第十七章天然建筑材料工程勘察

1、第十七章 天然建筑材料工程勘察作者:工程地質(zhì)學(xué)教研組點(diǎn)擊:610發(fā)表時(shí)間:2005-9-20 14:29:50 編輯:本站編輯第一節(jié)概述 修建各種類(lèi)型的工程建筑物都需要一定數(shù)量和質(zhì)量的天然建筑材料,如各種石料、砂礫石料和土料等.這些建筑材料都是地質(zhì)歷史的產(chǎn)物,一般不需加工,主要?jiǎng)趧?dòng)力是花在開(kāi)采和運(yùn)輸方面.建筑物規(guī)模愈大所需的天然建筑材料愈多,特別是大型水工建筑物,常需要數(shù)以百萬(wàn)m3計(jì)的天然建筑材料.在建筑聲地附近是否有數(shù)量足夠的、質(zhì)量符合要求的天然建筑材料,不公影響著建筑物的造價(jià),有時(shí)還會(huì)影響建筑物類(lèi)型和結(jié)構(gòu)選擇.因此,在為這類(lèi)建筑物進(jìn)行工程地質(zhì)勘察時(shí),就更有必要進(jìn)行天然建筑材料的普查與勘探.

2、 天然建筑材料的用途很廣,概括起來(lái)主要有以下幾方面: 1、條石:是從采石聲人工開(kāi)鑿出來(lái)的形狀比較規(guī)則的條形石塊.廣泛用于條石策略壩和條石拱壩、地下建筑物襯砌等方面. 2、塊石:亦稱(chēng)為片石,是用作堆石壩和堆石圍堰的主要材料,也用于砌筑圬工基礎(chǔ)和橋梁墩臺(tái)、擋土墻以及鋪砌排水建筑物等;當(dāng)卵礫石料缺乏時(shí),也用塊石作用為制造碎石的原料;某些具有特殊成分的塊石如石灰?guī)r、白云巖、泥灰?guī)r和泥巖等又是制造水泥的原料. 3、礫石和卵石:主要用作混凝土骨料和道渣,也用作排水設(shè)施(反濾層)的填料. 4、砂料:用于填筑土壩及土堤、的主要材料,也是燒制磚瓦等人工建筑材料的原料. 5、土料:是修筑土壩、土堤的主要材料,也是

3、燒制磚瓦等人工建筑材料的原料.除上述五種以外還有一些裝飾材料. 在工程地質(zhì)勘察過(guò)程中,勘察天然建筑材料的主要任務(wù)是在建筑聲地附近找到數(shù)量充足、質(zhì)量?jī)?yōu)良、開(kāi)采加工各運(yùn)輸條件優(yōu)越的天然建筑材料產(chǎn)地.勘察工作的程序與建筑物規(guī)劃設(shè)計(jì)階段相適應(yīng)地分為普查、初查、詳查、復(fù)查四個(gè)階段,其中最主要的是普查和詳查兩個(gè)階段.天然建筑材料的普查工作,是在擬定的建筑場(chǎng)地附近(水工建筑以建筑場(chǎng)地為中心的3km為半徑的范圍內(nèi))調(diào)查各種天然建筑材料的產(chǎn)地位置、大致的質(zhì)量和數(shù)量、開(kāi)采運(yùn)輸條件等,為選定建筑物的位置和類(lèi)型提供資料.本階段除要進(jìn)行測(cè)繪工作外,還要配合以適當(dāng)?shù)目碧焦ぷ?一般可采用坑、槽探,水下部分可采用鉆探,并用刻

4、槽法或分段 采取巖心法了樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn),以初步取得其質(zhì)量指針;天然建筑材料的調(diào)查工作,是在通過(guò)初查所選定的產(chǎn)地上進(jìn)行,其目的是進(jìn)一步查明各產(chǎn)地的地質(zhì)結(jié)構(gòu),上覆 “剝離層”的厚度及”可采層”的儲(chǔ)量、質(zhì)量,夾層的性質(zhì)及空間分布,地下水位及開(kāi)采條件等.本階段的主要工作方法是勘探和取樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室研究. 為了降低工程造價(jià),水工建筑天然建筑材料產(chǎn)地的選擇必須在保證質(zhì)量和數(shù)量要求的前提下,從以下原則加以考慮:由近而遠(yuǎn);先上游后下游;先正常高水位以下后正常高水位以上;先地下水位以上后地下水位以下;先開(kāi)采運(yùn)輸條件好的后開(kāi)采運(yùn)輸條件差的;先集中放地后分散產(chǎn)地.對(duì)于線狀建筑物則應(yīng)沿線選擇建材產(chǎn)地.第二節(jié) 天然建筑材

