岩溶地区中小型水利工程石料场选择因素分析

赵汝刚，苏贵红

（贵州省水利水电勘测设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550002）

1 中小型水利工程前期阶段对石料场勘察要求

1.1 规划阶段

在规划阶段对工程所需的天然建筑材料进行普查，对该阶段近期开发工程的天然建筑材料进行初查，初步评价推荐料场的储量、质量及开采运输条件。

1.2 可研阶段

对工程所需的天然建筑材料进行初查，对影响设计方案的料场宜进行详查。初步查明料场地形地质条件、岩土结构、岩性、夹层性质及空间分布[1]，地下水位，剥离层、无用层厚度及方量，有用层的储量及质量，开采运输条件和对环境的影响，初查储量不少于设计需要量的3 倍。

1.3 初设阶段

对工程天然建筑材料进行详查，详细查明料场地形地质条件、岩土结构、岩性、夹层性质及空间分布，地下水位，剥离层、无用层厚度及方量，有用层的储量及质量，开采运输条件和对环境的影响，初查储量不少于设计需要量的2 倍。

2 多例中小型水利工程石料场在实施后出现的问题

2.1 贵阳市红岩水库

2.1.1 施工前期石料场情况

贵阳市红岩水库工程挡水建筑物为面板堆石坝，所需天然建材量约30 万m3。1#料场位于水库区革约村右岸，距坝址0.8 km～1.0 km，料场分布高程1100 m～1180 m，料场基岩裸露。料源为P1m中厚层至块状灰岩，强风化深度2 m～3 m，储量其约89.2 万m3。2#料场在坝址上游右岸1.9 km～2.3 km，料场位于水库区革约村右岸，料场分布高程1080 m～1180 m（见图1）。料场基岩裸露，料源为P1m中厚层至块状灰岩，强风化深度2 m～3 m，储量约79.2 万m3，料场的质量及储量均满足设计要求。

图1 贵阳市红岩水库工程天然建筑材料分布图

2.1.2 施工期石料场所遇问题

两个石料场在地形地质条件、岩土结构、岩性、无用层与有用层的厚度及质量均相当，综合比较后初设阶段选择2#石料场为推荐料场。在施工前期工程中，项目业主为推进工程建设进度，将1#料场调整为主料场，随着施工进度的开展，在移民征地和施工干扰存在很多困难，料场道路被当地村民阻断达9个月，为保障工程的顺利实施，启用2#料场的开采及备料工作。

2.2 兴仁县尖山水库

2.2.1 施工前期石料场情况

兴仁县尖山水库大坝最大坝高53.9 m，设计正常蓄水位高程1372.0 m，填筑总量为44 万m3，在勘察设计阶段在水库库首左岸金竹林和尖山附近分别选取两个石料场。

1#石料场位于库首左岸金竹林，距坝址940 m，基岩裸露，料源为T2g2的中至厚层灰岩，岩层产状32°∠28°，强风化深度2 m～5 m，料场分布面积约4.6 万m2，按平均可采有用厚度约22 m，储量为101.2 万m3，该料场为主料场。

2#石料场位于坝址左岸尖山村一带，距坝址270 m，料源为T2g2的中至厚层灰岩，岩层产状10°∠27°，强风化深度2 m～5 m。料场分布面积约4 万m2，按平均可采厚度约15 m，储量为60 万m2，为辅助料场。1#和2#两料场部分地段离左岸的防渗帷幕线距离较近，在施工中应注意爆破振动对防渗帷幕影响。

2.2.2 施工期石料场所遇问题

2012年下半年初设阶段勘察设计时料场征地红线外居民房屋距料场开采边线距离均大于200 m，根据《爆破安全规程》（GB 6722-2011）爆破个别飞散物对人员的安全允许距离之规定，露天深孔分台阶爆破，安全允许距离不小于200 m。而设计推荐料场开采面距上述两村寨的直线距离均大于200 m，其安全允许距离是满足相关规程要求的。2014 年4 月工程开工后现场征地时发现靠料场征地红线（停建范围）外150 m范围内新建部分民房，料场爆破安全允许距离不满足相关规范规程，且随当地城镇发展，上坝运输道路沿线个别路段因新建房屋，导致道路路面较窄，运输车辆通行困难。由于上述因素，大坝填筑材料运输强度不满足填筑要求，严重影响工程施工进度，并且当地政府协调难度，产生一定的社会稳定风险，有必要变更料场位置。因此施工图阶段将石料场变更为3#石料场，其位于坝址下游2.2 km处的潘家庄镇粑铺村石灰窑处，出露基岩为T1yn3灰色厚层灰岩，通过补充勘察及取样，其质量和储量均满足设计要求。

