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        擬建華安羅溪水庫(kù)土石方問題分析

        2021-11-24 00:32:52
        黑龍江水利科技 2021年11期
        關(guān)鍵詞:工程

        張 捷

        (漳州市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司,福建 漳州 363000)

        0 引 言

        水庫(kù)工程是解決水資源配置問題的重要措施。但水庫(kù)工程建設(shè)必然產(chǎn)生較大的土石方量,因此棄渣量的多少及棄渣處置就成為水土保持工作中最重要的問題;同時(shí)表土作為一種基礎(chǔ)性的資源,具有非常重要的生態(tài)價(jià)值[1]。文章將從水土保持角度出發(fā)對(duì)擬建華安羅溪水庫(kù)的土石方問題(含表土)作出相應(yīng)的分析。

        1 工程概況

        1.1 工程規(guī)模

        擬建華安羅溪水庫(kù)位于福建省華安縣新圩鎮(zhèn)境內(nèi),庫(kù)區(qū)涉及華安縣華豐鎮(zhèn)、新圩鎮(zhèn)和高車鄉(xiāng)。華安羅溪水庫(kù)工程建設(shè)有利于解決區(qū)域人均水資源量少、且年內(nèi)分配不均的問題;有利于保證區(qū)域供水安全,提高供水保證率;有利于提升水資源承載力、水資源開發(fā)利用率[2]。

        根據(jù)主體工程設(shè)計(jì)資料,羅溪水庫(kù)任務(wù)為調(diào)節(jié)九龍江北溪下游枯水流量,即以供水為主,兼顧發(fā)電。供水主要為補(bǔ)充北溪下游供水,承擔(dān)漳州市和廈門市的供水任務(wù),水庫(kù)總庫(kù)容為9090萬(wàn)m3,根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》GB50201-2014,綜合工程任務(wù)及水庫(kù)庫(kù)容指標(biāo)確定工程等別為Ⅲ等,水庫(kù)規(guī)模為中型。

        根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》GB50201-2014及《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252-2017,本工程建筑物混凝土重力壩擋水壩段、引水壩段、溢流壩段按3級(jí)建筑物設(shè)計(jì);引水系統(tǒng)進(jìn)水口(含壩內(nèi)埋管段)按3級(jí)建筑物設(shè)計(jì),引水系統(tǒng)其它部分按4級(jí)建筑物設(shè)計(jì);導(dǎo)流工程等臨時(shí)性建筑物按4級(jí)建筑物設(shè)計(jì);本工程電站廠房在大壩下游,電站裝機(jī)容量36MW,廠房建筑物級(jí)別按裝機(jī)容量所屬的樞紐主要建筑物為4級(jí),廠房建筑物按4級(jí)建筑物設(shè)計(jì)[3]。

        由于羅溪水庫(kù)庫(kù)區(qū)不存在大規(guī)模塌方問題,庫(kù)岸邊坡只會(huì)發(fā)生局部坍塌,主要影響為庫(kù)區(qū)淤積,對(duì)相關(guān)水工建筑物的影響不嚴(yán)重,因此根據(jù)《水利水電工程邊坡設(shè)計(jì)規(guī)范》SL386-2007,庫(kù)岸邊坡級(jí)別確定為5級(jí)。

        1.2 工程布置

        根據(jù)主體工程設(shè)計(jì)資料,羅溪水庫(kù)工程樞紐由攔河壩、引(放)水系統(tǒng)、發(fā)電廠房及110kV升壓開關(guān)站等建筑物組成。攔河壩位于九龍江北溪中游紅旗山龍頭山峽谷河段、永漳高速紅旗山大橋上游約1.3 km。攔河壩為C15混凝土砌毛石重力壩,引(放)水系統(tǒng)包括進(jìn)水口和壓力管道,廠房為地面廠房。庫(kù)區(qū)部分建設(shè)內(nèi)容主要包括庫(kù)岸邊坡穩(wěn)定加固項(xiàng)目。

        攔河壩壩頂高程86.00m,壩長(zhǎng)283.00m,壩頂寬度6.50m,重力壩上游面垂直,下游面坡度1∶0.8,最大壩高72.90m。

        溢洪道位于大壩中間靠右岸位置,溢流壩段長(zhǎng)93.00m,采用壩頂開敞式溢洪道,設(shè)5孔14.00×18.50m(寬×高)弧形工作閘門。壩頂交通橋設(shè)于工作閘門上游側(cè),每個(gè)閘墩各設(shè)置一個(gè)液壓?jiǎn)㈤]房。

