额勒赛水电站RG5石料场规划方案

上大坝RG5石料场施工规划1概述RG5石料场位于上电站上坝址下游SW侧，距离坝址约1.5km右岸，距离下电站约11km。地表高程约398~420m，料场S侧地形陡峻，形成20~40m高陡崖，为峻坡地形，400~420m高程地形起伏不大，缓坡地形，在料场东侧及西侧植被较茂密。料场场内发育一较大冲沟，沟底较平缓。浅表基岩裸露，岩层近水平状（NW320~350°，倾SW2~3°），出露的地层岩性为侏罗系中统灰白色砂岩、紫红色粉~细砂岩，间夹紫红色~青灰色泥岩。石料场分A区、B区，A区微新灰白色砂岩作为人工骨料料源；A区弱风化灰白色砂岩和西侧B区灰白色砂岩作为堆石料料源。本工程石料场需提供堆石料346万m3，加工系统骨料加工80.2万m3，共需开采石料170万m3。根据监理、设计要求，采用灰白色砂岩作为上坝料及加工骨料，但实际剥离情况与地质情况不符，目前石料场灰白色砂岩层厚约10~15m，而石料的饱和抗压强度过低，一般饱和抗压强度只有40~60Mp，基本没有超过合同给定下限要求，造成雨季施工堆石体坝面泥化严重，合格堆石料储量与合同给定的条件有很大出入。2合同地质条件与实际剥露地质条件对比分析2.1投标期地质描述2.1.1基本地质条件RG5石料场共布置4个钻孔，各钻孔揭示的地层岩性及风化深度见表2-1。表2-1上电站石料场（RG5）勘探综合表钻孔编号孔口高程（m）孔深（m）风化深度（m）人工骨料开采高程（m）泥岩所占比例(%)灰白色砂岩底板高程（m）强弱微ZKLD001400.3480.12/2.6359.14(41.2)6~7%381.4ZKLD002389.7070.15/2.7360.70(29.0)10~15%372.2ZKLD003411.3975.171.66.0371.39(40.0)6~7%359.0ZKLD004397.3668.301.07.4372.16(25.2)10~12%360.7依据料场勘探孔揭示的岩性，划分为4个工程地质岩性组，自高高程向下依次为J2S-1、J2S-2、J2n-3、J2s+n。简单描述如下：①J2S-1：灰白色石英砂岩，偶夹紫红色泥岩、泥质粉砂岩，中~细粒，主要矿物成分为石英，含少量的岩屑，中厚层~厚层状，该层厚度约35~40m，较稳定。钻孔揭示，泥岩含量小于1.5%②J2S-2：紫红色~淡紫红泥质砂岩夹紫红色粉砂岩、泥岩。砂岩细粒为主，主要成分为石英，岩屑和粘土质含量少于10%。中厚层状，厚度约17~25m。钻孔揭示泥岩含量小于5%。③J2n-3：灰黑色~青灰色泥岩，主要矿物成分为水云母，薄层状，厚度约4~6m。④J2s+n：紫红色砂岩夹紫红色泥岩、粉砂质泥岩，中厚层状，厚度大于25m。泥岩含量大于15%工程区砂岩与泥岩具有相变，从上表可以看出，泥岩的含量在ZKLD001、ZKLD003中最少，拟将料场分为2个区，东侧为A区，作为人工骨料料源；西侧为B区，作为堆石料料源。2.1.2人工骨料（A区）A区位于宽缓冲沟东侧，地表高程397~410m，地形起伏不大，地形坡度约6°，缓坡地形，地表植被稀少。出露有侏罗系中统灰白色石英砂岩，夹泥岩透镜体，岩层近水平，岩层产状约NW320°，倾SW∠2~3°。地表无强风化岩体，弱风化约2~7m。该区上部为J2S-1，厚度约35~40m岩层较稳定，岩石单轴饱和抗压强度60~100MPa，岩石坚硬致密，采用该层作为人工骨料料源。2.1.3上电站筑坝填筑料B区位于宽缓冲沟东侧，地表高程387~395m，地形起伏不大，地形坡度约5°，缓坡地形，地表植被稀少，冲沟段植被茂密。出露有侏罗系中统灰白色石英砂岩，夹泥岩透镜体，岩层近水平，岩层产状约NW320°，倾SW∠2~3°。地表基本无强风化岩体，弱风化约3~8m。该区330m高程以上出露主要为砂岩夹泥岩，砂岩单轴饱和抗压强度60~100MPa，岩石坚硬致密。砂岩均可做为堆石料。A区370m~340m高程段，以砂岩为主，夹透镜状泥岩，亦可作为堆石料料源。