，

(1.中國(guó)電建集團(tuán)中南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，長(zhǎng)沙 410014；2.長(zhǎng)江水利委員會(huì)綜合管理中心，武漢 430010)

1 工程概況

托巴水電站是瀾滄江干流上游河段(云南省境內(nèi))規(guī)劃的第四個(gè)梯級(jí)，樞紐主要建筑物由擋水建筑物、泄洪建筑物、右岸地下引水發(fā)電系統(tǒng)等組成，其中攔河壩采用碾壓混凝土重力壩，最大壩高158m，電站總裝機(jī)容量1400MW。

托巴水電站主體及導(dǎo)流工程混凝土總量約393.89萬(wàn)m3(含噴混凝土)，高峰時(shí)段混凝土澆筑量約158.54萬(wàn)m3，共持續(xù)8個(gè)月，高峰時(shí)段月最大澆筑強(qiáng)度達(dá)18.77萬(wàn)m3。

經(jīng)綜合比選，工程料源規(guī)劃方案優(yōu)先采用主體工程開(kāi)挖利用料作為混凝土骨料料源，不足部分由古松石料場(chǎng)開(kāi)采補(bǔ)充。經(jīng)計(jì)算，需要由古松料場(chǎng)補(bǔ)充開(kāi)采有用料約201萬(wàn)m3。

古松料場(chǎng)位于壩址上游左岸，距離壩址0.5～1km，自然坡度一般為35°～43°，局部大于50°。由于地形陡峻，開(kāi)采道路布置困難，同時(shí)距壩址較近，對(duì)大壩施工干擾較大，因此如何規(guī)劃料場(chǎng)開(kāi)采運(yùn)輸方案是料場(chǎng)開(kāi)采運(yùn)輸設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。

2 料場(chǎng)概況

古松料場(chǎng)位于壩址上游左岸，距離壩址0.5～1km。料場(chǎng)區(qū)分布高程1660～2300m；高程2200m以下自然坡度一般為35°～43°，其中高程1770m以下有高達(dá)20～35m的陡崖；高程2200m以上地形坡度一般為10°～25°，其中高程2205m左右分布一緩坡平臺(tái)。

料場(chǎng)高程1810m以下大部分基巖裸露；高程1830～2030m有部分基巖出露。料場(chǎng)區(qū)內(nèi)基巖為塊狀輝長(zhǎng)巖，中下部地表以弱風(fēng)化的灰綠色輝長(zhǎng)巖為主，中上部地表以崩坡積物為主。料場(chǎng)頂部緩坡地帶分布崩坡積物及殘坡積物(Qcol+edl)，主要為粉質(zhì)黏土、塊石夾碎石，一般厚10～33m；料場(chǎng)中上部崩坡積物一般厚10～20m，局部達(dá)30m。在料場(chǎng)下部左岸公路沿線分布崩積物(Qcol)，一般厚10～40m。

以1980m高程為界，以上為A區(qū)，以下為B區(qū)。A區(qū)無(wú)用層體積為691萬(wàn)m3，有用層儲(chǔ)量598萬(wàn)m3；B區(qū)無(wú)用層體積為295萬(wàn)m3，有用層儲(chǔ)量644萬(wàn)m3。

3 料場(chǎng)開(kāi)采范圍確定

根據(jù)地形、地質(zhì)資料分析，A區(qū)表面覆蓋層相對(duì)較厚，最大厚度約30m，地勢(shì)相對(duì)較緩，高程2200m以上地形坡度一般為10°～25°，在高程2205m左右分布一寬25～55m緩坡平臺(tái)，有利于開(kāi)采布置；B區(qū)表面覆蓋層相對(duì)較薄，一般厚度6～10m，但是地勢(shì)較陡，自然坡度一般為35°～43°，局部大于50°，開(kāi)采施工道路修建困難，開(kāi)采布置條件較差。

對(duì)料場(chǎng)A、B開(kāi)采區(qū)進(jìn)行兩個(gè)開(kāi)采方案布置規(guī)劃， 從兩個(gè)開(kāi)采方案比較看，開(kāi)采A區(qū)棄渣量大，棄渣場(chǎng)地較遠(yuǎn)，不能采用溜井運(yùn)輸方案，須全部采用自卸汽車運(yùn)輸，毛料運(yùn)距遠(yuǎn)，運(yùn)輸需要穿越古松村莊，易產(chǎn)生社會(huì)矛盾，同時(shí)其開(kāi)采后邊坡為覆蓋層，處理工程量大；B區(qū)的開(kāi)采方案，邊坡處于水庫(kù)正常蓄水位以下，但是高于施工期度汛水位1675.66m，需要對(duì)邊坡進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)，將增加部分支護(hù)工程量，另外，由于砂石加工系統(tǒng)設(shè)在左岸下游松坡，料場(chǎng)開(kāi)采的毛料運(yùn)輸需要穿越壩區(qū)，交通布置困難，施工干擾大(見(jiàn)圖1)。

