混凝土骨料勘察工作总结及思考(李红星)

混凝土骨料勘察工作总结及思考(李红星)第一页，共22页。提纲321现状与问题归纳与反思经验与启示第二页，共22页。11现状与问题骨料是混凝土中起骨架或填充作用的粒状松散材料，是工程建筑混凝土主要原料，占混凝土体积的70%-80%；料场则是混凝土建筑物的“粮仓”。根据骨料的成因、分布环境及开采加工方式，可分为天然和人工两种类型骨料。近二十年来，随着我国西部水电大开发，在部分水电工程建设中，都因骨料场的质量、储量、安全、环保、开采运输及征地等各方面不落实，在工程施工时而因料场质量、储量出问题不满足要求，需重新勘察料场，给工程建设带来了严重影响或重大经济损失。向家坝、锦屏一级等大型水电站因骨料场出问题发生过，其它中小型水电工程更是举不胜举。第三页，共22页。2例1金沙江上的向家坝水电站可研阶段之初选择的是距坝址18km的双河料场，后经详细勘察，发现其中有一半岩层有碱-碳酸盐活性反应而放弃；随后考虑过坝址附近的新滩坝砂岩，经勘察，剥采比较高，将近1:1，并且加工石粉含量高，亦存在碱-硅酸盐活性反应，只好放弃；最终选择了运距约40km的太平灰岩料场。第四页，共22页。3例2清江水布垭水布垭大坝为混凝土面板堆石坝，坝高233m，总填筑方量为1666万m3，混凝土总方量为186.4万m3。详查阶段推荐的公山包料场，在施工开挖期间发现岩体内岩溶极为发育，以溶蚀裂隙为主，充填粘性土，难以清洗，严重影响了骨料质量，因此又选用了清江右岸的桥沟料场。公山包人工骨料场桥沟人工骨料场水布垭坝址第五页，共22页。4例3锦屏一级工程兰坝大理岩料场在可研阶段探明有效储量为870万m3，其储量和质量满足要求，招标设计阶段加深了勘探工作，发现开采条件变差，有用层分布范围和储量均发生了巨大变化，可采储量仅为109.1万m3，不得不放弃其作为主要料场，实际采用了相对较差的三滩大理岩料场。第六页，共22页。52归纳与反思

因素质量储量环保开采及运输人工边坡工程项目向家坝锦屏一级兰坝料场重庆小南海漫湾锦屏一级大奔流沟料场水布垭锦屏二级怒江岩桑树锦屏一级大奔流沟料场官地水电站竹子坝料场乌东德小湾孔雀沟料场滇中引水五强溪混凝土骨料在勘察过程或开采时发现的问题归纳第七页，共22页。6为什么诸多工程在看似简单的混凝土骨料方面屡出问题，原因主要有以下三个方面：历史原因，对混凝土骨料的认识，存在逐渐成熟的过程，不同历史阶段研究的深度和相关的技术条件有差异，所做出的决定在当时的认知环境是正确的；随着研究的深入和科技不断进步，料场的选择可能会出现颠覆性变化。例如：三峡工程建筑材料勘察工作从1956年开始，到1994年勘察工作基本结束，从坝址上游30余km至下游500余km以内的料源进行了勘察比较研究，其勘察周期之长、勘察范围之广、勘察建筑材料种类之多，在国内水利水电工程上是独有的。1979年之前，重点勘察研究的是从坝址上游30余km至下游500余km内的天然砂砾石；至1979年5月召开的长江三峡水利枢纽选坝会议，代表们建议，应充分考虑利用开挖出来的弃石加工混凝土骨料，从此开始了人工骨料的勘察与试验研究论证。经过反复论证，由初期的全部使用长江河床砂砾石料，改变为长江河床和南村坪砂砾石料同时使用，最后确定为：一期工程混凝土采用南村坪天然砂砾石料，二、三期工程采用基坑微新闪云斜长花岗岩开挖料作粗骨料，下岸溪斑状花岗岩作人工细骨料的综合方案。第八页，共22页。7思想认识上不重视，工作上简单了事。在勘察行业中总有一部分人认为天然建筑材料勘察工作简单，是技术含量不高的专业，不会引起大家的高度关注与足够重视；比如，水利、水电、桥梁、高速路等项目都需要大量混凝土骨料，部分工作人员在骨料勘察工作方面也是应付了事，认为经调查有图面上料源就行，不去深入进行勘察研究与试验分析工作，最终导致因骨料的质量、储量、料场环境、征地等种种原因影响而弃之。经济上考虑过多，技术上考虑较少，不想投入。小型项目勘察经费有限，为了节省成本，往往从建材方面开刀，简化勘察工作程序，减少人力、时间和工作量的投入，导致优质料场漏选、所选料场地质条件未查清，给工程造成经济损失或延期。第九页，共22页。83经验与启示近二十多年混凝土骨料勘察工作问题频出，旨在倡导加强对建筑材料勘察工作的重视，本人根据工作实践及专家领导教导，总结了混凝土骨料的勘察经验与诸位分享，敬请指教。第十页，共22页。9

3.1工作思路勘察过程中应贯穿以下工作思路混凝土骨料勘察工作思路整体布局突出重点手段综合有效互补动态勘察分步实施第十一页，共22页。10（1）整体布局突出重点初选料场是料场勘察工作中的第一步，亦是重中之重，首先充分利用、深入分析前期地质勘察成果及区域地质资料，研判可作为混凝土骨料料源的地层岩性分布，并逐点进行查勘，避免漏选或错选；初拟备选料场，并全局布置勘察工作，重点查明料源质量、储量。初拟料场影响后期全面勘察工作布置及施工组织设计。更换料场将给很多专业带来众多不必要的麻烦。初拟料场不但要从储量、质量、开采运输条件方面分析，还应从环保、征地、施工干扰以及其他已批待建工程场址等多方面考虑，并详细调研。第十二页，共22页。11例1：乌东德水电站乌东德水电站建筑物混凝土总量534.84万m3，加工混凝土骨料共需原岩640万m3。

