御河某段综合治理工程天然建筑材料分析评价

2019-09-23李嵘

山西水利科技 2019年2期

李嵘

（山西省水利水电勘测设计研究院山西太原030024）

1 工程概况

桑干河为工程区的主要河流，属于海河流域。御河是桑干河的一级支流，发源于内蒙古自治区丰镇市西北部的三义泉乡宋家沟村，上游干流称饮马河，由北向南流经丰镇市，于新荣区堡子湾乡镇姜村流入大同市境内，从大同市南部的吉家庄村汇入桑干河。御河全长155 km，其中大同市境内长78.3 km。

御河某河段河道综合治理的主要内容为河道防洪、蓄水、生态绿化等，主要建筑物有河道蓄水区、溢流坝及其补水泵站、河道两侧防洪堤等。工程所需块石料42.6×104m3，土料34.0×104m3，混凝土粗42.0×104m3，混凝土细骨料51.0×104m3。

2 块石料

2.1 地质概述

块石料选自口泉石料场，该料场位于大同市口泉镇西南部1 km 处的边山基岩区，与大同水泥厂相邻，距离工程区约15 km，距大同市约20 km，有柏油公路相通，交通便利。本料场调查范围约1.77 km2，料场范围内地形起伏较大，最高相对高程为400.0 m，最低相对高程为135.0 m。

料场范围内出露的地层为奥陶系中统下马家沟组（O2x），岩性为青灰色中厚层状灰岩夹豹皮状灰岩、泥质灰岩。灰岩夹豹皮状灰岩为有用层。岩层产状走向N70°E，倾向SE，倾角13～18°。

2.2 质量评价

口泉石料场岩石经试验，岩石单轴饱和抗压强度为44.4～67.1 MPa，平均值为57.8 MPa，大于30 MPa；软化系数为0.76～0.86，平均值为0.81，大于0.75；冻融损失率为0.01%～0.04%，平均值为0.02%，小于1%；硫酸盐及硫化物含量为0.07%～0.16%，平均值为0.10%，小于1%；干密度为2.70～2.71 g/cm3，大于2.40 g/cm3；岩样最大膨胀率在0～0.016%之间，均小于0.1%，表明口泉石料场灰岩为非碱活性石料。

料场块石料的物理力学指标符合《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》（SL251-2000）（以下简称《规程》）的质量技术指标要求（见表1），可作为块石料，也可用来加工混凝土粗、细骨料。

表1 砌石料原岩质量评价结果表

2.3 储量评价

料场可采相对高程下限150～300 m，计算的总储量为1 799.9×104m3。其中，无用层体积为161.5×104m3，有用层储量为1 638.4×104m3。

3 混凝土粗骨料

混凝土粗骨料选用口泉石料场骨料，该场距离工程区约15 km，岩性为奥陶系中统下马家沟组（O2x），储量丰富。经调查，口泉石料场可生产各级粒径的混凝土粗骨料，其质量符合《规程》的质量技术指标要求，可作为本工程的粗骨料料场。另外，也可根据当地建材情况进行外购。

4 混凝土细骨料

4.1 地质概述

工程区御河东岸的马家小村细骨料储量丰富，目前为当地民用建筑所用砂场，据了解砂中含泥量较大，均为中细砂，质量较好，目前已进行大量开采，交通便利。初选定为混凝土细骨料场。

4.2 质量评价

经在该砂料场取样进行室内试验，其表观密度2 530～2 660 kg/m3，堆积密度1 660～1 680 kg/m3，含泥量15.8%～26.5%，硫酸盐及硫化物含量（换算成SO3）0.12%～0.14%，细度模数1.85～2.40，平均粒径0.35～0.40 mm。对试验指标与砂料质量技术指标相比较（见表2），该料场的细骨料质量指标除含泥量、碱活性不符合要求外，其余各项指标均符合《规程》中的技术要求，在使用时可水洗减少含泥量。

表2 混凝土细骨料质量评价成果表

4.3 储量评价

砂料场根据其分布面积和设计开采厚度，储量有限，经估算，储量为62.4×104m3，不能满足初设阶段工程用量的1.5 倍要求。

另外，还可选用位于大同市北的古店砂料场，距离本工程约20 km，该砂料场属于商用砂料场，质量和储量均能满足设计要求。也可根据当地建材情况进行外购。

5 土料

5.1 地质概述

在大同市城西广泛分布有第四系上更新统低液限黏土，北宋庄土料场位于大同市西北，距御河约3.5 km，交通便利，运距较短。

本区土层分布范围较广，区内地形起伏较大，地层岩性为第四系上更新统洪冲积（Q3pal）淡黄色低液限黏土，结构较松散。

5.2 质量评价

选取具代表性的土样进行室内土工试验，其粘粒含量21.4%～23.2%，渗透系数在4.35×10-7～6.23×10-7cm/s之间，平均值5.41×10-7cm/s，天然含水率8.4%～8.6%，最优含水率在12.9%～13.3%之间，平均值13.1%，最大干密度1.9 g/cm3，对试验指标与填筑土料及防渗土料质量技术要求相比较（见表3），可知作为填筑土料、防渗土料，该土料场的土料除天然含水率不符合外，其余各项指标均符合《规程》中土料质量技术指标要求，在使用时可适当加水。