砂岩单轴饱和抗压强度大于60MPa，质量满足要求上电站石料场总储量约650万方，储量满足要求。2.2施工期补充勘探地质描述施工期补充勘探孔6个，其中A区5个，B区1个。2.2.1人工骨料场（A区）A区位于宽缓冲沟东侧，地表高程397~410m，地形起伏不大，地形坡度约6°，缓坡地形，地表植被稀少。出露有侏罗系中统灰白色石英砂岩，夹泥岩透镜体，岩层近水平，岩层产状约NW320°，倾SW∠2~3°。地表无强风化岩体，弱风化约2~8m，最大为17.1m。该区上部为J2S-1灰白色砂岩，厚度约35~40m，岩层较稳定，含泥量小，岩石较坚硬。从各钻孔揭示的J2S-1地层的底板高程来看，底板高程一般在359.14~377.9m之间，J2S-1地层的厚度自S侧向N侧有减少的趋势。综合分析各钻孔资料，建议采用该层微新灰白色砂岩作为人工骨料料源，选取372m高程作为料场底板开挖计算高程，采用平行断面法计算储量，见表2-2。表2-2RG5石料场储量计算表（A区）位置距坝址路程（km）储量计算覆盖层及全强风化带体积（万m3）弱风化带体积（万m3）微新岩体体积（万m3）可利用人工骨料储量（万m3）计算剖面面积（m2）间距（m）总储量（万m3）A区距上坝址1.5km距下坝址11km1-1131253242.000.5912.928.51170.62100151.834.6750.1697.002-2172404374.133.2225.8045.11RG5石料场A区人工骨料料源储量约170.62万方，储量满足要求。由试验成果可知，微新灰白色石英砂岩的饱和抗压强度一般在60MPa以上，硫酸盐及硫化物含量小于1%，为非碱活性骨料，原岩质量基本满足要求。综上，RG5石料场作为上、下电站人工骨料料源时，质量、储量满足规范要求。2.2.2上电站坝体堆石料场（B区及A区弱风化灰白色砂岩）B区位于宽缓冲沟西侧，地表高程387~395m，地形起伏不大，地形坡度约5°，缓坡地形，地表植被稀少，冲沟段植被茂密。出露有侏罗系中统灰白色石英砂岩，夹泥岩透镜体，岩层近水平，岩层产状约NW320°，倾SW∠2~3°。地表基本无强风化岩体，弱风化带厚约3~8m。综合分析各钻孔资料，选取372m高程为料场底板开挖计算高程，采用平行断面法计算储量，见表2-3。表2-3RG5石料场储量计算表（B区及A区弱风化层）位置距坝址路程（km）储量计算覆盖层及全强风化带体积（万m3）弱风化带体积（万m3）有用层总体积（万m3）可利用上电站堆石料体积（万m3）计算剖面面积（m2）间距（m）总储量（万m3）堆石料场距上坝址1.5kmⅠ-Ⅰ110004044.001.1242.90525.82420.36103124.012.40121.61Ⅱ-Ⅱ13080120156.484.09152.39Ⅲ-Ⅲ13000120158.885.09153.79Ⅳ-Ⅳ134804256.621.4955.13上电站RG5石料场勘探区内堆石料料源约405.07万m³，总储量小于1.5倍设计需要量，不满足规范要求。但工程区岩层近水平，料场区该层岩性比较稳定，可往E侧及N侧扩大开采范围，储量可满足设计要求（如向东开采长度延长100m，通过平行断面法计算，则可增加可利用堆石料200万m³）。以上储量计算堆石料总量没有减去A区骨料加工所用的170万m³。可研阶段在钻孔中取样进行堆石料原岩试验，弱风化及微新灰白色石英砂岩的干密度一般为2.44~2.46g/cm3，饱和抗压强度一般大于40MPa，硫酸盐及硫化物含量小于1%，原岩质量满足要求。J2S-1下覆岩层主要为紫红色或深灰色泥岩、砂岩互层，性状差，建议不作为堆石料源。（这点补勘结果就和招标地质资料不符，只是为了储量计算的需要，但主堆石填筑料质量要求与招标时有差别，给施工质量控制带来难度。）综上，RG5石料场作为堆石料料源时，质量、储量满足规范要求。