大坝主体工程混凝土浇筑采用施期料场质优的灰岩做骨料，其他部位主要利用开挖料及施期料场上部白云岩。前期勘察过程中，因交通条件差，地质测绘工作受限制，而漏掉了施期料场质优的灰岩，一度选择了运距达60km的马鹿塘二叠系阳新灰岩料场，并实施了大量勘察工作；可研阶段，随着交通条件的改善，对料场的勘察工作得到进一步的加强，所取得新的成果表明该料场主体为中厚层和厚层灰岩，具有较好的利用前景，此时将混凝土骨料工作重点转移到施期料场。施期料场马鹿塘料场乌东德坝址料场第十三页，共22页。12例2：滇中引水工程

石鼓水源至大理长育村一段，可研阶段选择了大量料场，几个主要料场达到详查精度；年初，初步设计勘察全面启动，到现场后发现上鹤高速已在施工，石门坎骨料场已被上鹤高速作为主要料场，并且公路从山脚下通过，只能重新更换料场。近几年滇中发展较快，工程建设提速，此案例说明选择料场没有充分调研政府规划情况，导致勘察工作要重做。石门坎料场在建上鹤高速引水隧洞线路第十四页，共22页。13（2）手段综合有效互补以现有地质资料为基础，采用地质调查与测绘、钻探与物探、岩石矿化分析、原岩物理力学试验、碱活性分析、轧制试验与混凝土性能试验等综合有效互补手段，查明料场基本地质条件，以及有用层、无用层（夹层）、剥离层的性质、空间分布及方量。物探方法在混凝土骨料勘察中运用比较少，较多的是电法剖面在天然砂砾石料场勘察中的应用；针对含有夹层或岩性复杂的人工骨料场采取钻孔彩色录像很有必要，是对钻探取芯不完整的有效互补。总之，勘察手段的选择要以查清工程地质问题为目的，因地制宜。第十五页，共22页。14例1大藤峡水利枢纽大藤峡马鹿岭人工骨料场：地层为泥盆系下统莲花山组第三段石英砂岩、砂岩夹泥质粉砂岩（粉砂质泥岩）。泥质粉砂岩（粉砂质泥岩）属软岩，其含量是料场成立与否的关键因素之一，由于钻探过程中岩石对磨，软岩夹层取芯困难，为查清其具体含量及空间分布，采用了钻探与彩色电视录像相结合的勘探方法，结果证明，效果非常好。第十六页，共22页。15（3）动态勘察分布实施根据勘察进展、工作过程中发现的新问题，根据实际的地质条件，动态调整或优化勘察工作布置；勘察工作按普查、初查、详查级别布置，逐步实施；先以地质调查与测绘为主，辅以适量岩石矿化分析与原岩试验，对料场成立可能性作出初步判断；尔后，再按规程要求开展全面勘探与试验研究。第十七页，共22页。163.2技术路线技术路线实质就是开展工作的时序性安排，具体实施步骤如下：混凝土骨料勘察钻探资料搜集与分析地质调查地层柱状测绘地质测绘钻探与物探测试物探取样岩石矿化分析物理力学试验碱活性轧制试验混凝土性能试验综合分析评价质量评价储量评价开采及运输条件分析环境影响编制勘察报告第十八页，共22页。173.3启示根据混凝土骨料勘察存在的问题和经验总结，给予我们以下几点启示：（1）料场勘察之初，对场区、近场区等区域地质等资料进行认真阅研，初步了解可作为混凝土骨料的地层岩性分布，并进行必要的现场查勘核实，可以有效避免料源勘察出现反复或重大误断。（2）制约料源选择的因素包括质量、储量、安全、环保、征地等，尽管质量（储量）是核心，但其它因素却是保障，因而进行料源比选时必须统筹兼顾，做到技术可行、经济合理、社会和谐。第十九页，共22页。18骨料种类对比因素天然砂砾石料人工骨料岩性岩性复杂岩性单一质量控制因水流环境复杂，天然砂砾石在不同平面位置和不同深度沉积有差异；天然砂常存在含泥量偏高、细度模数偏小、碱活性等质量问题；粗骨料常有针片状含量高、碱活性复杂等质量问题。岩性较单一，质量控制相对简单储量单个料场储量一般较小，多数情况下单个料场很难满足大型工程需求储量丰富开采条件河床及滩地水下开采深度受限制、亦受季节影响开采不受季节影响，一般需修筑简易施工道路，开采方便与胶凝材料粘附性与胶凝材料粘附性相对人工骨料稍次因表面粗糙、表面积大、与水泥胶凝材料粘附性好环境影响河床级滩地开挖影响小、较环保；阶地砂砾石开挖一般会破坏林木或耕地破坏植被，影响景观，环境影响相对较大经济条件开采工具简单、运输方便开采需爆破、布置人工破碎系统，经济条件相对较差（3）人工骨料和天然砂砾石料的比选，在岩性、质量控制、储量、开采条件等方面人工骨料占优；环保、经济条件则天然砂砾石料占优；根据收集的几个项目天然砂砾石料与人工骨料混凝土性能试验，虽然各指标均能满足规程及设计要求，但人工骨料混凝土各指标相对较优。总之，重要的大型工程考虑安全可靠性，要把骨料质量放在第一位；一般性工程在质量满足设计要求的同时，充分考虑环保、开采运输条件、经济等因素。3.3启示第二十页，共22页。193.3启示（3）随着科学技术发展与进步，添加或掺入某些外加剂或其他掺和