5、料的質(zhì)量要求 不同工程建筑對(duì)所采用的天然建筑材料有不同的質(zhì)量要求.下面扼要地?cái)⑹鲆幌聨追N需要天然建筑材料最多的工程對(duì)其所采用的天然建筑材料質(zhì)量的要求.一、堆石壩和砌石壩所用的塊石和條石 堆石壩、砌石壩所需用的塊石、條石應(yīng)是堅(jiān)硬的巖石,其抗風(fēng)化(在北方還包括抗凍)性強(qiáng),在水的作用下不致軟化或膨脹。經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)式樣后,再結(jié)合壩型和壩高的要求來(lái)確定其是否適用.一般情況下所要求的主要技術(shù)指針如圖61所示。 表61 堆石壩和砌石壩所用的技術(shù)指針項(xiàng)目名稱(chēng)技術(shù)指標(biāo)凍融25此后抗壓強(qiáng)度R(MN/m2)50 軟化系數(shù)0.85 飽和系數(shù)0.8% 硫酸鹽或硫化物含量換算成SO3(%)1.0%此外,塊石的密度應(yīng)大于2.4

6、103kg/m3，用于高流水部位護(hù)坡的石其硬度不應(yīng)小于5。二、用作混凝土骨料的卵礫石和砂 混凝土是以水泥、砂、礫石(或碎石)加水?dāng)嚢韬竽潭傻娜嗽焓?其中砂、礫石是骨架,而水泥則為膠結(jié)材料,為了保證膠結(jié)牢固而又不浪費(fèi)水泥、凝固后的混凝土有較高的強(qiáng)度,用作骨料的卵礫石和砂，再成分和性質(zhì)方面應(yīng)分別符合下述要求。 （1）卵礫石或碎石 卵礫石或碎石是混凝土的粗骨料,其質(zhì)量如何堆混凝土強(qiáng)度影響很大。組成卵礫石或碎石的巖石應(yīng)堅(jiān)硬,軟弱巖石的碎塊含量應(yīng)小于5%,不得含有粘土團(tuán)塊,礫石表面不得附有粘土膜,蛋白石與膠體狀硅化物得含量不得超過(guò)8%,硫酸鹽及硫化物含量(換算成SO3)應(yīng)小于1%,應(yīng)盡可能不含有機(jī)質(zhì)

7、成分。松散密度應(yīng)大于1.6103kg/m3。 渾圓得、扁平得或狹長(zhǎng)的礫石都會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度,針片狀的含量不應(yīng)超過(guò)15%。尖角狀且表面粗糙的礫石則可提高混凝土的強(qiáng)度,所以碎石混凝土的強(qiáng)度一般要比礫石混凝土的強(qiáng)度高1015%,故高強(qiáng)度的混凝土最好采用碎石作粗骨料。但碎石的孔隙度和總表面積大于礫石,應(yīng)此消耗水泥相對(duì)較多。 為了接生水泥用量,要求礫石間的孔隙體積很消,因此礫石應(yīng)是混粒的,通常用一套標(biāo)準(zhǔn)篩來(lái)測(cè)定礫石的顆粒級(jí)配。標(biāo)準(zhǔn)篩有孔徑為80、40、20、10、5mm 的篩組成。圖61中的斜線部分為符合要求的級(jí)配。粗骨料的質(zhì)量技術(shù)指針歸納于表62中。 表62 粗骨料的質(zhì)量技術(shù)指針項(xiàng)目名稱(chēng)技術(shù)指針密度

