于 淼，劉成浩，周 鑫，劉 暢

（中水東北勘測設計研究有限責任公司，吉林長春130021）

1 料源選擇特點

料源選擇應根據工程建設對各種天然填筑材料的數量、質量及供應強度要求，在地質勘察和試驗的基礎上，通過對料源的分布、儲量、質量及開采運輸條件的綜合分析和物料平衡規(guī)劃，按優(yōu)質、經濟、節(jié)能、就近取材等基本原則，經技術經濟比較選定，同時應優(yōu)先利用工程開挖料[1]。

可利用開挖料可作為大壩填筑料、混凝土骨料及其他填筑料使用。其中混凝土骨料和土石壩的主堆石料、墊層料、干砌石護坡料等對材料要求較高，作料源選擇時應優(yōu)先對這部分材料進行設計分析，盡量減少石料場開采量和棄渣量。進而減少料場和渣場規(guī)模，減少占地面積。料源地質條件單一時，料源去向明確清晰。但料源地質條件往往較復雜，節(jié)理裂隙及軟弱夾層的存在將會影響料源質量。如果設計不當，該部分開挖料可能只能運入棄渣場，將導致料場開采量增大以及棄渣場容量增大，增加投資。如金安橋工程土石方開挖總量約為1443 萬m3，石方洞挖147 萬m3，實際只利用了約7 萬m3，造成巨大的浪費。通過合理的施工組織設計及采用新工藝新方法，可以對軟弱夾層料進行有效地剝離，減少開挖料摻混，從而實現對開挖料利用的最大化。但是，由于地質勘察的精度問題，且施工單位施工水平參差不齊，可能導致實際開采可利用量比設計可利用量少的情況，因此在作料源選擇及料場規(guī)劃時，應對料源進行敏感度分析，保證工程料源充足。

2 料源選擇分析方法

復雜地質條件下料源選擇應進行以下工作：

1）在地質勘察時提高勘察精度，根據實際情況加密勘察斷面。

2）作區(qū)域劃分，根據物理力學等參數劃分開挖料類別，明確可利用量與夾層的界限。

3）細化施工組織設計，根據不同區(qū)域特點精準設計開采方法與工藝。

4）進行分區(qū)分塊統(tǒng)計可利用量。

2.1 地質勘察

某抽水蓄能電站上水庫庫盆，根據地形地貌、地層巖性及巖層走向與邊坡夾角等，將上水庫庫內開挖料場分4個區(qū)。

通過地質勘察分析，覆蓋層物質組成為崩坡積碎石混合土和塊石，厚度一般小于3 m，基巖中石英砂巖、砂屑灰?guī)r為硬質巖，其余為軟質巖，硬質巖與軟質巖交互，成層狀，硬質巖厚度均大于20 m。根據物理力學性質將開挖料分為4 種：

1）巖性界限至地面線范圍內為覆蓋層。

2）強風化下限以下0.3 m 至巖性界限范圍內為強風化。

3）斷層及斷層兩側0.5 m 范圍內開挖料和互層料為軟硬巖互層料、硬質巖中互層料。

4）其余開挖料為硬質巖料。

2.2 施工組織設計

根據開挖料的不同性質，采用不同開挖方法。覆蓋層使用挖掘機和推土機剝離，強風化及弱微風化料采用鉆孔微差擠壓爆破法。通過鉆孔微差擠壓爆破控制爆破梯段高度與寬度，分離硬質巖料和互層料。由于硬質巖厚度均大于20 m，所以設計爆破臺階寬5 m，高10 m，開挖坡度1.0∶0.5。在地質斷面上分塊繪制出可利用硬巖區(qū)域（圖略）。統(tǒng)計區(qū)域面積后乘以斷面間距可計算可利用硬巖量。計算硬巖量見表1。

表1 硬質巖及互層料統(tǒng)計表

上水庫砂巖總開挖量約為251.23 萬m3，可利用量144.41 萬m3，利用率約為58%。

2.3 料場敏感度分析

由于勘察成果與實際地質條件存在誤差，且水電工程開挖普遍采用分包，分包施工單位施工水平參差不齊，難以保證開挖能嚴格按照設計進行，混料現象比較普遍，進而造成可利用料數量減少。因此，在料場規(guī)劃時應考慮上水庫庫盆開挖料可利用量可能發(fā)生變化帶來的影響，應就上水庫庫盆開挖硬巖利用率的變化，對料場規(guī)劃開采量的備用系數作敏感性分析，保證石料的可靠度。通過分區(qū)分塊計算上水庫硬巖料可利用率約為58%，應分別對利用率為50%，40%，30%，20%，10%及0%時，對應的石料場備用系數是否滿足要求進行分析。分析結果見表2。

根據表2 分析結果可知，當上水庫庫盆開挖料硬巖利用率大于32%時，開挖至規(guī)劃底高程911 m時，程家山料場規(guī)劃開采量備用系數不小于1.25，滿足DL/T5397-2007《水電工程施工組織設計規(guī)范》規(guī)定，規(guī)劃需要量滿足設計需要量的1.25～1.50 倍[1]選取的要求。當上水庫庫盆開挖料硬巖利用率小于32%時，開挖至規(guī)劃底高程911 m 時，程家山料場規(guī)劃開采量備用系數小于1.25，不能滿足DL/T5397-2007《水電工程施工組織設計規(guī)范》的要求。在保證料場規(guī)劃開采面積不變的前提下，再向下臥18 m，開挖至底高程893 m處，規(guī)劃開采量為432.69 萬m3，則即使上水庫庫盆開挖硬巖利用率為0%時，程家山料場開采量備用系數也不小于1.25，滿足DL/T5397-2007《水電工程施工組織設計規(guī)范》要求。

表2 料場開采量敏感性分析表

3 結語

通過提高工程地質勘察精度，制定合理施工組織設計方案，對料源采用分區(qū)分塊法，可以較精準地估算出可利用料數量。就開挖利用率的變化，對料場規(guī)劃開采量的備用系數作敏感性分析，保證料場備用系數滿足規(guī)范要求，不滿足時，提出合理的備用方案，使現有規(guī)劃料場范圍可開采量的備用系數滿足規(guī)范需要。通過分區(qū)分塊法與料場敏感性分析相結合的方法，可以得到較優(yōu)的料場設計方案。