□劉 磊(開(kāi)封市引黃管理處)

1.工程概況

開(kāi)封市黑崗口調(diào)蓄水庫(kù)位于開(kāi)封市老城區(qū)與開(kāi)封新區(qū)的結(jié)合部，連霍高速公路以南、鄭開(kāi)大道以北、開(kāi)封新區(qū)1號(hào)路以東、連霍高速公路連接線和護(hù)城堤西側(cè)。工程占地面積355.13 ha（鄭開(kāi)大道以北），總庫(kù)容910萬(wàn)m3，水庫(kù)工程等別為Ⅳ等，規(guī)模為小(1)型水庫(kù)。水庫(kù)校核洪水位75.37 m，相應(yīng)庫(kù)容910萬(wàn)m3;正常蓄水位75.00m,相應(yīng)庫(kù)容830萬(wàn)m3，其中興利庫(kù)容630萬(wàn)m3；死庫(kù)容200萬(wàn)m3，水庫(kù)正常蓄水位下平均水深3.4 m，最大水深4.0 m。本工程主要工程量為土方開(kāi)挖量1192萬(wàn)m3，土方填筑量38萬(wàn)m3。建成后，可新增開(kāi)封市引黃灌溉面積1670千ha，同時(shí)還可以向城市供水3000萬(wàn)m3，對(duì)緩解開(kāi)封市水資源的短缺局面，提高應(yīng)對(duì)水資源突發(fā)事件的能力，提高農(nóng)業(yè)灌溉保證率，發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，改善環(huán)境，提高城市品位具有重要意義。

2.土方開(kāi)挖方式介紹

《開(kāi)封市黑崗口引黃灌區(qū)調(diào)蓄工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》2009年7月完成，報(bào)告設(shè)計(jì)土方開(kāi)挖方式：是在防滲墻施工完畢后進(jìn)行的，首先利用推土機(jī)進(jìn)行土方清基，然后結(jié)合管井排水，分塊機(jī)械開(kāi)挖，先開(kāi)挖周邊（留出必要的交通通道），逐步向庫(kù)內(nèi)推進(jìn)的開(kāi)挖程序。周邊開(kāi)挖到位后，順序進(jìn)行護(hù)岸工程施工。庫(kù)區(qū)開(kāi)挖土方水上部分可直接作為回填料使用，不再臨時(shí)堆料，余土堆棄與規(guī)劃棄土場(chǎng)（庫(kù)區(qū)周圍1 km內(nèi)）。表層土采用74k W推土機(jī)鏟除，棄土距離較近采用2.75 m3鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)輸，大于500 m的采用2 m3挖掘機(jī)15 t自卸汽車運(yùn)輸。

3.土方工程施工環(huán)境變化

2011年4月4日土方開(kāi)挖工程正式開(kāi)工。兩年時(shí)間，開(kāi)封城市框架的迅速擴(kuò)大，《開(kāi)封市黑崗口引黃灌區(qū)調(diào)蓄工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》中規(guī)劃的棄土場(chǎng)地已經(jīng)被基建項(xiàng)目所占，棄土條件已不具備，需要重新選定棄土場(chǎng)。根據(jù)工程實(shí)際情況，結(jié)合土地平整，改善土地質(zhì)量，最終重新選定了開(kāi)封市黑崗口引黃灌區(qū)南干渠兩側(cè)的坑塘洼地做為新的棄土場(chǎng)。新選定的棄土場(chǎng)地距離黑崗口水庫(kù)土方開(kāi)挖區(qū)平均達(dá)15 km。由于棄土場(chǎng)地變化，運(yùn)送棄土距離較遠(yuǎn)，若沿用挖掘機(jī)開(kāi)挖自卸汽車運(yùn)輸棄土，會(huì)造成運(yùn)輸路線道路損壞，施工安全難以保證等問(wèn)題。因此，根據(jù)工程實(shí)際情況，需要重新設(shè)計(jì)施工方案。經(jīng)考察調(diào)研，采用水力機(jī)組開(kāi)挖大功率泥漿泵管道加壓運(yùn)送棄土的施工方案符合工程現(xiàn)狀。下面在相同條件下，從施工工期，工程造價(jià)，現(xiàn)場(chǎng)條件適宜性，方案可靠度及安全性等方面就兩種土方開(kāi)挖棄土運(yùn)送方案進(jìn)行闡述比較。

施工條件：土方開(kāi)挖及棄土運(yùn)送工期240 a，挖運(yùn)土方800萬(wàn)m3，棄土運(yùn)送至距離開(kāi)挖區(qū)平均15 km處。

4.棄土挖運(yùn)方案對(duì)比

4.1 挖掘機(jī)開(kāi)挖、自卸汽車運(yùn)輸方案

按照工期要求，若用20 m3自卸汽車運(yùn)輸，每日需2100車次。每車按照每天往返10次計(jì)算，每日需要自卸汽車210臺(tái)連續(xù)運(yùn)行。