8、1.61.9103kg/m孔隙度45%軟弱顆粒含量5%針片狀顆粒含量15%含泥量12%蛋白石及其它無(wú)定形硅質(zhì)巖等有害礦物含量8%有機(jī)質(zhì)含量淺于標(biāo)準(zhǔn)色(淺黃色)凍融損失10%粒度模數(shù)6.59.5砂礫混合密度6.52.1103kg/m硫酸鹽及硫化物含量1%吸水率1.52.5%礫石的粒度模數(shù)可按下式計(jì)算: Mr=(A80+A40+A20+A5+5100)/100 (61) 式中，孔徑為礫石的粒度模數(shù); A80、A40、A20、A5 分別為孔徑80、40、20、10、5mm篩上各累積篩余百分?jǐn)?shù);5為孔徑小于5mm的各篩上累積篩余百分?jǐn)?shù)的總和。 (二)砂 砂是混凝土的細(xì)骨料,其顆粒形狀堆混凝土的強(qiáng)度影響

9、液很大,有棱角的山砂與水泥的結(jié)合力較渾圓的河砂為高。但山砂中混的雜質(zhì)較多,由于淘洗相當(dāng)困難,故采用較純凈的河砂反而更有利些。砂有粗、中、細(xì)之分。細(xì)砂總表面積較大,包圍這種砂粒所需的水泥漿較多。粗砂總表面積較細(xì)砂消,但若砂子過(guò)粗又會(huì)使混凝土拌和無(wú)析出過(guò)多水分(工程上稱(chēng)為泌水現(xiàn)象)影響混凝土的易性。故拌混凝土的砂不能過(guò)也不能過(guò)粗,而宜用混合砂。通常是采用一套專(zhuān)門(mén)篩進(jìn)行篩分來(lái)評(píng)價(jià)混合砂的級(jí)配是否適宜。這套專(zhuān)門(mén)篩是由孔徑為5.0、2.5、1.2、0.6、0.3、和0.15mm的篩組成。通過(guò)某一篩和不能通過(guò)某一篩的顆粒含量應(yīng)符合圖62的要求,圖中有斜線的部分即為符合要求的級(jí)配。砂料是否符合要求,還可用粒

10、模數(shù)和平均粒徑來(lái)表示。符合要求的砂粒起粒度模數(shù)為2.53.5，若小于2則不宜采用,平均粒徑則以0.350.45mm為宜。 砂料的模度數(shù)可按下式計(jì)算: Mn=(A2.5+A1.2+A0.6+A0.3+A0.15)/100 (62) 式中, Mn表示砂粒的粒模數(shù); A2.5、A1.2、A0.6、A0.3和A0.15分別系孔徑為2.5、1.2、0.6、0.3和0.15mm各篩上的累積篩余百分?jǐn)?shù)。砂粒的平均粒徑可按下式計(jì)算: Dcp=3( 式中,Dcp為砂料的平均粒徑,但這種砂料在自然界式少見(jiàn)的。含有一定數(shù)量長(zhǎng)石的砂料還是可以應(yīng)用的,長(zhǎng)石含量高達(dá)30%40%的花崗巖分化砂亦可作為混凝土骨料。砂中常見(jiàn)的

11、有害成分有云母、粘土、硫酸鹽和硫化物、有機(jī)質(zhì)和堿活化反應(yīng)物質(zhì)(表63 )。 表63 容易產(chǎn)生堿活化反應(yīng)的巖石巖 石 名 稱(chēng)產(chǎn) 生 堿 活 化 反 應(yīng) 的 成 分硅質(zhì)巖:蛋白石燧石 玉髓質(zhì)燧石 硅質(zhì)石灰石蛋白石玉髓玉髓及蛋白石火山巖:流紋巖及流紋巖質(zhì)凝灰石英安巖及英安巖質(zhì)凝灰石安山巖及安山巖質(zhì)凝灰石玻璃質(zhì)、結(jié)晶玻璃質(zhì)以及磷灰石變質(zhì)巖:千枚巖水云母其它巖石:含有細(xì)脈狀、斑狀的蛋白石、玉髓及磷灰石的巖石 云母使水泥膠結(jié)不牢;粘土多吸附于砂粒表面,阻礙水泥與砂粒膠結(jié);硫酸鹽和硫化物易使水泥受侵蝕;有機(jī)質(zhì)則灰降低混凝土的強(qiáng)度。所謂堿活化反應(yīng)物質(zhì),是指與堿(Na2O+K2O)含量超過(guò)0.6%的水泥發(fā)生反應(yīng)