圖1 料場(chǎng)平面布置圖

綜合比較，從確保骨料質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)性考慮，考慮擬采用B區(qū)開(kāi)采方案。

4 有用料開(kāi)采運(yùn)輸方案

根據(jù)料場(chǎng)B區(qū)地形條件，對(duì)毛料開(kāi)采運(yùn)輸進(jìn)行了公路運(yùn)輸方案、溜井+公路運(yùn)輸方案及溜井+膠帶機(jī)運(yùn)輸方案3個(gè)運(yùn)輸方案的比較。

4.1 公路運(yùn)輸方案

考慮砂石加工系統(tǒng)布置在左岸下游，出料方向?yàn)橄掠?，因此公路布置在料?chǎng)下游側(cè)。

公路運(yùn)輸方案共布置5層運(yùn)輸?shù)缆?，由于料?chǎng)距壩軸線水平距離僅800m，料場(chǎng)運(yùn)輸?shù)缆沸杞Y(jié)合壩區(qū)施工道路，主要利用左岸上纜機(jī)平臺(tái)道路布置。高程1740m以上有用料均繞壩頭至下游砂石加工系統(tǒng)。高程1740m以下有用料運(yùn)輸，經(jīng)壩體預(yù)留通道至下游粗碎車間。

運(yùn)料主干道路面寬7m，支線道路路面寬4m。道路平均設(shè)計(jì)坡度小于8%，最大不超過(guò)10%，運(yùn)輸?shù)缆房傞L(zhǎng)度5.5km。該方案布置見(jiàn)圖2。

圖2 古松料場(chǎng)開(kāi)采布置

4.2 溜井+公路運(yùn)輸方案

該料場(chǎng)開(kāi)采高差大，地勢(shì)陡，運(yùn)輸?shù)缆沸藿ɡщy，適合采用溜井運(yùn)輸方式。

由于該料場(chǎng)自然地勢(shì)較陡，料層開(kāi)挖厚度相對(duì)不大，無(wú)法布置料場(chǎng)內(nèi)直通料場(chǎng)底部的垂直溜井，同時(shí)料場(chǎng)周邊地形較陡，運(yùn)料道路布置困難，亦難以布置料場(chǎng)外溜井，因此根據(jù)料場(chǎng)地形地質(zhì)條件，布置了斜溜槽接垂直溜井方案和斜溜槽接斜溜井2種方案。

a.斜溜槽接垂直溜井方案。在料場(chǎng)內(nèi)高程1848～1824m設(shè)置一溜槽下接垂直溜井，溜槽傾角55°，斷面為梯形，底寬為6m。溜井頂高程1824m，溜井底高程1740m，溜槽加溜井高度為108m，溜井負(fù)責(zé)高程1764m以上有用料垂直運(yùn)輸，至高程1740m平洞后再用自卸汽車經(jīng)沿江公路轉(zhuǎn)運(yùn)至下游砂石加工系統(tǒng)粗碎車間；高程1764m以下有用料直接采用汽車運(yùn)輸至下游粗碎車間。該方案剖面見(jiàn)下頁(yè)圖3。

圖3 斜溜槽接垂直溜井方案剖面

b.斜溜槽接斜溜井方案。在料場(chǎng)內(nèi)高程1848～1824m設(shè)置一溜槽下接斜溜井，溜槽設(shè)計(jì)同上。斜溜井頂高程1824m，底高程1704m，斜溜井傾角為70°，溜槽加溜井高度為144m。溜井負(fù)責(zé)高程1692m以上有用料垂直運(yùn)輸至高程1669m平洞，再接高程1680m道路經(jīng)壩體預(yù)留通道至下游松坡砂石系統(tǒng)粗碎車間。該方案剖面見(jiàn)圖4。

圖4 斜溜槽接斜溜井方案剖面

鑒于斜溜槽接垂直溜井方案溜井布置困難，且高程1764m以下有用料仍需要采用汽車運(yùn)輸，溜井作用不大，因此該階段推薦采用斜溜槽接斜溜井方案。

參照類似工程施工經(jīng)驗(yàn)，選用1條φ6.0m的溜井，其運(yùn)輸能力可以滿足料場(chǎng)開(kāi)采運(yùn)輸要求。運(yùn)料道路只設(shè)高程1680m道路，向下游經(jīng)過(guò)導(dǎo)流隧洞進(jìn)口邊坡，在壩體高程1687m預(yù)留通道，向下游與沿江公路連接，運(yùn)料主道路總長(zhǎng)度2.2km。

