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(中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司，貴陽，550081)

達維水電站料源選擇

劉淑芳，孫楠，李志偉

(中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司，貴陽，550081)

達維水電站工程區(qū)內天然料貧乏，人工料源有三處，但各有利弊，本文針對三大人工骨料場，結合現(xiàn)場地形地質條件，質量分析、開采運輸條件、征地費用、加工方案及經濟性評價，最后推薦了距離壩址最遠的火燒山料場為工程的主料源。火燒山料場同時也是上游巴拉電站的主料源，充分證明上下游梯級的資源共享、綜合開發(fā)也是節(jié)約工程投資的一種方式，對類似工程具有參考意義。

料源 選擇 加工 混凝土 達維水電站

1 工程概況

達維水電站位于四川省阿壩藏族羌族自治州馬爾康縣境內腳木足河上，系大渡河干流水電規(guī)劃“三庫22級”的第3級水電站，上接巴拉水電站，下游為卜寺溝水電站。壩址控制流域面積為17683km2，多年平均徑流量67.0億m3，壩址多年平均流量為207m3/s。

電站為Ⅱ等工程，工程規(guī)模為大(2)型。主要建筑物為2級建筑物，次要建筑物為3級建筑物。

電站采用壩式開發(fā)，樞紐由碾壓混凝土重力壩、壩身溢流表孔和泄洪底孔、壩后廠前挑流式引水發(fā)電系統(tǒng)組成。正常蓄水位2686m，相應庫容為1.766億m3，水庫具有日調節(jié)能力，最大壩高111.0m，電站裝機容量300MW，開發(fā)任務為發(fā)電。

達維水電站主體工程混凝土總量(碾壓+常態(tài))約87.15萬m3，共需生產成品砂石骨料約191.73萬t。料場設計需要量約97.7萬m3，料場設計規(guī)劃開采量約122.1萬m3。

2 料場概況

2.1 天然砂礫料

工程區(qū)地處高山峽谷，河道狹窄，天然砂礫料料源貧乏，僅在草登鄉(xiāng)、康山鄉(xiāng)、五都村三處有砂礫石料料源地，距壩址分別為13.2km、1.9km、19.1km，但儲量均較小且分散，質量不好，故不考慮作為本工程料源。

2.2 工程開挖料

壩址區(qū)基巖主要為三疊系上統(tǒng)侏倭組(T3zh)地層，巖性為灰～深灰色中厚～厚層變質砂巖與深灰至灰黑色薄層板巖，為互層結構，間夾極少量千枚巖及極薄層板巖，砂巖、板巖之比總體為1∶1～3∶2。開挖料為互層結構，不宜用于加工生產混凝土骨料。

2.3 人工料場

2.3.1 雅爾珠溝石料場

2.3.1.1 基本地質條件

雅爾珠溝石料場位于雅爾珠溝右岸，距離雅爾珠溝口距離約4.5km。料場呈一條形的小山脊，其西側為雅爾珠沖溝，北東側發(fā)育一小沖溝。雅爾珠沖溝流向近SN向，水面高程2772m～2782m，沖溝寬20m左右，山頂高程3060m，相對高差達280m，西側自然坡度50°～70°。北東側小沖溝走向N64°W，溝谷切割深50m左右，沖溝地形坡度10°～20°，溝內有水流，流量約為20L/s，小沖溝NE側地形坡度較陡，一般為40°～60°，SW側(料場區(qū))地形坡度一般為30°～40°左右。

料場區(qū)地層為三疊系中統(tǒng)雜谷腦組(T2z)灰～深灰色中厚～厚層變質砂巖、板巖夾極少量千枚巖，為互層狀結構。砂巖與板巖之比約為16∶9(砂巖占64%，板巖占36%)，變質砂巖多為中厚層～厚層狀，板巖多為薄層狀，少量為極薄層。料場區(qū)以山脊為界，其NE側殘坡積覆蓋層廣布，成份為砂質粘土夾碎石，厚度一般3m～5m，基巖零星出露；山脊SW側基巖裸露，覆蓋層零星分布。邊坡區(qū)地層單斜，巖層產狀總體為N68°E，SE∠60°，中部發(fā)育小斷層f13，斷層產狀N80°W，NE∠66°，正斷層，斷距2m～3m，破碎帶20cm～30cm，為碎裂巖。

