水电地质培训教材：八、天然建筑材料

第八章天然建筑材料—料场选择勘察的目的和料场选择的基本原则天然建筑材料勘察的目的是查明工程所需要的各类料源的分布、位置、储量、质量、开采和运输条件，为工程设计提供依据。天然建筑材料料场选择的原则是在考虑环境保护、经济合理、保证质量的前提下，宜由近至远，先集中后分散，并注意各种料源的比较；应不影响建筑物布置及安全，避免或减少与工程施工相干扰；不占或少占耕地、林地，确需占用时宜保留还田土层；应充分利用工程开挖料。第八章天然建筑材料—精度要求各阶段勘察的任务和精度要求规划阶段：普查。初步了解材料类别、质量、估算储量。预可行性研究阶段：初查。勘察储量与实际储量误差，应不超过40%，勘察储量不得少于设计需要量的3倍。可行性研究设计阶段：详查。勘察储量与实际储量误差，应不超过15%，勘察储量不得少于设计需要量的2倍。招标和施工详图设计阶段：复查。第八章天然建筑材料—料场勘探基本要求执行《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》（SL251—2000）的有关规定在天然建筑材料勘察规程中对各类料源均有明确的勘探间距、取样及试验要求。勘探点一般按网格状布置第八章天然建筑材料—料场勘探砂砾料的分类砂砾料料场按地形地质条件宜分为三类：Ⅰ类：面积广，有用层厚而稳定，表面剥离层零星分布；Ⅱ类：呈带状分布，有用层厚度变化不大，有剥离层；Ⅲ类：面积小，有用层厚度小，岩性变化较大，有剥离层。砂砾料勘探点间距料场类型勘察级别普查初查（m）详查（m）Ⅰ近期开发或控制性工程，每个料场布置1~3个勘探点和1~3条物探测线200~400100~200Ⅱ100~20050~100Ⅲ＜100＜50第八章天然建筑材料—料场勘探砂砾料场勘探与取样要求1、各勘探点应揭穿有用层或超过最大开采深度。2、取样试验：各勘探点必须按水上、水下分层取样做简分析。取样间距可按单层厚度1~3m取一组，岩相稳定或变化较大，取样间距可适当增减，大于0.5m的夹层应取样。3、每个取样点均应做简分析。全分析应取代表性样品，小于50万m3、50万m3~200万m3、大于200万m3的料场初查和详查阶段取样最少组数分别为4组和6组、6组和9组、8组和12组。单层取样初查不少于2组，详查不小于3组。第八章天然建筑材料—料场勘探第八章天然建筑材料—成果整理天然建筑材料勘察成果基本要求图件编制：主要包括料场分布图，料场综合地质图，地质剖面图，钻孔柱状图及平硐，竖井，坑槽展示图等。试验成果整理的基本要求：及时整理；分层、分区或按产地汇总整理；列入整理的试验成果，其试验方法必须相同。第八章天然建筑材料—成果整理储量计算储量计算范围和边界应在有用区圈定范围内计算有用层的总储量和剥离层及夹层的体积，并按分区、分层、水上、水下进行储量计算。计算有用层厚度时，在其顶、底面分别扣除0.2~0.3m。储量计算方法平均厚度法、平行断面法、三角形法。选择一种计算方法，取另一种方法校核。平均厚度法多用于地形平缓、有用层厚度较稳定的料场。平行断面法多用于地形有起伏、剥离层与有用层厚度有变化的料场。三角形法常用于勘探网（点）布置不规则的料场。第八章天然建筑材料—成果整理净砾石、净砂及砾石分级储量计算：净砾石储量＝砂砾石储量×砂砾石天然密度×含砾率/砾石堆积密度净砂储量＝砂砾石储量×砂砾石天然密度×含砂率/砂堆积密度砾石分级储量＝净砾石储量×砾石干松密度×某级砾石百分含量/某级砾石堆积密度第八章天然建筑材料—质量标准在建材规程中分别给出了各类料的质量标准，见相关的技术标准。质量标准中大多数是试验指标，但也有一些是计算参数，如平均粒径、细度模数、粒度模数等。应该熟练掌握这些简单计算。细度模数、粒度模数计算。第八章天然建筑材料—质量标准均质土坝对土料的质量要求1、均质土坝对土料的要求主要是透水性弱、抗剪强度高和抗水性强的粘土。2、主要技术指标包括：粘粒含量以10~30%为宜，辗压后的渗透系数小于110-4cm／s，塑性指数7~17，天然含水量最好接近该土的最优含水量或塑限（WP），水溶盐和有机质含量分别小于3%和5％等。第八章天然建筑材料—质量标准防渗体土料的质量要求1、相对均质土坝土料，防渗体土料的质量要求要高一些。2、主要技术指标包括：粘粒含量以15~40%为宜，辗压后的渗透系数小于110-5cm／s，塑性指数10~20，天然含水量最好接近该土的最优含水量或塑限（WP），水溶盐和有机质含量分别小于3%和2％等。第八章天然建筑材料—质量标准用于混凝土骨料的砂砾石质量要求1、砂料中有害物质含量的限制，云母含量应小于2％；硫酸盐及硫化物含量（换算成SO3）小于1%；轻物质含量小于1%；含泥量应小于3%，且不允许有粘土团块或粘土薄膜。颗粒级配对砂料质量影响较大，要求细度模数以2.5~3.5为宜。另外，还应注意堆积密度、孔隙率等指标是否满足规程要求。第八章天然建筑材料—质量标准用于混凝土骨料的砂砾石质量要求2、砾料要求级配连续，粒度模数以6.25~8.30为宜，并要求针片状矿物含量小于15%，软弱颗粒含量小于5%，含泥量小于1%；硫酸盐及硫化物含量（换算成SO3）小于0.5%。其它指标如有无碱活性、表观密度、堆积密度、孔隙率、吸水率、冻融损失率、有机质含量及轻物质含量等应满足《水利水电天然建筑材料勘察规程》SL251--2000。第八章天然建筑材料—质量标准用于坝壳料的砂砾石质量要求用于坝壳的砂砾石料相对于混凝土骨料要求低一些，要求5mm至相当于3/4填筑层厚度的颗粒含量20%~80%，含泥量小于5%，碾压后的渗透系数大于1×10-3cm/s，其中干燥区的渗透系数可小一些、含泥量高一些，而强震区的砾石含量下限应予以提高、其中的砂料应尽可能采用粗砂。第八章天然建筑材料—人工骨料料场分类Ⅰ类：地形完整，沟谷不发育，岩性单一，岩相稳定，断裂、岩溶不发育，风化层及剥离层较薄；Ⅱ类：地形不完整，沟谷较发育，岩性岩相较稳定，没有或少有无用夹层，断裂、岩溶较发育风化层及剥离层较厚；Ⅲ类：地形不完整，沟谷发育，岩性岩相变化大，夹无用层，断裂、岩溶发育，风化层及剥离层厚；第八章天然建筑材料—人工骨料岩石的饱和抗压强度应大于40MPa；需要作原岩物理性质试验；重大工程、无工程经验的应做人工骨料轧制试验（斯登沃代水电站）