4.3 溜井+膠帶機(jī)運(yùn)輸方案

該方案與斜溜槽接斜溜井方案布置基本相同，僅采用膠帶機(jī)運(yùn)輸代替汽車運(yùn)輸，以減少汽車運(yùn)料對(duì)壩區(qū)的施工干擾。在溜井底部高程1669m處設(shè)置一條5m×4.5m(寬×高)的膠帶機(jī)運(yùn)輸洞，直通下游砂石加工系統(tǒng)半成品堆場(chǎng)，石料經(jīng)粗碎后由膠帶機(jī)運(yùn)至下游砂石加工系統(tǒng)。膠帶機(jī)洞長(zhǎng)度為1900m。

4.4 運(yùn)輸方案比較與選擇

公路運(yùn)輸方案由于料場(chǎng)區(qū)地形坡度大，自然坡度一般為35°～43°，局部大于50°，修建運(yùn)輸?shù)缆防щy，局部地段上、下層道路難于布置，可能需要采用隧洞穿越方式，道路修建工程量大；此外上料場(chǎng)頂高程1848～1812m道路需要穿越纜機(jī)平臺(tái)和壩頭施工區(qū)，所有運(yùn)料道路均集中布置在料場(chǎng)和壩區(qū)之間，區(qū)間距離僅800m，與壩區(qū)施工干擾大，存在運(yùn)料車輛長(zhǎng)距離重載下行安全性較差等不利條件，因此公路運(yùn)輸方案被首先放棄。

對(duì)于溜井+公路運(yùn)輸方案，主要問(wèn)題在于溜井放料能力、可能出現(xiàn)堵礦以及對(duì)壩區(qū)施工干擾等。對(duì)于溜井放料能力，目前國(guó)內(nèi)已有多例成功經(jīng)驗(yàn)，選用1條φ6.0m的溜井，運(yùn)輸能力可以滿足料場(chǎng)開(kāi)采運(yùn)輸要求。堵料將對(duì)溜井通過(guò)能力產(chǎn)生一定影響，需要嚴(yán)格控制超徑石下井。從目前國(guó)內(nèi)溜井運(yùn)行情況看，只要操作合理，加強(qiáng)管理，可以避免堵井發(fā)生，即使發(fā)生也可以處理，一般堵井一次影響約1個(gè)星期。

溜井+膠帶機(jī)運(yùn)輸方案對(duì)壩區(qū)施工干擾最小，但是亦存在溜井放料能力、可能出現(xiàn)堵礦等問(wèn)題，該方案需要修建1條長(zhǎng)1900m、斷面為5m×4.5m(寬×高)的膠帶機(jī)運(yùn)輸洞，工程量較大，在考慮設(shè)備采購(gòu)費(fèi)用后其工程總投資相對(duì)較大。

綜合比較，料場(chǎng)有用料運(yùn)輸方案推薦溜井+公路運(yùn)輸方案。

4.5 類似工程經(jīng)驗(yàn)

溜井運(yùn)輸方式在國(guó)內(nèi)外的冶金、煤炭、建材等行業(yè)已被廣泛采用，并在設(shè)計(jì)、運(yùn)行方面取得了較為成功的經(jīng)驗(yàn)，在國(guó)內(nèi)龍灘、錦屏一級(jí)等水電工程的料場(chǎng)開(kāi)采運(yùn)輸中也得到了成功的運(yùn)用。有關(guān)國(guó)內(nèi)外溜井應(yīng)用實(shí)例見(jiàn)下表。

有關(guān)國(guó)內(nèi)外斜溜井應(yīng)用實(shí)例表

5 結(jié) 語(yǔ)

古松石料場(chǎng)地勢(shì)陡峻，距壩址較近，通過(guò)綜合比較后，確定開(kāi)采料場(chǎng)B區(qū)石料，并推薦采用溜井+公路的開(kāi)采運(yùn)輸方案。該方案可以縮短石料運(yùn)距，減少開(kāi)采運(yùn)輸?shù)缆饭こ塘?，?jié)約工程投資，同時(shí)可降低開(kāi)采運(yùn)輸對(duì)壩區(qū)施工的干擾。溜井運(yùn)輸方式在國(guó)內(nèi)外已被廣泛采用，技術(shù)成熟可行。針對(duì)托巴電站古松石料場(chǎng)開(kāi)采，溜井+公路的開(kāi)采運(yùn)輸方案是經(jīng)濟(jì)合理可行的方案。