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        三河口水利樞紐混凝土骨料料場(chǎng)選擇

        2021-09-15 05:40:04武小龍王云濤燕軍樂
        陜西水利 2021年8期
        關(guān)鍵詞:料場(chǎng)壩址單價(jià)

        武小龍,王云濤,燕軍樂

        (1.陜西省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,陜西 西安 710001;2.陜西省引漢濟(jì)渭工程建設(shè)有限公司,陜西 西安 710024)

        1 工程概況

        三河口水利樞紐主要由大壩、壩身泄洪放空系統(tǒng)、壩后供水系統(tǒng)、生態(tài)基流放水管等組成。三河口樞紐大壩為1級(jí),其他主要建筑物為2級(jí)。碾壓混凝土拱壩體型采用拋物線雙曲拱壩,拱壩壩頂高程為646.00 m,壩底高程504.50 m,最大壩高141.50 m,壩頂寬9.0 m,壩底厚37.0 m。泄洪建筑物由壩身泄洪表孔、泄洪底孔及下游消能防沖建筑物等組成。供水系統(tǒng)由進(jìn)水口、壓力管道、尾水系統(tǒng)及連接洞等四部分組成。廠房主要包括:主廠房、副廠房、主變室GIS樓、減壓調(diào)流閥室、檢修間等。

        三河口水利樞紐混凝土用量145萬m3,共需成品骨料319萬t,其中粗骨料209萬t,細(xì)骨料110萬t。

        2 三河口水利樞紐料場(chǎng)概況

        2.1 天然砂礫料場(chǎng)

        Ⅰ1號(hào)料場(chǎng)位于壩址上游八子臺(tái)村附近的蒲河河漫灘上,距壩址約3.5 km,為全新統(tǒng)沖、洪積堆積(Q42al+pl),灘面高程為552.0 m~535.0 m,河谷相對(duì)較為寬闊,砂礫石厚度大于4.0 m,表部漂石含量較大。有用層儲(chǔ)量為200.35萬m3、無用層儲(chǔ)量8.27萬m3。

        Ⅰ2號(hào)料場(chǎng)位于壩址上游十畝地村下游400 m處到三河口村附近的椒溪河河漫灘上,距離壩址4.0 km~11.0 km左右,為全新統(tǒng)沖、洪積堆積(Q42al+pl),河谷較為狹窄,砂礫石厚度普遍大于4.0 m。料場(chǎng)灘面高程為591.7 m~537.5 m。有用層儲(chǔ)量為263.06萬m3、無用層儲(chǔ)量0.305萬m3。

        Ⅰ3號(hào)料場(chǎng)選位于壩址上游椒溪河與蒲河交匯地帶(三河口村附近)的河漫灘,距離壩區(qū)1.50 km左右,為全新統(tǒng)沖、洪積堆積(Q42al+pl),此處河谷相對(duì)較為寬闊,水下厚度大于4 m。料場(chǎng)灘面高程為538.0 m~531.0 m。有用層儲(chǔ)量為72.26萬m3。

        Ⅰ4號(hào)料場(chǎng)位于壩址下游艾心村附近的子午河河漫灘上,距離壩址約10.0 km~11.0 km左右,料場(chǎng)灘面高程為502.0 m~485.0 m。有用層儲(chǔ)量為204.29萬m3、無用層儲(chǔ)量1.785萬m3。

        Ⅰ5號(hào)料場(chǎng)位于壩址下游兩河鎮(zhèn)附近的子午河河漫灘上,距離壩址約13.0 km~15.0 km左右,料場(chǎng)灘面高程為478.0 m~463.0 m。有用層儲(chǔ)量為156.14萬m3、無用層儲(chǔ)量9.243萬m3。

        各料場(chǎng)(圖1)總的特點(diǎn)是,枯水期料場(chǎng)地下水位以上厚度一般0.5 m~4.5 m,水下厚度一般大于4.0 m~5.0 m,汛期料場(chǎng)大部分被洪水淹沒。各料場(chǎng)河谷狹窄,受河流分割,單塊面積小,位置較分散。各料場(chǎng)均有公路相連,運(yùn)輸條件較好。各料場(chǎng)主要為水下開采,且壩上游料場(chǎng)受圍堰截流影響,應(yīng)預(yù)采堆放。料場(chǎng)篩分砂料含泥量和孔隙率偏大、堆積密度偏小,其它各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合現(xiàn)行規(guī)范[1]對(duì)砼細(xì)骨料的質(zhì)量要求,篩分砂作為砼細(xì)骨料使用時(shí)應(yīng)進(jìn)行洗泥。料場(chǎng)篩分礫石孔隙率及含泥量偏大、粒度模式偏大,其余各項(xiàng)技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)基本符合現(xiàn)行規(guī)范[1]對(duì)砼粗骨料的質(zhì)量要求。

