崔江豫

（巴音郭楞蒙古自治州水利水電勘測設計院，新疆 庫爾勒 841000）

1 工程概況

某水利樞紐工程壩型為砂礫石面板堆石壩，總庫容22.51 億m3，控制灌溉面積427.5 萬畝，屬大（1）型Ⅰ等工程。據(jù)勘察，選取的C1～C4 四個砂礫料場均位于壩址至發(fā)電廠房區(qū)河漫灘及Ⅰ級階地上，為全新統(tǒng)沖積砂礫石層，洪水期大部分位于水下，見圖1。砂礫石料儲量豐富，質(zhì)量可以滿足壩殼料質(zhì)量要求，但用作混凝土骨料時，存在細骨料粒徑偏細、含泥量偏高、具有堿活性等缺陷，本文對主料場C3 砂礫石料場進行儲量和質(zhì)量評價[1]。

2 砂礫石主料場C3

該料場為砂礫石主料場，位于壩址至水電站河床、河漫灘及Ⅰ級階地，距壩址1.5 km～7.8 km。料場沿葉爾羌河呈彎曲的條帶狀分布，地面高程1630 m～1665 m，長7400 m，寬230 m～550 m，面積4.8 km2，巖性為第四系全新統(tǒng)沖積砂卵礫石。該料場大部分位于河漫灘，地下潛水位埋深淺，并受河水漲落影響，平枯水期地下水埋1 m～4 m，7、8 月份洪水期均位于水下。將該料場劃分為C3-1、C3-2、C3-3 三個料場，并采用探坑、鉆孔及試驗手段按詳查精度對該料場儲量及質(zhì)量進一步勘察。

2.1 勘探與取樣

料場勘察以地質(zhì)測繪、硐探及試驗為主，按詳查精度布置順河向勘探縱剖面1 條，橫剖面41 條，鉆孔6 個，孔深10 m～13 m，孔距300 m～500 m，采用挖掘機開挖探坑78 個，坑深4 m～5 m，坑距200 m～400 m。采用四分法取樣50 組，進行進行現(xiàn)場載荷、鉆孔旁壓試驗、密度及顆分試驗、砂礫石主料廠物理力學試驗、化學試驗、鹽堿性試驗等，并進行室內(nèi)大型壓縮實驗[2]。

2.2 儲量

（1）C3-1 砂礫石料場

該料場長2000 m，寬300 m～800 m，面積1.3 km2，共布置探坑22 個，地質(zhì)剖面縱4 條，橫10 條，間距100 m～200 m。據(jù)探坑揭露，平枯水期水上有用層厚度1.5 m，水上有用層儲量195 萬m3，據(jù)鉆孔揭露，該料場膠結(jié)層埋深在6 m 以下，可水下擴大開采，若按水下開采4.5 m 計，C3-1 砂礫石料場有用層總儲量為585 萬m3。

（2）C3-2 砂礫石料場

該料場長5610 m，寬400 m～800 m，面積3.0 km2，共布置探坑44 個，地質(zhì)剖面縱5 條，橫24 條，間距100 m～200 m，共取樣試驗29 組。據(jù)探坑揭露，平枯水期水上有用層厚度1.5 m，水上有用層儲量360 萬m3；水下按開采4.5 m 計，C3-2 砂礫石料場有用層總儲量為1080 萬m3。

（3）C3-3 砂礫石料場

該料場長1400 m，寬200 m～400 m，面積0.5 km2，共布置探坑12 個，地質(zhì)剖面縱3 條，橫7 條，間距100 m～200 m，共取樣試驗6 組。據(jù)探坑揭露，平枯水期水上有用層厚度1.5 m，水上有用層儲量75 萬m3；水下按開采4.5 m 計，C3-3 砂礫石料場有用層總儲量為225 萬m3。

三塊料場水上、水下有用層合計總儲量為2520 萬m3。

2.3 質(zhì)量

據(jù)試驗成果，料場粒徑組成為：卵石占9%～13%，礫石含量約占65%，砂占17.5%，不均勻系數(shù)Cu 為208.3，曲率系數(shù)為4.8，屬不良級配。由試驗指標與質(zhì)量技術(shù)要求對比，混凝土粗骨料除軟弱顆粒含量（平均6.65%）略超標外，其余指標可滿足技術(shù)要求；混凝土細骨料含泥量嚴重超標，需沖洗，細度模數(shù)及平均粒徑均偏小。據(jù)堿活性試驗成果，該料場骨料具堿活性反映，摻不小于20%粉煤灰后能有效抑制堿—骨料反應，以保證混凝土工程的安全性。用作壩殼填筑料，各項指標均滿足技術(shù)要求[3]，部分試驗結(jié)果見表1～表4。

表1 水利樞紐C3-1 砂礫石料場鉆孔顆分試驗成果表

表2 水利樞紐工程C3-1 砂礫料場砼粗骨料物理化學性試驗成果表

表3 水利樞紐工程C3 砂礫料場砼細骨料礦物成分鑒定成果表

表4 水利樞紐工程各砂礫石料場砼細骨料試驗指標與質(zhì)量技術(shù)要求對比表

據(jù)C3 料場細骨料礦物成份鑒定成果，細骨料單礦物以斜長石為主，石英、黑云母（綠泥石化）、石榴石、磁鐵礦和普通角閃石少量；巖屑以沉積巖、灰?guī)r為主，其次為火山巖、變質(zhì)巖等。據(jù)料場大型壓縮試驗成果[3]，料場砂礫石在1.2 MPa～1.6 MPa 壓力下的孔隙比為e=0.1601～0.1843，壓縮模量Es=219.62 MPa～536.67 MPa。

圖1 C3 砂礫石料場室內(nèi)大型壓縮e-p 關(guān)系曲線

表5 C3 砂礫石料場室內(nèi)大型壓縮試驗成果匯總表

續(xù)表5

2.4 評價

用作壩殼填筑料各項指標滿足質(zhì)量指標；用作混凝土粗骨料缺少5 mm～20 mm 的小石，細骨料含泥量高，需水洗，平均粒徑和細度模數(shù)偏小，缺少中粗砂，其它指標可滿足質(zhì)量指標。料場場地開闊，便于機械化開采，場區(qū)無民居和耕地分布，有簡易公路與壩址相連，交通方便。汛期地下水位上升，大部分為水下開采。

3 結(jié)論及建議

工程區(qū)所選砂礫石料場主要位于河床及低階地，用作壩殼填筑料各項指標滿足規(guī)范要求，用作砼骨料，除細骨料粒徑偏小，含泥量偏高，存在堿活性問題外，其余各項指標均滿足規(guī)范要求，從工程的安全性和耐久性考慮，應嚴格控制水泥堿含量不大于0.60%，或在混凝土中摻不小于20%粉煤灰后能有效抑制堿—骨料反應，以保證混凝土工程的安全性。此外，由于砂礫料場大部分處于河床內(nèi)，開采時受地下水位及洪水的影響。