4.1.1 工程安全：車輛分布密度：平均每公里14臺(tái)自卸汽車，即每150 m公路兩側(cè)各1臺(tái)自卸汽車，嚴(yán)重影響，運(yùn)土沿途交通秩序，極易出現(xiàn)追尾、撞車等安全事故。

4.1.2 對(duì)公路的損害：本方案，施工期間50萬(wàn)次的運(yùn)輸對(duì)沿途所經(jīng)道路路面造成嚴(yán)重?fù)p壞。

4.1.3 環(huán)境影響：運(yùn)輸過(guò)程中飛塵和散土將嚴(yán)重影響周邊環(huán)境，將增加城市環(huán)衛(wèi)工作量。

4.1.4 工程施工：因庫(kù)區(qū)范圍較大，施工作業(yè)面較廣，建設(shè)期水庫(kù)周邊環(huán)境又相對(duì)復(fù)雜，存在干擾施工的因素較多，因此，難以保證正常的施工秩序。

4.1.5 工程投資：按照水利部[2002]部頒定額分析計(jì)算，每立方米土單價(jià)40.49元，外運(yùn)南干道1000萬(wàn)m3土費(fèi)用約4.049億元。

4.2 水力機(jī)組開(kāi)挖泥漿泵輸送方案

水力機(jī)組開(kāi)挖大功率泥漿泵管道加壓運(yùn)送棄土方案，施工有利條件為：土方開(kāi)挖區(qū)和棄土區(qū)都緊鄰開(kāi)封市黑崗口引黃灌區(qū)干渠，施工用水從黑崗口引黃閘引用黃河水可以得到保證；泥漿管道及高壓線路可鋪設(shè)或架設(shè)到現(xiàn)有干渠內(nèi)，棄土區(qū)緊鄰開(kāi)封市馬家河河道，便于排水。擬采用6 PNL-265水力沖挖機(jī)組，經(jīng)考察調(diào)研，該機(jī)組在200M—600 M時(shí)對(duì)應(yīng)泥漿濃度為26%～30%，計(jì)算取平均值28%，水力沖挖機(jī)組日生產(chǎn)能力計(jì)算詳見(jiàn)表1。

表1 6PN L-265水力沖挖機(jī)組日生產(chǎn)能力計(jì)算表

經(jīng)計(jì)算，1臺(tái)大功率泥漿泵與13臺(tái)水力沖挖機(jī)組相匹配，每條管線每天可開(kāi)挖輸送土方6796 m3，鋪設(shè)6條管道，按照工期要求可完成土方開(kāi)挖任務(wù)。管道布置在現(xiàn)有的干渠渠底，輸送距離平均15 km計(jì)，每條管線需要5次加壓完成輸送。

4.2.1 工程安全：經(jīng)考察調(diào)研，本方案在黃河機(jī)淤固堤工程中廣泛采用，安全性能高。把輸泥管道具體布置在現(xiàn)有的西干渠渠底，一方面減少了施工中協(xié)調(diào)的工作量，另一方面不會(huì)影響到交通秩序，安全可行。

4.2.2 對(duì)公路的損害：本方案采用輸泥管道運(yùn)送棄土，且管道布置在現(xiàn)有干渠渠底，因此對(duì)公路不會(huì)造成損害。

4.2.3 對(duì)環(huán)境的影響：泥漿輸送過(guò)程在封閉的管道中，不會(huì)影響周邊環(huán)境。

4.2.4 工程施工：相對(duì)方案一，本方案施工干擾因素少，保障措施完善。

4.2.5 工程造價(jià)：按照黃委會(huì)[2004]定額計(jì)算，若采用電動(dòng)力，每立方米土方23.35元，1000萬(wàn)m3土方費(fèi)用約為2.335億元；若采用油動(dòng)力，每立方米土方29.09元，1000萬(wàn)m3費(fèi)用約為2.909億元。

綜上所述，黑崗口引黃灌區(qū)調(diào)蓄工程土方開(kāi)挖及運(yùn)送方式若仍采用原設(shè)計(jì)報(bào)告中的挖掘機(jī)開(kāi)挖自卸汽車運(yùn)輸棄土至南干道兩側(cè)的坑塘和低洼地，對(duì)周邊環(huán)境影響大，工程投資高。相對(duì)而言，泥漿泵（電動(dòng)力）輸送棄土，有安全高效，節(jié)省大量投資等優(yōu)點(diǎn)。從水利工程施工方案選擇的實(shí)際出發(fā)，水力機(jī)組開(kāi)挖泥漿泵（電動(dòng)力）管道輸送棄土的施工方案更為合理可行。