        圖1 料場(chǎng)分布圖

        2.2 人工料場(chǎng)

        兩個(gè)人工料場(chǎng)分別為二郞砭Ⅱ1號(hào)人工骨料場(chǎng)、柳木溝Ⅱ2號(hào)人工骨料場(chǎng)。

        二郞砭Ⅱ1號(hào)人工骨料場(chǎng):位于壩址下游左岸的雞公寨山梁上,距壩址直線距離約2.0 km左右。該料場(chǎng)分布高程950 m~1220 m左右,高于河床430 m~730 m,屬基巖斜坡,山體地形較陡,露巖性為奧陶系~志留系斑鳩關(guān)組((O-S)b)硅質(zhì)板巖及石英巖。

        柳木溝Ⅱ2號(hào)人工骨料場(chǎng):位于壩址上游黃泥包附近的左岸山梁上,距壩址約9.0 km,分布高程580.0 m~800.0 m,地形較陡,山體高度大于200 m,料場(chǎng)基巖裸露,山體雄厚,料場(chǎng)儲(chǔ)量較大。出露巖性為印支期混合花崗巖(γ51),以石英、斜長(zhǎng)石為主,內(nèi)含有肉紅色的鉀長(zhǎng)石斑晶及黑云母等暗色礦物,夾有薄層條帶狀石英巖脈,中粗粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,致密堅(jiān)硬;料場(chǎng)局部夾有少量變質(zhì)砂巖,硬度較大,單層厚度0.4 m~0.8 m,巖性變化較大。

        2.3 骨料的堿活性研究

        (1)天然砂石料堿活性試驗(yàn)

        天然砂石料骨料堿活性試驗(yàn)采用堿-硅酸反應(yīng)的快速法。壩址上游Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅰ3天然砂礫石砂漿試件14 d膨脹率均小于0.1%,為不具有潛在危害反應(yīng)的非堿活性骨料;壩址下游Ⅰ4、Ⅰ5砂礫石14 d膨脹率稍大于0.1%,為弱堿活性骨料。

        (2)人工骨料堿活性試驗(yàn)

        人工骨料堿活性試驗(yàn)采用砂漿棒快速法,二郎砭料場(chǎng)人工骨料砂漿試件14 d膨脹率均大于0.2%,為具有潛在堿—硅酸反應(yīng)的活性骨料。柳木溝料場(chǎng)人工骨料砂漿試件14d膨脹率均小于0.1%,為非活性骨料。測(cè)試結(jié)果見表1。

        表1 人工骨料堿活性膨脹率試驗(yàn)測(cè)試成果表

        (3)堿活性應(yīng)對(duì)措施

        要滿足抑制要求,二郎砭人工骨料需要摻入25%的粉煤灰,對(duì)天然骨料,摻入20%粉煤灰。

        3 料場(chǎng)選擇

        3.1 天然砂礫料比選

        砂石料源選擇以料場(chǎng)至樞紐距離較近,天然級(jí)配接近工程所需骨料的級(jí)配且滿足設(shè)計(jì)用量為基本原則。由于Ⅰ4號(hào)料場(chǎng)及Ⅰ5號(hào)料場(chǎng)具有堿活性,Ⅰ2料場(chǎng)運(yùn)距較遠(yuǎn),考慮利用Ⅰ1、Ⅰ3號(hào)料場(chǎng)作為推薦的天然砂礫料場(chǎng)。

        3.2 人工骨料比選

        柳木溝人工骨料料場(chǎng)優(yōu)點(diǎn):儲(chǔ)量豐富,可滿足要求,料場(chǎng)場(chǎng)地開闊,開采條件較好,巖性較單一,巖脈相對(duì)較少,不存在堿活性。缺點(diǎn):距壩址9.0 km,運(yùn)距較遠(yuǎn);位于壩址上游,汛期時(shí)對(duì)交通運(yùn)輸有一定影響,需堆存部分骨料;需改建1.5 km道路,新建0.2 km道路,新建2座臨時(shí)橋。