2.3 黔西县凹水河水库

2.3.1 施工前期石料场情况

黔西县凹水河水库工程坝址以上流域面积225 km2，水库正常蓄水位1287 m，总库容4669 万m3，最大坝高153 m，大坝填筑量为53 万m3。石料场位于坝址下游左岸岸坡上，距坝址2.1 km～2.4 km，基岩裸露，分布地层岩性为三叠系下统永宁镇组第三段T1yn3的中至厚层灰岩， 为中硬岩，岩层产状为188°∠7°，强溶蚀风化带厚3.0 m～5.0 m。石料场开采弱风化灰岩岩体，岩石饱和单轴抗压强度70 MPa～75 MPa，岩石强度满足设计要求。石料场分布面积约53000 m2，平均可采厚度约20 m，储量为106 万m3，设计大坝填筑量为53 万m3，其料场的储量满足设计要求。

2.3.2 施工期石料场所遇问题

前期勘察设计过程中，石料场选择避开林地及耕地的范围，在2021 年石料场施工过程中受自然资源部门检查， A区范围为林地范围，在规定期限内需完成整改，A区场区面积约为2 万m2， B区场区面积约为3.3 万m2。为保证料场的储量满足设计要求，在B区范围内增加可开采厚度，并利用大坝及灌浆隧洞开挖料，为大坝浇筑提供可靠保证。

3 石料场选择因素分析

3.1 石料场选择要求

在保护环境、经济可行、石料的储量和质量满足要求下，石料场的选择由近至远，先集中后分散；料场开采尽量避免或减少对工程施工的干扰，不影响水工建筑物的布置与安全；避开可能发生地质灾害及其影响的部位；充分利用工程开挖料；不占用或少占用林地、耕地；避免石料场开采引发的环境地质问题。

3.2 石料场选择因素分析

通过对贵阳市红岩水库、兴仁县尖山水库、黔西县凹水河水库等工程施工工程中石料场选择出现问题因素的分析，在勘察设计过程中对石料场选择应提前考虑的影响因素，减少对后期施工进度及质量的影响。

（1）石料质量及储量：石料质量标准主要包括天然密度、饱和极限抗压强度、最大吸水率、软化系数、抗冻标号、形状尺寸等项目；初查储量不少于设计需要量的2.5 倍，详查储量不少于设计需要量的1.5 倍。

（2）开采运输条件：石料场选择在技术经济指标相当的条件下，开采运输条件会成为影响工程施工进度的主要因素，兴仁县尖山水库工程开工后现场征地发现靠料场征地红线外150m范围内新建部分民房，料场爆破安全允许距离不满足相关规范规程。因此可见石料场开采运输条件对工程进度影响也是至关重要，前期勘察设计阶段对石料场的开采运输条件应充分评价及预测评估，对石料场选择提供充分条件。

（3）石料场选择不要破坏环境、不占用或少占耕地林地：黔西县凹水河水库工程石料场A区范围由于占用林地，被自然资源部门限期整改，石料场开采面积减少，为保证石料储量不少于设计用量的1.5 倍，在B区范围内增加可开采厚度，以避免对后续工程进度的影响。

（4）社会、环境因素：在工程区附近的城镇、风景名胜保护区、水源保护区等对石料场的选择影响较大，石料场选择应避开上述社会环境因素的部位，以避免石料场发生变化，造成重新选址及工程进度受此影响。

4 结语

通过对近年在黔岩溶地区的中小型水利工程建设过程经验总结，石料场在前期勘测设计阶段的选择对工程建设进度及质量的影响因素进行分析，石料场选择是否科学合理对工程的进度、质量以及工程投资等有着直接影响。石料场选择在质量及储量、开采运输条件、社会、环境因素等方面的影响，对石料场的布置和水利工程建设在前期的勘测设计阶段石料场的选择及开采方案提出客观实际的方案，便于后期水利建设工程在石料场选择提出参考及建议。