12、并產(chǎn)生體積膨脹從而形成的二氧化硅,水韻母也灰產(chǎn)生這種反應(yīng)。用作骨料的沙土中,各種有害物質(zhì)的 允許含量見(jiàn)表64。 表64 砂料中有害雜質(zhì)的允許含量雜質(zhì)名稱(chēng)位于水位變化帶的混凝土位于水下的混凝土普通混凝土粘土：淤泥及細(xì)碎屑總含量(%)355粘土含量(%)132硫酸鹽及硫化物含量(以SO3重量計(jì))(%)111云母含量(%)111有機(jī)質(zhì)含量(%)用比色法檢查,砂料上方溶液的著色不得深于標(biāo)準(zhǔn)色,如深于標(biāo)準(zhǔn)色則需用砂料拌制砂漿進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn),其強(qiáng)度不得低于先用石灰水后用清水沖洗的同種砂所制砂漿的強(qiáng)度.堿活性物質(zhì)含量(%)水泥含堿量超過(guò)0.6%時(shí)應(yīng)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)研究三、用于反濾層的砂和礫石 反濾層的作用是預(yù)防潛蝕,

13、它必需順利地派水以降低孔隙水壓,有必需能阻礙細(xì)顆粒通過(guò)反濾層地孔隙隨水流走。所以它必需具有較強(qiáng)地滲透性而又不被溶解和自行淤塞。起具體要求是:卵礫石應(yīng)未經(jīng)風(fēng)化且耐風(fēng)化、堅(jiān)硬、不易為水所軟化和溶解;滲透性大,起滲透系數(shù)至少應(yīng)為被保護(hù)土滲透系數(shù)地50100倍；有機(jī)質(zhì)含量和可融性鹽的含量與壩體土料的要求相同；礫石、卵石應(yīng)有較高的抗凍性，卵礫石本身的孔隙率最好不要超過(guò)4%；砂和粒石中粒徑小于0.1mm的顆粒(即含泥量)不應(yīng)對(duì)于5%，且不應(yīng)含有大量粒徑小于0.05mm的粉土和粘土顆粒，如含量超過(guò)上述要求，應(yīng)進(jìn)行淘洗和過(guò)篩分選。對(duì)于土壩心墻兩側(cè)的過(guò)濾層，經(jīng)過(guò)充分論證后，其含泥兩標(biāo)準(zhǔn)可以適當(dāng)放寬，有的可達(dá)51

14、2%。 反率層用砂礫料的質(zhì)量技術(shù)指針見(jiàn)表65 表65 反濾層用砂礫料的質(zhì)量技術(shù)指針項(xiàng)目名稱(chēng)技術(shù)指針級(jí)配要求晝均勻.為避免堵塞,小于0.1的顆粒不得超過(guò)5%不均勻系數(shù)(D60/ D10 )=8顆粒形狀無(wú)片狀和針狀顆粒含泥量(粘粉)5m/d對(duì)塑性指數(shù)大于20的粘土地基第一層粒度的D50當(dāng)2時(shí), D50 =50當(dāng)2=5進(jìn), D50 4045卵石和70碎石的含量=50不超過(guò)總重的30%嚴(yán)寒地區(qū)255寒冷地區(qū)204溫暖地區(qū)153 表67 根據(jù)卵石中20-40顆粒數(shù)量摻入540粒徑碎石的數(shù)量20-40顆粒占礫石的總重量（%）2030405060708090摻入碎石最少為礫石的%20253040557085

15、100 如果缺乏礫石，也呆以用砂作道渣材料。以粒徑大于1的較純石英砂為最好，如果細(xì)粒含量過(guò)高，則透水性不良，需經(jīng)淘洗后才能用。其技術(shù)指針如表68所示 表68用作道渣砂子的技術(shù)要求砂子的成分0。5的顆粒0。1的塵末用膨脹法測(cè)定的粘土含量基本上為石英砂，或石英砂最少占50%應(yīng)超過(guò)總重的50%不能超過(guò)總重的10%不能超進(jìn)總重的2%五、用于土壩的土料 （一）均質(zhì)土壩 筑壩土料必須透水性低，易于壓密，壓縮性低，抗剪強(qiáng)度高，在水的浸泡下不易溶解、軟化或產(chǎn)生體積膨脹。這樣才能保證筑成的大壩密實(shí)、不透水和穩(wěn)定。為了保證不透水，就必須有足夠的細(xì)顆粒，一般規(guī)定0。074（通過(guò)200號(hào)篩O的細(xì)顆粒京戲約為1020%