料場區(qū)弱風化水平深度一般為20m～30m，下部稍淺。地下水主要為基巖裂隙水及第四系松散堆積層孔隙性潛水，區(qū)內未見泉水出露，開采范圍內局部位于地下水位之下。

2.3.1.2 質量、儲量及開采運輸條件評價

雅爾珠溝石料場無用層剝離厚度為5m～12m，下部開采按2800m高程計，比溝水面高近10m～20m，根據(jù)以上開采條件，擬采料場區(qū)可采儲量約1087.32×104m3，考慮剔除極薄層的板巖及千枚巖，可采儲量約978.58×104m3，剝采比約為1∶4.74，儲量滿足設計用料要求。

表1 雅爾珠溝石料場化學成分分析成果

表2 雅爾珠溝石料場巖塊物理力學試驗成果

料場變質砂巖及板巖飽和抗壓強度均大于40MPa，軟化系數(shù)為0.63～0.84，重度為25.9kN/m3～26.5kN/m3，強度滿足規(guī)范要求。砂板巖中SiO2含量均較高，具潛在堿活性危害可能，本階段取樣3組(2組變質砂巖及1組板巖試件)進行砂漿條帶法堿活性試驗，試驗表明3組均為具有潛在危害性的活性骨料。料場巖體為互層狀結構，其中變質砂巖為中厚層～厚層狀(64%)，板巖為薄層狀夾少量極薄層(36%)。料場夾有極薄層狀的板巖及千枚巖，易呈片狀，質量不能滿足規(guī)范要求，應剔除。

料場區(qū)現(xiàn)有簡易公路與中壩址相連，交通比較便利。料場地形較陡，開采邊坡較高，頂部植被較發(fā)育，開采條件較差。后坡為橫向坡，穩(wěn)定性較好，下游側邊坡為順向坡，發(fā)育一沖溝，上游側為逆向坡，總體邊坡穩(wěn)定性較好。

2.3.2 火燒山石料場

2.3.2.1 基本地質條件

火燒山石料場位于達維水電站庫尾日部吊橋上游6.7km右岸，距壩址直線距離約20km(公路距離約30km)。料場區(qū)臨河展布，河流流向近SN向，順河長約700m，橫河寬約320m，上游為火燒山，切割深80m～100m。料場區(qū)山體雄厚，自然坡角一般40°～55°，下部稍緩，局部自然坡角20°～35°。

2.3.2.2 質量、儲量及開采運輸條件評價

料場無用層剝離厚度為5m，考慮料場區(qū)下部地形較緩，覆蓋層較多，下部開采高程按2800m計，高出河床水面近40m，建議綜合開采坡度1∶0.5，上部開采高程3100m。根據(jù)以上開采條件，擬采料場區(qū)可采儲量約1248.71×104m3，剝采比約1∶131.8，儲量滿足設計用料要求。

花崗巖主要化學成分為SiO2(含量68.7%～72.8%)、R2O3(含量17.29%～20.51%)和Al2O3(含量13.93%～16.64%)。骨料堿度降低值Rc=54.29mmol/L～63.42mmol/L，二氧化硅濃度Sc=18.79mmol/L～23.47mmol/L，因Rc<70mmol/L，且Sc<35+Rc/2=62.15mmol/L～66.71mmol/L，因此骨料為非活性骨料?；◢弾r干密度為26.8kN/m3，飽和吸水率0.13%～0.27%，單軸飽和抗壓強度75.4MPa～89.3MPa，軟化系數(shù)0.83～0.90，凍融系數(shù)0.94～0.97，SO3含量0.15%，質量滿足筑壩骨料的技術要求。

料場區(qū)距離本電站庫尾日部吊橋約6.7km，僅有人行小道(可結合巴接水電站進場公路)，日部吊橋有公路直通中壩址右岸，交通比較便利。料場地形上部較陡，下部較緩，開采邊坡較高，開采條件相對一般。邊坡巖體為塊狀，邊坡主要受裂隙及擠壓破碎帶等結構面控制，總體邊坡穩(wěn)定性較好。

同時，火燒山料場也為上游巴拉電站的人工石料場。

2.3.3 熱水塘溝石料場

2.3.3.1 基本地質條件

熱水塘溝花崗巖體位于壩址左岸熱水塘沖溝上游，距溝口水平距離約8km。巖體出露面積約為0.64km2，呈一穹窿狀小巖株，分布高程3500m～4000m，長約800m，寬約700m，花崗巖體沿沖溝展布，至溝谷兩側山坡由圍巖覆蓋其上，沖溝左側自然邊坡30°～40°，右側自然邊坡40°～60°，沖溝切割深300m～500m，底寬50m～100m，溝內有常年性流水。