2.3施工期实际开采地质情况截止今日，RG5石料场堆石料开采约50万m3，A区加工料开采约18万m3，当前开采掌子面揭露的地质情况如下：2.3.1人工骨料场（A区）清表后顶部高程为EL397~EL402m，地形起伏不大。表层风化层约2~8m，上部J2S-1灰白色弱风化砂岩厚度约10~15m，岩石较坚硬。其下为约10m层厚淡紫红泥质砂岩夹泥岩。岩石破碎、强度低不能作为加工骨料使用。下部全为紫红色泥岩，不可利用。按合同要求也不能用于大坝堆石料填筑。根据石料场设计规划面积，前期开采断面地质构造结合水平岩层特性，暂按10~15m开采可用料计算，A区储量为75.76~113.64万m3。EL385以下多为紫红色泥质砂岩，饱和强度低，无法作为混凝土骨料使用。图2-1A区自陡崖侧挖进30m工作面EL385~400顶部1-2m强风化约5~6m淡紫红色砂岩约5m灰褐色砂岩其下为紫红色泥质砂岩顶部1-2m强风化约8~10m较坚硬砂岩约5m灰褐色砂岩图2-2A区自陡崖侧挖进100m工作面EL385~400目前对上不风化料进行剥离后，开采梯段12~15m，开采原料强度较低，基本不属于微新岩石，根据成品骨料试验，有多项指标超出设计技术要求。如破碎系数指标应小于16，实测为23；磨耗指标应小于40，实际为73~78；吸水率指标要求不大于2.5，实测均大于设计，最高5.0；石料破碎易成粉，目前在未用制砂机的情况下，一次成砂率达到44~53%，石粉含量达22~28%，造成骨料生产级配与砼需求骨料级配差异过大，后期将造成大量人工砂浪费。A区开采可用层厚度仅为10~15m，大大小于合同给定的35~40m开采厚度。本工程共需砂石系统生产骨料80.2万m3。A区储量为75.76~113.64万m3，按1.5倍系数计算，尚需向范围外扩大20~110m方可保证。根据地形，东侧目前范围外均为森林地带，清表量大，覆盖层厚，增加清理工程量约12万m3以上。2.3.2堆石料场（B区）清表后顶部高程为EL386~EL395m，表层风化层约3~8m，上部J2S-1灰白色弱风化砂岩厚度约10~15m，岩石较坚硬。其下全部为紫红色~淡紫红泥质砂岩夹泥岩。目前即在开采上部约17~20m梯段。根据石料场设计规划面积，暂按EL372以上为可用料计算，B区可开采储量为114.8万m3（目前已开挖量约为29.56万m3），远不满足储量要求。图2-3B区西侧开采面地质情况EL330~400图2-4B区中间开采面地质情况EL372~385（表层部分风化）约2~5m覆盖层EL395以上5m风化砂岩EL395以上7~8m弱微风化砂岩5m淡紫红色泥质砂岩5~7m灰白色砂岩其下紫红色泥质砂岩3~4m灰白色砂岩7~8m淡紫红色泥质砂岩3~5m灰白色砂岩图2-5B区东侧开采面地质情况EL372~390根据石料场地形及设计地勘资料，如采用B区及A区EL372~EL385料都作为堆石料，其储量为231.3万m3（其中50%为紫红色泥质砂岩）。上大坝石料场开采需346万m3，采用1.5倍料场储备系数，则尚缺少346*1.5-231.3=287.7万m3。需要向山体西侧扩挖350m。增加清表面积12.6万m2，增加清理工程量约50~60万m3。如向下开挖，因EL372下部多为紫红色泥质砂岩，是否可行还需业主、设计、监理提出相关规划及要求。2.4试验检验情况试验室采用取芯机，采取岩芯切割后做干燥状态抗压强度及饱和抗压强度试验，经过检验灰白色砂岩饱和抗压强度值为40~60MPa，远小于合同给定的地质勘测结果饱和抗压强度值为60~100MPa。淡紫红色~紫红色含泥质砂岩、泥岩层，经过浸泡后，表面泥化无法成型，抗压强度过低，坝面车辆、振动碾碾压后破碎率大，且易形成泥状物。表2-4RG5石料场岩石物理性能试验检验成果表试取样外观描述天然密度表观密度吸水饱和抗平均强干燥抗平均强2~3m风化层砂岩7~8m灰白色砂岩7~8m淡紫红色泥质砂岩块部位kg/m3kg/m3率%压强度度Mpa压强度度Mpa1B区堆石料开采部分灰白色砂岩、密实无裂缝249526302.8