16、。易于壓密，就要求土的各種顆?；旌线m當(dāng)，土內(nèi)孔隙最水，經(jīng)壓密后土粒相互嵌合使土密實(shí)、不透水和具有較高的抗剪強(qiáng)度。因此，其不均勻系數(shù)（或（Kn）以等于100300為最好。為了保證抗剪強(qiáng)度高，還要求土中具有一定數(shù)量的砂礫粒組。為了保證在水的浸泡下產(chǎn)生大的變化，要求土的可溶鹽會(huì)計(jì)師很少，易于產(chǎn)生化學(xué)變化的有機(jī)質(zhì)含量應(yīng)小于5%，容易吸水膨脹、失水收縮的粘粒含量以1030%為宜 為了保證施工時(shí)易于壓密 ，要求土料的天然含水率接近其最優(yōu)含水率，即壓密后能達(dá)到最大于容重的含水率，一般此含水率接近于土的塑限含水率。 （ 二）非均質(zhì)土壩 當(dāng)筑均質(zhì)土壩同時(shí)保證抗剪強(qiáng)度高和透水性低有困難時(shí),可采用有不透水的防滲心墻

17、或斜墻和砂礫石外殼的多種土質(zhì)壩即非均質(zhì)壩. 壩殼填筑料,可用各種土料和砂礫石料,但其壓實(shí)容重應(yīng)大于2*103kg/m3,抗剪強(qiáng)度較高,值不小于30,以保證壩坡有較高的穩(wěn)定性,并適當(dāng)節(jié)省工程量.此外,土石料還應(yīng)具有較高的抗水、抗風(fēng)化性,抗水性較差易變形的泥炭土、沼澤土、含冰凍土、鹽漬土,易溶解風(fēng)化的碎石礫石土,易液化的粉細(xì)砂土等,一般不宜采用. 防滲體土料,要標(biāo)其滲透系數(shù)小于10-4-10-5 cm/s,小于壩殼填筑料滲透系數(shù)的50100倍,粘粒含量為3040%,塑性指數(shù)為1720.粘粒含量大于50%,塑性指數(shù)大于20的土,既難于壓實(shí),且干濕變化時(shí)體積變化也較大,易于使防滲體開(kāi)裂,故不宜采用.對(duì)

18、于可溶鹽、有機(jī)質(zhì)的含量及天然含水率的要求與均質(zhì)土壩的土料相同.一般以亞粘土、重亞粘土及輕粘土為宜.水電部第五工程局所建議的理想土料的顆粒級(jí)配曲線如圖63所示.第三節(jié) 天然建筑材料的儲(chǔ)量計(jì)算 一、儲(chǔ)量計(jì)算的精度和數(shù)量要求 不同勘察階段,對(duì)計(jì)算儲(chǔ)量與實(shí)際儲(chǔ)量間誤差的要求是不同的,計(jì)算儲(chǔ)量數(shù)與超過(guò)設(shè)計(jì)需要量的倍數(shù)也是不同的. 踏勘階段一般只提出C級(jí)儲(chǔ)量,由于此時(shí)勘探資料較少,誤差較大,但不應(yīng)超過(guò)產(chǎn)地實(shí)際儲(chǔ)量的4050%.勘探儲(chǔ)量不得小于設(shè)計(jì)需要的3倍.初查階段應(yīng)提出B+C極儲(chǔ)量,其誤差應(yīng)不超過(guò)40%勘探儲(chǔ)量應(yīng)為設(shè)計(jì)需要量的2.53倍.詳查階段要提郵A+B級(jí)儲(chǔ)量,其誤差不得超過(guò)15%.勘探儲(chǔ)量與設(shè)計(jì)需

