混凝土骨料勘察工作總結(jié)及思考(李紅星)

混凝土骨料勘察工作總結(jié)及思考(李紅星)第一頁，共22頁。提綱321現(xiàn)狀與問題歸納與反思經(jīng)驗與啟示第二頁，共22頁。11現(xiàn)狀與問題骨料是混凝土中起骨架或填充作用的粒狀松散材料，是工程建筑混凝土主要原料，占混凝土體積的70%-80%；料場則是混凝土建筑物的“糧倉”。根據(jù)骨料的成因、分布環(huán)境及開采加工方式，可分為天然和人工兩種類型骨料。近二十年來，隨著我國西部水電大開發(fā)，在部分水電工程建設(shè)中，都因骨料場的質(zhì)量、儲量、安全、環(huán)保、開采運輸及征地等各方面不落實，在工程施工時而因料場質(zhì)量、儲量出問題不滿足要求，需重新勘察料場，給工程建設(shè)帶來了嚴(yán)重影響或重大經(jīng)濟(jì)損失。向家壩、錦屏一級等大型水電站因骨料場出問題發(fā)生過，其它中小型水電工程更是舉不勝舉。第三頁，共22頁。2例1金沙江上的向家壩水電站可研階段之初選擇的是距壩址18km的雙河料場，后經(jīng)詳細(xì)勘察，發(fā)現(xiàn)其中有一半巖層有堿-碳酸鹽活性反應(yīng)而放棄；隨后考慮過壩址附近的新灘壩砂巖，經(jīng)勘察，剝采比較高，將近1:1，并且加工石粉含量高，亦存在堿-硅酸鹽活性反應(yīng)，只好放棄；最終選擇了運距約40km的太平灰?guī)r料場。第四頁，共22頁。3例2清江水布埡水布埡大壩為混凝土面板堆石壩，壩高233m，總填筑方量為1666萬m3，混凝土總方量為186.4萬m3。詳查階段推薦的公山包料場，在施工開挖期間發(fā)現(xiàn)巖體內(nèi)巖溶極為發(fā)育，以溶蝕裂隙為主，充填粘性土，難以清洗，嚴(yán)重影響了骨料質(zhì)量，因此又選用了清江右岸的橋溝料場。公山包人工骨料場橋溝人工骨料場水布埡壩址第五頁，共22頁。4例3錦屏一級工程蘭壩大理巖料場在可研階段探明有效儲量為870萬m3，其儲量和質(zhì)量滿足要求，招標(biāo)設(shè)計階段加深了勘探工作，發(fā)現(xiàn)開采條件變差，有用層分布范圍和儲量均發(fā)生了巨大變化，可采儲量僅為109.1萬m3，不得不放棄其作為主要料場，實際采用了相對較差的三灘大理巖料場。第六頁，共22頁。52歸納與反思

因素質(zhì)量儲量環(huán)保開采及運輸人工邊坡工程項目向家壩錦屏一級蘭壩料場重慶小南海漫灣錦屏一級大奔流溝料場水布埡錦屏二級怒江巖桑樹錦屏一級大奔流溝料場官地水電站竹子壩料場烏東德小灣孔雀溝料場滇中引水五強溪混凝土骨料在勘察過程或開采時發(fā)現(xiàn)的問題歸納第七頁，共22頁。6為什么諸多工程在看似簡單的混凝土骨料方面屢出問題，原因主要有以下三個方面：歷史原因，對混凝土骨料的認(rèn)識，存在逐漸成熟的過程，不同歷史階段研究的深度和相關(guān)的技術(shù)條件有差異，所做出的決定在當(dāng)時的認(rèn)知環(huán)境是正確的；隨著研究的深入和科技不斷進(jìn)步，料場的選擇可能會出現(xiàn)顛覆性變化。例如：三峽工程建筑材料勘察工作從1956年開始，到1994年勘察工作基本結(jié)束，從壩址上游30余km至下游500余km以內(nèi)的料源進(jìn)行了勘察比較研究，其勘察周期之長、勘察范圍之廣、勘察建筑材料種類之多，在國內(nèi)水利水電工程上是獨有的。1979年之前，重點勘察研究的是從壩址上游30余km至下游500余km內(nèi)的天然砂礫石；至1979年5月召開的長江三峽水利樞紐選壩會議，代表們建議，應(yīng)充分考慮利用開挖出來的棄石加工混凝土骨料，從此開始了人工骨料的勘察與試驗研究論證。經(jīng)過反復(fù)論證，由初期的全部使用長江河床砂礫石料，改變?yōu)殚L江河床和南村坪砂礫石料同時使用，最后確定為：一期工程混凝土采用南村坪天然砂礫石料，二、三期工程采用基坑微新閃云斜長花崗巖開挖料作粗骨料，下岸溪斑狀花崗巖作人工細(xì)骨料的綜合方案。第八頁，共22頁。7思想認(rèn)識上不重視，工作上簡單了事。在勘察行業(yè)中總有一部分人認(rèn)為天然建筑材料勘察工作簡單，是技術(shù)含量不高的專業(yè)，不會引起大家的高度關(guān)注與足夠重視；比如，水利、水電、橋梁、高速路等項目都需要大量混凝土骨料，部分工作人員在骨料勘察工作方面也是應(yīng)付了事，認(rèn)為經(jīng)調(diào)查有圖面上料源就行，不去深入進(jìn)行勘察研究與試驗分析工作，最終導(dǎo)致因骨料的質(zhì)量、儲量、料場環(huán)境、征地等種種原因影響而棄之。經(jīng)濟(jì)上考慮過多，技術(shù)上考慮較少，不想投入。小型項目勘察經(jīng)費有限，為了節(jié)省成本，往往從建材方面開刀，簡化勘察工作程序，減少人力、時間和工作量的投入，導(dǎo)致優(yōu)質(zhì)料場漏選、所選料場地質(zhì)條件未查清，給工程造成經(jīng)濟(jì)損失或延期。第九頁，共22頁。83經(jīng)驗與啟示近二十多年混凝土骨料勘察工作問題頻出，旨在倡導(dǎo)加強對建筑材料勘察工作的重視，本人根據(jù)工作實踐及專家領(lǐng)導(dǎo)教導(dǎo)，總結(jié)了混凝土骨料的勘察經(jīng)驗與諸位分享，敬請指教。第十頁，共22頁。9

