□李天宇（遵義水利水電勘測設(shè)計研究院）

1 工程概況

河頭水庫工程由水庫樞紐建筑物和灌區(qū)工程組成。樞紐建筑物由混凝土面板堆石壩、泄洪建筑物和放水建筑物等組成，攔河壩最大壩高65 m；灌區(qū)工程的主要任務(wù)是解決區(qū)域灌溉及農(nóng)村人畜用水，由3條干渠、5條支渠以及4座隧洞、4座倒虹管組成。

工程區(qū)位于揚子準地臺黔北臺隆遵義斷拱鳳岡北北東向構(gòu)造變形區(qū)中部；地貌以中低山侵蝕、巖溶地貌為主；工程區(qū)地震基本烈度小于Ⅵ度；壩區(qū)出露奧陶系湄潭組(O1m)與第四系(Q)地層；工程區(qū)屬中亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，多年平均氣溫15.30℃，全年≥10℃有效積溫4728℃，多年平均降水量1241.80 mm，10年一遇1h最大降雨量68.80 mm，20年一遇1h最大降雨量79.00 mm。壩址以上流域流域面積35.70 km2，壩址以上河長4.62 km，河道平均比降6.40‰。

2 棄渣場概況

2.1 棄渣場現(xiàn)狀

河頭水庫棄渣場位于水庫大壩下游右岸，屬于沖溝型棄渣場。根據(jù)實測的地形圖，現(xiàn)狀棄渣場堆渣高程679.00～709.00 m，棄渣容量約35萬m3，渣體邊坡1：1.10～1:1.30，棄土松散系數(shù)1.10～1.20，棄石松散系數(shù)1.40～1.50，棄渣場堆渣形成的平臺面積0.94 hm2，棄渣場表面為松散土石體。棄渣場下游臨近河道，無擋渣墻，無截排水設(shè)施。

棄渣場多為第四系坡積及沖洪積物覆蓋，覆蓋層厚2～5 m，主要成分為殘坡積砂質(zhì)粘土等，下伏基巖地層巖性為O1m1泥頁巖和O1m2灰?guī)r地層等，順沖溝為F1斷裂的次構(gòu)造f3小斷層。

2.2 水土保持方案批復(fù)棄渣場概況

根據(jù)貴州省水利廳批復(fù)的《關(guān)于貴州省鳳岡縣河頭水庫灌區(qū)工程水土保持方案的復(fù)函》，河頭水庫棄渣場堆渣高程676.00～692.00 m，渣體外邊坡按1:2.00的坡比放坡并采用干砌塊石護坡處理；渣場占地1.00 hm2，棄渣完畢后對渣頂進行土地整治恢復(fù)成耕地，土地整治面積0.92 hm2。

3 水土保持防治措施總體布局

河頭水庫棄渣場水土保持措施布置重點在于維護渣場自身穩(wěn)定以及處理好沖溝上游來水對渣場的影響。措施布局主要為棄渣場下游側(cè)設(shè)3～5 m高擋渣墻，堆渣邊坡采用1:1.50坡比，坡面采用三維土工網(wǎng)草墊護坡，渣面按現(xiàn)狀覆土整治為臺階狀耕地，每層臺階朝擋渣墻方向形成約1%～3%縱坡，每層臺階沿復(fù)耕后形成的田埂布設(shè)環(huán)形排水明溝，末端分別銜接棄渣場外緣截水溝，構(gòu)成棄渣場排水系統(tǒng)，將棄渣場上游來水、渣面匯水匯入截水溝最終排向棄渣場下游河道。