19、要量的比率為:土料1.52倍,混凝土用的砂礫石料22.5倍;塊、條石料23倍. 二、儲(chǔ)量計(jì)算的依據(jù)條件 (一)可采層界限的確定 為了進(jìn)行儲(chǔ)量計(jì)算,必須確定可采層邊界以圈定其分布范圍.可采層的界限可分為上、下限和側(cè)限.上限一般惟上復(fù)肅離層的底板為界;下限則以可采層的下接口為止,當(dāng)可采層的厚度較大,一部分雙處在地下水位以下時(shí),則可分為水上儲(chǔ)量和水下儲(chǔ)量,兩者的界限一般以枯水期的地下水位為準(zhǔn),此接口及其以下直到可能開(kāi)采的最大深度為止即為水下儲(chǔ)量的上下限;側(cè)限則根據(jù)可采層的延伸情況結(jié)合周?chē)匦魏鸵延薪ㄖ锴闆r進(jìn)行考慮.對(duì)可采層范圍內(nèi)的無(wú)用夾層,應(yīng)按其實(shí)際厚度劃出,計(jì)算進(jìn)應(yīng)從可采層中扣除. (二)分類(lèi)含

20、量計(jì)算 如果呆采層的各個(gè)部分,天然建筑材料的性質(zhì)有較大變化(特別是在垂直方向上)時(shí),統(tǒng)一計(jì)算會(huì)影響成果的準(zhǔn)確性.,也會(huì)影響材料的質(zhì)量,故應(yīng)按材料性質(zhì)進(jìn)行粗略地分類(lèi),分別計(jì)算出各類(lèi)的儲(chǔ)量.若可采層的厚度不大,也可不必分類(lèi).(三)劃出圈定范圍內(nèi)的非開(kāi)采地段.這主要是指具有以下情況的地段: 1、可采層厚度小于極限可采厚度; 2、剝離層或無(wú)用夾層過(guò)厚; 3、可采層質(zhì)量降低乃至不符合質(zhì)量要求 此外,還應(yīng)該考慮到由于非開(kāi)采地段的劃分,勢(shì)必還會(huì)影響到一部分可采層的開(kāi)采因此這部分儲(chǔ)量也應(yīng)從勘探儲(chǔ)量中扣除.三、儲(chǔ)量計(jì)算的方法 (一)平均厚度法 當(dāng)?shù)匦纹教?、可采層厚度比較穩(wěn)定、勘探點(diǎn)布置均勻時(shí),采用此法很容易用算

21、術(shù)平均值法求得可采層的平均厚度,乘以根據(jù)可采層的界限而確定的計(jì)算面積,即可得到體積. (二)平行斷面法 當(dāng)可采層稍有仰面斜,勘探坑孔布置基本為互相平行的勘探線進(jìn),即呆用勘探斷面來(lái)控制儲(chǔ)量計(jì)算.根據(jù)各斷面可采層的長(zhǎng)度和厚度,即可算出各斷面上可采面積F1、F2 ,相鄰斷面間距L1、L2 .是知道的,這樣就可逐個(gè)算出相鄰兩斷面間可采層的體積V1、V2 .,即 V1=( F1+ F2 ) L1/2把V1、V2 .相加,即可得到該產(chǎn)地某一可采層體積之總和. (三)三角形法 當(dāng)產(chǎn)地的地形高差變化較大,可采層厚度不穩(wěn)定,勘探坑孔間距不等或勘探線不夠規(guī)則進(jìn),可將各勘探點(diǎn)相互連成三角形網(wǎng),各個(gè)三角形的面積乘其三

22、個(gè)頂點(diǎn)的可采層平均厚度,即呆分別求得各三角形范圍內(nèi)可采層的體積然后逐一相加即可得到可采層的部體積. (四)等值線法 當(dāng)勘探坑孔的數(shù)量很多,足以精確地畫(huà)出開(kāi)采層的等厚線進(jìn),用等值層間的面積乘以相應(yīng)的可采層厚度,即可逐步計(jì)算出可采層的體積這一方法足夠精確,但繪制等值線較復(fù)雜.若勘探坑孔的數(shù)量較少,則此法的精度也就會(huì)顯著降低,乃至不宜采用.必須指示,用以上方法計(jì)算出來(lái)的只是可采層的體積,還 是設(shè)計(jì)所需要的儲(chǔ)量,對(duì)于石料還需乘以成料率;砂礫石料還需乘以含砂率和含礫率,才能分別得到空位各處的儲(chǔ)量,即為勘探儲(chǔ)量.第四節(jié) 天然建筑材料的開(kāi)采加工及運(yùn)輸條件的研究. 在天然建筑材料的普查勘探中,應(yīng)當(dāng)隨時(shí)注意研究

