巖溶地區中小型水利工程石料場選擇因素分析

趙汝剛，蘇貴紅

（貴州省水利水電勘測設計研究院有限公司，貴州 貴陽 550002）

1 中小型水利工程前期階段對石料場勘察要求

1.1 規劃階段

在規劃階段對工程所需的天然建筑材料進行普查，對該階段近期開發工程的天然建筑材料進行初查，初步評價推薦料場的儲量、質量及開采運輸條件。

1.2 可研階段

對工程所需的天然建筑材料進行初查，對影響設計方案的料場宜進行詳查。初步查明料場地形地質條件、巖土結構、巖性、夾層性質及空間分布[1]，地下水位，剝離層、無用層厚度及方量，有用層的儲量及質量，開采運輸條件和對環境的影響，初查儲量不少于設計需要量的3 倍。

1.3 初設階段

對工程天然建筑材料進行詳查，詳細查明料場地形地質條件、巖土結構、巖性、夾層性質及空間分布，地下水位，剝離層、無用層厚度及方量，有用層的儲量及質量，開采運輸條件和對環境的影響，初查儲量不少于設計需要量的2 倍。

2 多例中小型水利工程石料場在實施后出現的問題

2.1 貴陽市紅巖水庫

2.1.1 施工前期石料場情況

貴陽市紅巖水庫工程擋水建筑物為面板堆石壩，所需天然建材量約30 萬m3。1#料場位于水庫區革約村右岸，距壩址0.8 km～1.0 km，料場分布高程1100 m～1180 m，料場基巖裸露。料源為P1m中厚層至塊狀灰巖，強風化深度2 m～3 m，儲量其約89.2 萬m3。2#料場在壩址上游右岸1.9 km～2.3 km，料場位于水庫區革約村右岸，料場分布高程1080 m～1180 m（見圖1）。料場基巖裸露，料源為P1m中厚層至塊狀灰巖，強風化深度2 m～3 m，儲量約79.2 萬m3，料場的質量及儲量均滿足設計要求。

圖1 貴陽市紅巖水庫工程天然建筑材料分布圖

2.1.2 施工期石料場所遇問題

兩個石料場在地形地質條件、巖土結構、巖性、無用層與有用層的厚度及質量均相當，綜合比較后初設階段選擇2#石料場為推薦料場。在施工前期工程中，項目業主為推進工程建設進度，將1#料場調整為主料場，隨著施工進度的開展，在移民征地和施工干擾存在很多困難，料場道路被當地村民阻斷達9個月，為保障工程的順利實施，啟用2#料場的開采及備料工作。

2.2 興仁縣尖山水庫

2.2.1 施工前期石料場情況

興仁縣尖山水庫大壩最大壩高53.9 m，設計正常蓄水位高程1372.0 m，填筑總量為44 萬m3，在勘察設計階段在水庫庫首左岸金竹林和尖山附近分別選取兩個石料場。

1#石料場位于庫首左岸金竹林，距壩址940 m，基巖裸露，料源為T2g2的中至厚層灰巖，巖層產狀32°∠28°，強風化深度2 m～5 m，料場分布面積約4.6 萬m2，按平均可采有用厚度約22 m，儲量為101.2 萬m3，該料場為主料場。

2#石料場位于壩址左岸尖山村一帶，距壩址270 m，料源為T2g2的中至厚層灰巖，巖層產狀10°∠27°，強風化深度2 m～5 m。料場分布面積約4 萬m2，按平均可采厚度約15 m，儲量為60 萬m2，為輔助料場。1#和2#兩料場部分地段離左岸的防滲帷幕線距離較近，在施工中應注意爆破振動對防滲帷幕影響。

2.2.2 施工期石料場所遇問題

2012年下半年初設階段勘察設計時料場征地紅線外居民房屋距料場開采邊線距離均大于200 m，根據《爆破安全規程》（GB 6722-2011）爆破個別飛散物對人員的安全允許距離之規定，露天深孔分臺階爆破，安全允許距離不小于200 m。而設計推薦料場開采面距上述兩村寨的直線距離均大于200 m，其安全允許距離是滿足相關規程要求的。2014 年4 月工程開工后現場征地時發現靠料場征地紅線（停建范圍）外150 m范圍內新建部分民房，料場爆破安全允許距離不滿足相關規范規程，且隨當地城鎮發展，上壩運輸道路沿線個別路段因新建房屋，導致道路路面較窄，運輸車輛通行困難。由于上述因素，大壩填筑材料運輸強度不滿足填筑要求，嚴重影響工程施工進度，并且當地政府協調難度，產生一定的社會穩定風險，有必要變更料場位置。因此施工圖階段將石料場變更為3#石料場，其位于壩址下游2.2 km處的潘家莊鎮粑鋪村石灰窯處，出露基巖為T1yn3灰色厚層灰巖，通過補充勘察及取樣，其質量和儲量均滿足設計要求。