3.1工作思路勘察過程中應(yīng)貫穿以下工作思路混凝土骨料勘察工作思路整體布局突出重點手段綜合有效互補動態(tài)勘察分步實施第十一頁，共22頁。10（1）整體布局突出重點初選料場是料場勘察工作中的第一步，亦是重中之重，首先充分利用、深入分析前期地質(zhì)勘察成果及區(qū)域地質(zhì)資料，研判可作為混凝土骨料料源的地層巖性分布，并逐點進(jìn)行查勘，避免漏選或錯選；初擬備選料場，并全局布置勘察工作，重點查明料源質(zhì)量、儲量。初擬料場影響后期全面勘察工作布置及施工組織設(shè)計。更換料場將給很多專業(yè)帶來眾多不必要的麻煩。初擬料場不但要從儲量、質(zhì)量、開采運輸條件方面分析，還應(yīng)從環(huán)保、征地、施工干擾以及其他已批待建工程場址等多方面考慮，并詳細(xì)調(diào)研。第十二頁，共22頁。11例1：烏東德水電站烏東德水電站建筑物混凝土總量534.84萬m3，加工混凝土骨料共需原巖640萬m3。

大壩主體工程混凝土澆筑采用施期料場質(zhì)優(yōu)的灰?guī)r做骨料，其他部位主要利用開挖料及施期料場上部白云巖。前期勘察過程中，因交通條件差，地質(zhì)測繪工作受限制，而漏掉了施期料場質(zhì)優(yōu)的灰?guī)r，一度選擇了運距達(dá)60km的馬鹿塘二疊系陽新灰?guī)r料場，并實施了大量勘察工作；可研階段，隨著交通條件的改善，對料場的勘察工作得到進(jìn)一步的加強，所取得新的成果表明該料場主體為中厚層和厚層灰?guī)r，具有較好的利用前景，此時將混凝土骨料工作重點轉(zhuǎn)移到施期料場。施期料場馬鹿塘料場烏東德壩址料場第十三頁，共22頁。12例2：滇中引水工程