23、開(kāi)采、加工各運(yùn)輸條件. 研究開(kāi)采條件時(shí),首先應(yīng)考慮開(kāi)采層厚度和剝離層厚度之比,它直接影響開(kāi)采的難易程度和經(jīng)濟(jì)合理性.一般讓他為二暑 之比大于4:1時(shí),則開(kāi)采該天然建筑材料在經(jīng)濟(jì)上是合理的.開(kāi)采層的厚度最好不上于3m,過(guò)薄則不易開(kāi)采、不經(jīng)濟(jì).剝離層的厚度主要取決于開(kāi)采層產(chǎn)狀和地形特征;其次應(yīng)研究水文地質(zhì)條件,在地下水位惟下開(kāi)采非常困難開(kāi)采工作的成本也因此而顯著提高,甚至使重開(kāi)采工作不符合經(jīng)濟(jì)合理的原則.與開(kāi)采層有聯(lián)系的地表水位對(duì)開(kāi)采條件也很重要,在選擇產(chǎn)地時(shí)也應(yīng)考慮.例如,開(kāi)采砂礫石層時(shí),河漫灘就不如階地有利,因?yàn)?其水位以上的部分厚度較小且易被洪水淹沒(méi);開(kāi)采石料應(yīng)特別注意巖石裂隙發(fā)育情況.巖石

24、被裂隙分割的程度,直接影響到石料的強(qiáng)度和用途.,裂隙的產(chǎn)狀也在不同程度上控制著開(kāi)采的方向,方法和速度;開(kāi)采時(shí)斜坡的穩(wěn)定條件也是影響開(kāi)采工作的重要因素,必須根據(jù)剝離層和開(kāi)采層的巖性及地質(zhì)結(jié)構(gòu)作出正確的診斷影響. 研究加工條件時(shí),主要應(yīng)考慮淘洗條件因此開(kāi)采聲與到水地的配合非常重要. 在研究運(yùn)輸條件進(jìn),主要應(yīng)考慮淘洗條件因此開(kāi)采聲與取水地的配合非常重要. 在研究運(yùn)輸條件時(shí),既要比較運(yùn)送距離的遠(yuǎn)近,也要比較運(yùn)送的方式.如有無(wú)運(yùn)輸干線,能否彩溜索或纜車(chē),能否采用浮運(yùn)等. 以上幾個(gè)方面都是決定天然建筑材料成本的重要因素.它們都會(huì)影響到建筑物的造價(jià).右見(jiàn)選定一個(gè)優(yōu)良的建筑材料產(chǎn)地是一個(gè)相當(dāng)重要而需認(rèn)真研究的

25、問(wèn)題,解決好這一問(wèn)題敢是工程地質(zhì)勘察的重要任務(wù)之一.第五節(jié) 天然建筑材料的勘察要點(diǎn)一、天然建筑材料的普查 前已述及,天然建筑材料的普查是在各可能的建筑聲地(水工建筑的壩址)附近,調(diào)查各種天然建筑材料產(chǎn)地位置、大臻的質(zhì)量和數(shù)量、開(kāi)采運(yùn)輸條件為選定建筑聲地和建筑物類(lèi)型提供依據(jù).調(diào)查的范圍應(yīng)本著就地取材的原則來(lái)確定.例如水工建筑的天然建筑材料調(diào)查范圍,一般是在以壩址為中心以3km為半徑的范圍之內(nèi),最好是在擬建壩址的上游,以便 減少農(nóng)田的占用量和利于浮運(yùn),如果此范圍內(nèi)確定沒(méi)有符合要求的產(chǎn)地,才可適當(dāng)?shù)氐骄嚯x壩址較遠(yuǎn)的地方去找. (一)石料的普查工作 應(yīng)以1:10000-1:25000的地質(zhì)巖性圖為依據(jù)