料場區(qū)沖溝兩側下部覆蓋層廣布，兩側為崩塌堆積塊碎石夾少量粘土，溝底為洪積塊碎石夾少量砂質粘土，推測厚度20m左右。兩側上部基巖裸露，巖性為燕山晚期細至中粒二長花崗巖組成，具細至中粒花崗結構，少量為二長結構、變余花崗結構。料場沖溝下游約1km處發(fā)育有多個溫泉，溫度高低不等，流量總計約2L/s～5L/s。

2.3.3.2 質量、儲量及開采運輸條件評價

熱水塘溝石料場下部開采高程按3600m，上部開采高程至3900m左右，擬開采面積按0.2km2考慮，初估可開采儲量大于1000×104m3，儲量滿足設計用料要求。

根據(jù)試驗成果，花崗巖主要化學成分為SiO2，含量為72%左右，Al2O3含量在14%～15%之間?；◢弾r干密度為26.9kN/m3，單軸飽和抗壓強度88MPa，軟化系數(shù)0.85，質量滿足筑壩骨料的技術要求。

料場區(qū)距離熱水塘沖溝溝口直線距離約8km，需修建公路。沖溝兩側地形坡度較陡，高差大，需新修公路約20km，施工難度較大。

3 料源選擇

工程區(qū)天然砂礫料資源欠缺，開挖料質量又不能滿足工程需求，人工料發(fā)達，因此，料源選擇重點是對三個人工骨料場進行綜合技術經濟對比分析，詳細對比內容見表3，綜合投資比較見表4。

表4 石料場綜合投資比較表 單位：萬元

綜上，從各比選料場的地質條件來講，雅爾珠溝石料場儲量豐富，但主要為砂板巖地層，具有潛在堿活性危害性，且其中夾有極薄層的板巖及千枚巖，極薄層板巖分布間距大小不一，一般多在20cm～100cm之間，分選難度較大，開采工藝復雜，剝采比也較大，質量難以保證，同時料場區(qū)地形較陡，開挖高差大，垂直運輸難度大；火燒山石料場及熱水塘溝石料場儲量、質量滿足規(guī)范要求，質量明顯優(yōu)于雅爾珠溝石料場。火燒山石料場因運距較遠，運輸強度大，需改擴建梯級公路；熱水塘溝石料場需在熱水塘溝新修建約20km的公路，難度較大，且料場高程較高，開采條件很差。

結合投資對比，熱水塘溝石料場方案投資最大，較火燒山石料場方案高6624.28萬，開采條件最差，難度最大，不宜選擇；雅爾珠溝料場和火燒山料場的投資相差2148.44萬，雅爾珠溝料場略優(yōu)，但由于雅爾珠溝料場無用夾層發(fā)育，開采剔除難度大，施工工藝復雜，質量難以保證，因此，推薦火燒山石料場作為本工程的砂石骨料料源。

4 總結

在水電工程中，料場作為工程所需混凝土料或者堆石料的糧倉，料場的質量關系著工程的質量，料場的選擇、規(guī)劃、開采、運輸方式又關系著工程的經濟指標，因此，工程建設中，必須對工程區(qū)域內各種、各個料源進行質量、儲量、經濟等各方面的對比論證及綜合分析，在優(yōu)先保證質量可靠的前提下，選出經濟可行的料場，才能在保證工程質量的前提下，節(jié)約工程投資。

表3 料源對比分析

備注：1.針對雅爾珠溝料場，砂石加工系統(tǒng)就近布置在雅爾珠溝內的平緩臺地；2.針對火燒山料場，砂石加工系統(tǒng)布置在巴拉電站廠區(qū)規(guī)劃的砂石加工系統(tǒng)位置(巴郎村臺地)；3.針對熱水塘溝，砂石加工系統(tǒng)布置在熱水塘溝內。

達維水電站最終推薦的火燒山料場距離壩址最遠，公路運距約30km，火燒山料場同時也是上游巴拉電站的主料源，充分證明上下游梯級的資源共享、綜合開發(fā)也是節(jié)約工程投資的一種方式，對類似工程具有參考意義。

TV422∶TV73

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2095-1809(2017)05-0057-04

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