石鼓水源至大理長育村一段，可研階段選擇了大量料場，幾個主要料場達(dá)到詳查精度；年初，初步設(shè)計勘察全面啟動，到現(xiàn)場后發(fā)現(xiàn)上鶴高速已在施工，石門坎骨料場已被上鶴高速作為主要料場，并且公路從山腳下通過，只能重新更換料場。近幾年滇中發(fā)展較快，工程建設(shè)提速，此案例說明選擇料場沒有充分調(diào)研政府規(guī)劃情況，導(dǎo)致勘察工作要重做。石門坎料場在建上鶴高速引水隧洞線路第十四頁，共22頁。13（2）手段綜合有效互補以現(xiàn)有地質(zhì)資料為基礎(chǔ)，采用地質(zhì)調(diào)查與測繪、鉆探與物探、巖石礦化分析、原巖物理力學(xué)試驗、堿活性分析、軋制試驗與混凝土性能試驗等綜合有效互補手段，查明料場基本地質(zhì)條件，以及有用層、無用層（夾層）、剝離層的性質(zhì)、空間分布及方量。物探方法在混凝土骨料勘察中運用比較少，較多的是電法剖面在天然砂礫石料場勘察中的應(yīng)用；針對含有夾層或巖性復(fù)雜的人工骨料場采取鉆孔彩色錄像很有必要，是對鉆探取芯不完整的有效互補?？傊?，勘察手段的選擇要以查清工程地質(zhì)問題為目的，因地制宜。第十五頁，共22頁。14例1大藤峽水利樞紐大藤峽馬鹿嶺人工骨料場：地層為泥盆系下統(tǒng)蓮花山組第三段石英砂巖、砂巖夾泥質(zhì)粉砂巖（粉砂質(zhì)泥巖）。泥質(zhì)粉砂巖（粉砂質(zhì)泥巖）屬軟巖，其含量是料場成立與否的關(guān)鍵因素之一，由于鉆探過程中巖石對磨，軟巖夾層取芯困難，為查清其具體含量及空間分布，采用了鉆探與彩色電視錄像相結(jié)合的勘探方法，結(jié)果證明，效果非常好。第十六頁，共22頁。15（3）動態(tài)勘察分布實施根據(jù)勘察進(jìn)展、工作過程中發(fā)現(xiàn)的新問題，根據(jù)實際的地質(zhì)條件，動態(tài)調(diào)整或優(yōu)化勘察工作布置；勘察工作按普查、初查、詳查級別布置，逐步實施；先以地質(zhì)調(diào)查與測繪為主，輔以適量巖石礦化分析與原巖試驗，對料場成立可能性作出初步判斷；爾后，再按規(guī)程要求開展全面勘探與試驗研究。第十七頁，共22頁。163.2技術(shù)路線技術(shù)路線實質(zhì)就是開展工作的時序性安排，具體實施步驟如下：混凝土骨料勘察鉆探資料搜集與分析地質(zhì)調(diào)查地層柱狀測繪地質(zhì)測繪鉆探與物探測試物探取樣巖石礦化分析物理力學(xué)試驗堿活性軋制試驗混凝土性能試驗綜合分析評價質(zhì)量評價儲量評價開采及運輸條件分析環(huán)境影響編制勘察報告第十八頁，共22頁。173.3啟示根據(jù)混凝土骨料勘察存在的問題和經(jīng)驗總結(jié)，給予我們以下幾點啟示：（1）料場勘察之初，對場區(qū)、近場區(qū)等區(qū)域地質(zhì)等資料進(jìn)行認(rèn)真閱研，初步了解可作為混凝土骨料的地層巖性分布，并進(jìn)行必要的現(xiàn)場查勘核實，可以有效避免料源勘察出現(xiàn)反復(fù)或重大誤斷。（2）制約料源選擇的因素包括質(zhì)量、儲量、安全、環(huán)保、征地等，盡管質(zhì)量（儲量）是核心，但其它因素卻是保障，因而進(jìn)行料源比選時必須統(tǒng)籌兼顧，做到技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、社會和諧。第十九頁，共22頁。18骨料種類對比因素天然砂礫石料人工骨料巖性巖性復(fù)雜巖性單一質(zhì)量控制因水流環(huán)境復(fù)雜，天然砂礫石在不同平面位置和不同深度沉積有差異；天然砂常存在含泥量偏高、細(xì)度模數(shù)偏小、堿活性等質(zhì)量問題；粗骨料常有針片狀含量高、堿活性復(fù)雜等質(zhì)量問題。巖性較單一，質(zhì)量控制相對簡單儲量單個料場儲量一般較小，多數(shù)情況下單個料場很難滿足大型工程需求儲量豐富開采條件河床及灘地水下開采深度受限制、亦受季節(jié)影響開采不受季節(jié)影響，一般需修筑簡易施工道路，開采方便與膠凝材料粘附性與膠凝材料粘附性相對人工骨料稍次因表面粗糙、表面積大、與水泥膠凝材料粘附性好環(huán)境影響河床級灘地開挖影響小、較環(huán)保；階地砂礫石開挖一般會破壞林木或耕地破壞植被，影響景觀，環(huán)境影響相對較大經(jīng)濟(jì)條件開采工具簡單、運輸方便開采需爆破、布置人工破碎系統(tǒng)，經(jīng)濟(jì)條件相對較差（3）人工骨料和天然砂礫石料的比選，在巖性、質(zhì)量控制、儲量、開采條件等方面人工骨料占優(yōu)；環(huán)保、經(jīng)濟(jì)條件則天然砂礫石料占優(yōu)；根據(jù)收集的幾個項目天然砂礫石料與人工骨料混凝土性能試驗，雖然各指標(biāo)均能滿足規(guī)程及設(shè)計要求，但人工骨料混凝土各指標(biāo)相對較優(yōu)。總之，重要的大型工程考慮安全可靠性，要把骨料質(zhì)量放在第一位；一般性工程在質(zhì)量滿足設(shè)計要求的同時，充分考慮環(huán)保、開采運輸條件、經(jīng)濟(jì)等因素。3.3啟示第二十頁，共22頁。193.3啟示（3）隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展與進(jìn)步，添加或摻入某些外加劑或其他摻和