岩的湿抗压强度、烘干密度、吸水率、软化系数、平均冻融重量损失率、细度模数、平均粒径、石粉含量、碱活性试验成果等各项指标均满足规程规范要求,且使用导流明渠开挖料能避免新开料场及减少弃渣。
3.8.3 施工期使用料源
施工中水工建筑物混凝土骨料主要使用唐麦村砂砾石料,并回采部分河床覆盖层开挖料及导流明渠开挖块石料。
1.唐麦村砂砾石料场
施工详图设计阶段开挖揭示:技施阶段施工单位未根据相关招标文件于开采前对唐麦村砂砾石料场储量及质量进行复核,砂砾石料源的开采未严格按照原前期分区界线进行。主要开采区为Ⅰ区,开采面积约16万m2,平均开采深度大于10m,料场各项质量指标均满足设计要求,与可研阶段成果基本吻合;Ⅰ区临河侧局部细砂较集中,局部个别粒径(5~20mm)略偏少。
2.河床覆盖层开挖料及导流明渠开挖块石料
施工详图设计阶段开挖揭示:技施阶段施工布置将藏木水电站工程河床覆盖层开挖料及导流明渠开挖块石料大部分堆放于3号渣场明挖回采区。由于河床覆盖层开挖料部分含泥量较高,局部超径颗粒较多;同时,开挖块石料施工中也未能严格实现分层,分部位爆破、开挖,风化较强烈的花岗岩、原边坡块碎石土与拟回采料不易分离,最终仅回采部分料使用。
3.8.4 小结
藏木水电站技施阶段台水工建筑物混凝土骨料主要使用唐麦村砂砾石料场Ⅰ区料源,并回采部分河床覆盖层开挖料及导流明渠开挖块石料。Ⅰ区料源储量、质量满足要求,仅临河侧局部细粒较集中,局部5~20mm粒径范围内颗粒略偏少,与前勘察基本一致;回采料不易分离,部分有用料压碎指标不满足设计要求,最终仅回采部分料使用。
从本工程料场的选择至施工完建料源的使用,说明前期勘察阶段精准的地质测绘、合理的布置地勘试验工作量、有效的储量计算方法选择、正确评价料源技术质量指标等是水是工程中一项非常重要的基础地质工作;施工详图设计阶段进行必要的料场、料源复核也是必要的;工程建设中加强渣料料源开采、堆放分区的管理,避免出现不易分离致料源无法利用。