26、,如不具備此條件,在普查理應(yīng)配合進(jìn)行地質(zhì)測(cè)繪工作.調(diào)查工作主要沿溝谷進(jìn)行,若溝谷是垂直巖層走向發(fā)育的就更理想.在已發(fā)現(xiàn)的石料露頭帶首先應(yīng)確定其技術(shù)性質(zhì),并研究其產(chǎn)狀看不否可以采用露天開(kāi)采.如石料為水平或近于水平產(chǎn)狀的沉積巖或變質(zhì)巖,應(yīng)確定其剝離層厚度.巖層傾斜有時(shí)對(duì)開(kāi)采更為有利.開(kāi)采深度受采石聲最大深度(3050m)和地下水位的限制,所認(rèn)應(yīng)配合適當(dāng)坑孔查明地下水位的坦深;如石料為巖漿巖體,普查方法應(yīng)根據(jù)其產(chǎn)狀定.巖漿巖的技術(shù)性質(zhì)比較均一,因此主要任務(wù)是布置適當(dāng)坑孔查明風(fēng)化殼厚度,及風(fēng)化對(duì)巖石物理力學(xué)性質(zhì)的影響.勘探方向應(yīng)與地形上最大坡度的方向一致,各坑孔都應(yīng)深至基巖(新鮮巖石).勘探線12條,

27、每條線上3個(gè)坑孔. (二)松散材料的普查工作 應(yīng)以詳細(xì)的第四紀(jì)地質(zhì)圖為依據(jù),若無(wú)此類(lèi)圖件,在普查中應(yīng)同時(shí)進(jìn)行詳細(xì)的第四紀(jì)地質(zhì)和地貌測(cè)繪.由于這些材料主要產(chǎn)于河漫灘和河階地上,因此首要的工作是尋找開(kāi)闊的河漫灘和階地,研究其寬度、結(jié)構(gòu)、疏松土石的厚度，并初步鑒定材料的質(zhì)量。對(duì)于有可能產(chǎn)出大量砂礫石的地帶，如支流入口處，河流彎曲帶，尖進(jìn)行詳細(xì)研究。勘探線應(yīng)垂直河流布置，并根據(jù)沉積層的厚度決定采用試坑或鉆孔?？涌组g距取決于該區(qū)地貌條件，狹窄河谷每條勘探線上12個(gè)坑孔，當(dāng)河漫灘或階地較寬（300m以上）時(shí)，則可布置34個(gè)坑孔。二、天然建筑材料的普查工作 勘探工作是在通過(guò)普查工作所初步選定的產(chǎn)地上進(jìn)行。為

28、便于編制較長(zhǎng)件和計(jì)算儲(chǔ)量，勘探網(wǎng)應(yīng)呈方形或矩形；為了減少工作量，勘探點(diǎn)的耐應(yīng)盡量利用天然露頭及天然剖面。 （一）石料產(chǎn)地的勘探 勘探石料產(chǎn)地進(jìn)，應(yīng)探明剝離層厚度及其變化、開(kāi)采層性質(zhì)的變化，并據(jù)此進(jìn)行分層。勘探坑孔也分為僅空過(guò)剝離層的輔助坑孔和探至計(jì)劃開(kāi)采深度的主要坑孔。坑孔按方格網(wǎng)布置，先進(jìn)行輔助坑孔以確定開(kāi)采范圍。 勘探線應(yīng)沿著巖層的走向、傾向或巖體的延伸方向布置，勘探點(diǎn)間距一般取決于開(kāi)采層類(lèi)型及巖性的均一程度，另一方面也取決于要求的儲(chǔ)量級(jí)別。巖性變化小，坑孔間距可達(dá)300m，但每一勘探線上不應(yīng)少于3個(gè)。當(dāng)巖性變化大時(shí)則坑孔網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)相應(yīng)加密，但一般間距仍不小于100-200m。 （二）松散材料產(chǎn)地的勘探 在河漫灘和階地睛，勘探線的方向應(yīng)與河流方向垂直。進(jìn)行B級(jí)儲(chǔ)量勘探時(shí)，如產(chǎn)地順河方向的長(zhǎng)度小于1km，由勘探線間距為100200米；長(zhǎng)度大于1km，勘探線間距則可增至300km?？碧骄€上坑孔的間距則視產(chǎn)地寬度而定，但最少要3個(gè)坑孔。為求