2.3 黔西縣凹水河水庫

2.3.1 施工前期石料場情況

黔西縣凹水河水庫工程壩址以上流域面積225 km2，水庫正常蓄水位1287 m，總庫容4669 萬m3，最大壩高153 m，大壩填筑量為53 萬m3。石料場位于壩址下游左岸岸坡上，距壩址2.1 km～2.4 km，基巖裸露，分布地層巖性為三疊系下統永寧鎮組第三段T1yn3的中至厚層灰巖， 為中硬巖，巖層產狀為188°∠7°，強溶蝕風化帶厚3.0 m～5.0 m。石料場開采弱風化灰巖巖體，巖石飽和單軸抗壓強度70 MPa～75 MPa，巖石強度滿足設計要求。石料場分布面積約53000 m2，平均可采厚度約20 m，儲量為106 萬m3，設計大壩填筑量為53 萬m3，其料場的儲量滿足設計要求。

2.3.2 施工期石料場所遇問題

前期勘察設計過程中，石料場選擇避開林地及耕地的范圍，在2021 年石料場施工過程中受自然資源部門檢查， A區范圍為林地范圍，在規定期限內需完成整改，A區場區面積約為2 萬m2， B區場區面積約為3.3 萬m2。為保證料場的儲量滿足設計要求，在B區范圍內增加可開采厚度，并利用大壩及灌漿隧洞開挖料，為大壩澆筑提供可靠保證。

3 石料場選擇因素分析

3.1 石料場選擇要求

在保護環境、經濟可行、石料的儲量和質量滿足要求下，石料場的選擇由近至遠，先集中后分散；料場開采盡量避免或減少對工程施工的干擾，不影響水工建筑物的布置與安全；避開可能發生地質災害及其影響的部位；充分利用工程開挖料；不占用或少占用林地、耕地；避免石料場開采引發的環境地質問題。

3.2 石料場選擇因素分析

通過對貴陽市紅巖水庫、興仁縣尖山水庫、黔西縣凹水河水庫等工程施工工程中石料場選擇出現問題因素的分析，在勘察設計過程中對石料場選擇應提前考慮的影響因素，減少對后期施工進度及質量的影響。

（1）石料質量及儲量：石料質量標準主要包括天然密度、飽和極限抗壓強度、最大吸水率、軟化系數、抗凍標號、形狀尺寸等項目；初查儲量不少于設計需要量的2.5 倍，詳查儲量不少于設計需要量的1.5 倍。

（2）開采運輸條件：石料場選擇在技術經濟指標相當的條件下，開采運輸條件會成為影響工程施工進度的主要因素，興仁縣尖山水庫工程開工后現場征地發現靠料場征地紅線外150m范圍內新建部分民房，料場爆破安全允許距離不滿足相關規范規程。因此可見石料場開采運輸條件對工程進度影響也是至關重要，前期勘察設計階段對石料場的開采運輸條件應充分評價及預測評估，對石料場選擇提供充分條件。

（3）石料場選擇不要破壞環境、不占用或少占耕地林地：黔西縣凹水河水庫工程石料場A區范圍由于占用林地，被自然資源部門限期整改，石料場開采面積減少，為保證石料儲量不少于設計用量的1.5 倍，在B區范圍內增加可開采厚度，以避免對后續工程進度的影響。

（4）社會、環境因素：在工程區附近的城鎮、風景名勝保護區、水源保護區等對石料場的選擇影響較大，石料場選擇應避開上述社會環境因素的部位，以避免石料場發生變化，造成重新選址及工程進度受此影響。

4 結語

通過對近年在黔巖溶地區的中小型水利工程建設過程經驗總結，石料場在前期勘測設計階段的選擇對工程建設進度及質量的影響因素進行分析，石料場選擇是否科學合理對工程的進度、質量以及工程投資等有著直接影響。石料場選擇在質量及儲量、開采運輸條件、社會、環境因素等方面的影響，對石料場的布置和水利工程建設在前期的勘測設計階段石料場的選擇及開采方案提出客觀實際的方案，便于后期水利建設工程在石料場選擇提出參考及建議。