4 防治措施典型設(shè)計

4.1 擋渣墻

擋渣墻選擇重力式漿砌石擋渣墻，墻高＜5 m，外坡1:0.30，內(nèi)側(cè)墻面垂直，墻底寬3.55 m，墻頂寬度1.85 m，基礎(chǔ)埋深1.50 m，出土高度3.00 m?；A(chǔ)下伏O1m2灰?guī)r地層，施工時要求清除墻基范圍內(nèi)風(fēng)化嚴重巖石、雜草、表層腐殖層等雜質(zhì)。擋渣墻石料抗壓強度≥30 MPa，厚度≥20 cm塊石，砌筑時敲除其尖銳突出部分，放置平穩(wěn)，分層錯縫搭迭砌筑，墻身采用M7.5水泥砂漿砌筑，墻外采用M10水泥砂漿勾縫。每隔10 m設(shè)置1道沉降縫、伸縮縫，墻體內(nèi)每隔3 m設(shè)置排水孔，進口設(shè)砂石反濾層。擋渣墻頂部高程674.47 m以上按1:1.50放坡，采用三維土工網(wǎng)草墊護坡，護坡分臺階放坡，第一階674.47～685.00 m，第二階685.00～692.00 m，臺階間預(yù)留2 m寬馬道。

擋渣墻斷面設(shè)計和穩(wěn)定計算分析，采用“理正巖土計算”軟件中有關(guān)擋土墻計算軟件進行試算。計算時漿砌石容重取22 kN/m3，墻后棄渣內(nèi)摩擦角取30°，墻后填料容重取19 kN/m3，擋渣墻基底對地基摩擦系數(shù)0.30。檔渣墻驗算成果見表1。

表1 擋渣墻穩(wěn)定分析表

4.2 截水溝

4.2.1 最大洪峰流量計算

最大洪峰流量采用《水利水電工程水土保持技術(shù)規(guī)范》（SL575-2012）坡面來水洪峰流量計算公式計算：

采用公式：Qs=0.278KIF （1）

式中：Qs—洪峰流量m3/s；K—徑流系數(shù)，取0.80；I—10年一遇降雨強度67.10 mm/h；F—山坡集雨面積km2。

徑流系數(shù)K采用鳳岡縣平均值0.60，平均1h降雨強度采用20年一遇標準，I=79.00 mm/h。

4.2.2 過流能力

截水溝過流能力應(yīng)大于設(shè)計暴雨洪峰流量。截水溝過流能力按明渠均勻流公式計算：Q=ACR1/2i1/2（2）

式中：A—過水面積，謝才系數(shù) C=（1/n）R1/6，糙率 n=0.017，R—水力半徑。

4.2.3 斷面尺寸確定

截水溝采用梯形斷面，縱坡采用1×10-3～3×10-3，外坡垂直，內(nèi)坡1:0.50。采用試算法計算截水溝斷面尺寸。假定截水溝底寬，然后確定縱坡，按公式（2）計算此時過流能力，當(dāng)過流能力比最大洪峰流量大時，即可采用假定斷面。截水溝斷面尺寸計算成果見表2。

表2 截水溝斷面尺寸計算表

4.2.4 襯砌

截水溝采用M7.50漿砌石襯砌，漿砌石墻厚30 cm，內(nèi)墻采用M10水泥砂漿抹面。

4.3 覆土整治

河頭水庫棄渣場整治方向為復(fù)耕，復(fù)耕方式為渣面覆耕植土30 cm，整地后撒播（三葉草、紫云英）混合綠肥草籽。具體設(shè)計如下：

立地條件分析：土、石棄渣，土壤孔隙度較大，較貧瘠。

覆土要求：覆耕植土，覆土厚度30 cm。

種植密度及混合草籽需求量：三葉草、紫云英混合草籽60 kg/hm2。

種植技術(shù)：見表3。

表3 撒播種草技術(shù)要求表

5 結(jié)論

河頭水庫棄渣場位于山區(qū)，其水土保持防治措施布局應(yīng)結(jié)合棄渣場后期整治方向確定水土保持防治重點，主要從解決渣體穩(wěn)定安全及周邊排水問題等入手，布設(shè)穩(wěn)定的檔渣墻措施以及良好的截排水措施，在此基礎(chǔ)上因地制宜進行棄渣場整治利用。

擋渣墻、截排水設(shè)施設(shè)計需嚴格計算其穩(wěn)定性以及斷面過流能力，確保工程性防護措施安全穩(wěn)定，避免失事后危及人民群眾生命財產(chǎn)安全以及造成嚴重水土流失。

河頭水庫棄渣場覆土整治恢復(fù)耕地0.92 hm2，降低因工程建設(shè)占地而造成的耕地減少，最大限度實現(xiàn)棄渣場區(qū)耕地占補平衡。