        二郎砭人工骨料料場(chǎng)優(yōu)點(diǎn):儲(chǔ)量豐富,可滿足要求;位于壩址下游,運(yùn)距較近;巖性較單一,巖脈相對(duì)較少,無用層剝離量較小。缺點(diǎn):存在堿活性;料場(chǎng)分布高程過高,運(yùn)輸較差。砂石加工廠距生活辦公區(qū)較近,噪音影響較大。需新建3.15 km道路,新建3 km便道。

        二郎砭Ⅱ1號(hào)人工骨料場(chǎng)、柳木溝Ⅱ2號(hào)人工骨料場(chǎng)的單價(jià)比較見表2。

        表2 人工骨料單價(jià)比較表

        兩處人工料場(chǎng)儲(chǔ)量均滿足設(shè)計(jì)要求,均適宜機(jī)械化開采。二郎砭人工骨料混凝土粗骨料單價(jià)58.77元/m3,細(xì)骨料單價(jià)101.66元/m3,柳木溝人工骨料混凝土粗骨料單價(jià)70.88元/m3,細(xì)骨料單價(jià)109.2元/m3。柳木溝料場(chǎng)人工骨料總價(jià)比二郎砭料場(chǎng)人工骨料高2319.83萬元。雖然柳木溝料場(chǎng)比二郎砭料場(chǎng)骨料總價(jià)稍高,但二郎砭料場(chǎng)硅質(zhì)板巖具有堿活性,從工程運(yùn)行的耐久性考慮,推薦柳木溝人工骨料料場(chǎng)作為三河口水利樞紐的混凝土骨料料場(chǎng)。

        3.3 人工骨料和天然骨料比選

        人工骨料和天然骨料兩種料源質(zhì)量及儲(chǔ)量均滿足設(shè)計(jì)要求。

        天然料場(chǎng)的優(yōu)點(diǎn):每方混凝土骨料綜合單價(jià)較人工骨料略低。缺點(diǎn):料場(chǎng)大部分為水下開采,受汛期影響,開采較困難,不適合連續(xù)機(jī)械化生產(chǎn);料場(chǎng)較分散,施工管理困難;超徑石含量較大,需破碎;需要添加石粉。

        人工骨料場(chǎng)的優(yōu)點(diǎn):料源集中,管理方便;開采不受汛期影響,可連續(xù)均勻生產(chǎn);人工骨料拌制的碾壓混凝土抗分離性好,可碾性好。缺點(diǎn):每方混凝土骨料綜合單價(jià)較天然骨料略高,料場(chǎng)高程較高。

        通過對(duì)地質(zhì)推薦的5個(gè)天然砂石料和2個(gè)人工骨料場(chǎng)進(jìn)行比較,分析認(rèn)為本工程天然料場(chǎng)較分散,多為水下開采,開采受汛期洪水影響,較難保證混凝土澆筑強(qiáng)度的要求,而柳木溝人工骨料場(chǎng)的石料質(zhì)量較好,開采和運(yùn)輸條件較優(yōu)越,同時(shí)料場(chǎng)附近有適宜的場(chǎng)地可供布置骨料加工系統(tǒng),雖然骨料單價(jià)略高,但可保證成品料供應(yīng)和混凝土的質(zhì)量,因此決定推薦采用柳木溝人工骨料場(chǎng)為本工程的混凝土骨料料場(chǎng)。前期施工項(xiàng)目混凝土用料較少,人工砂石料料場(chǎng)不具備生產(chǎn)的能力,可以采用運(yùn)距較近的Ⅰ3天然砂石料料場(chǎng)。

        4 結(jié)語

        料場(chǎng)的選擇與規(guī)劃是施工組織設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié),對(duì)工程的投資具有重大的影響。通過從交通運(yùn)輸條件、級(jí)配、堿活性、投資等多角度對(duì)天然骨料和人工骨料進(jìn)行比選,選擇推薦柳木溝人工骨料場(chǎng),現(xiàn)大壩已建成蓄水,粗、細(xì)骨料質(zhì)量及儲(chǔ)量滿足工程要求,經(jīng)過工程實(shí)踐證明是正確的。

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