        引(放)水系統(tǒng)首部布置在大壩左岸,包括電站引水系統(tǒng)、放水補(bǔ)水系統(tǒng)。引水管道直徑5.40m,放水管道直徑3.30m。

        廠房布置于大壩下游左岸,廠區(qū)主要建筑物有主廠房、副廠房及110kV升壓開關(guān)站等。廠房?jī)?nèi)布置3臺(tái)混流式水輪發(fā)電機(jī)組,總裝機(jī)容量為36MW(3×12MW)。110kV升壓開關(guān)站采用戶內(nèi)式開關(guān)站,布置在廠房下游左側(cè),開關(guān)站內(nèi)布置兩臺(tái)主變。

        庫(kù)岸邊坡加固工程主要考慮削坡、支擋、錨固等方案。根據(jù)邊坡穩(wěn)定復(fù)核結(jié)果,主要削除正常蓄水位以下部分可以引發(fā)失穩(wěn)的邊坡,以達(dá)到邊坡穩(wěn)定要求。對(duì)于削坡無(wú)法解決的邊坡,主要考慮支擋方案(為減少施工振動(dòng)可能對(duì)邊坡穩(wěn)定造成的不利影響,主要考慮人工挖孔樁方案)。對(duì)于已經(jīng)采用擋土墻支擋,但是仍然存在邊坡失穩(wěn)問題的較陡邊坡,采用錨固方案(主要采用預(yù)應(yīng)力錨索,面層掛網(wǎng)噴錨)。

        項(xiàng)目總用地面積604.14hm2,其中永久占地597.42hm2,臨時(shí)占地6.72hm2;其中耕地8.30hm2,園地40.74hm2,林地184.63hm2,草地8.49hm2,其他用地(包括交通運(yùn)輸用地、水域及水利設(shè)施用地、工礦倉(cāng)儲(chǔ)用地、住宅用地等)361.99hm2。

        結(jié)合本工程特點(diǎn)和水土流失的特性將工程區(qū)劃分為樞紐工程防治區(qū)、道路工程防治區(qū)、施工場(chǎng)地防治區(qū)、臨時(shí)堆土場(chǎng)防治區(qū)、取土石料場(chǎng)防治區(qū)、棄渣場(chǎng)防治區(qū)、淹沒浸沒防治區(qū)等七個(gè)防治分區(qū)。各防治分區(qū)占地具體如表1所示。

        表1 防治分區(qū)表

        2 土石方平衡分析

        2.1 土石方平衡

        本工程建設(shè)開挖土石方140.38萬(wàn)m3,其中表土剝離12.45萬(wàn)m3;回填土石方104.22萬(wàn)m3,其中表土回覆8.18萬(wàn)m3。取土石料場(chǎng)開采土石料23.55萬(wàn)m3,其中開采黏土2.95萬(wàn)m3,用于臨時(shí)圍堰心墻填筑;開采石料20.60萬(wàn)m3,用于壩體砌石料。項(xiàng)目中開挖石方作為骨料等建材利用18.05萬(wàn)m3。工程余方41.66萬(wàn)m3,其中表土余方4.27萬(wàn)m3。本工程土石方平衡具體情況如表2所示。

        表2 工程土石方平衡表

        2.2 土石方利用及去向分析

        根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘及調(diào)查分析,本工程可表土剝離總量為12.45萬(wàn)m3;表土剝離后分別堆放于金山臨時(shí)堆土場(chǎng)(樞紐工程區(qū)附近)及下坂臨時(shí)堆土場(chǎng)(華安縣城附件)內(nèi)。金山臨時(shí)堆土場(chǎng)臨時(shí)堆放表土主要用于樞紐工程區(qū)綠化覆土(0.02萬(wàn)m3)及礦坑棄渣場(chǎng)回填后綠化覆土(2.07萬(wàn)m3);下坂臨時(shí)堆土場(chǎng)臨時(shí)堆放表土主要用于下坂村12.18hm2耕地和園地復(fù)墾(回覆表土6.09萬(wàn)m3),以滿足耕作要求;表土余方(4.27萬(wàn)m3)將用于華安縣城附近其它項(xiàng)目建設(shè)綠化覆土。表土剝離及平衡利用流向圖,如圖1所示。

        圖1 表土剝離及平衡利用流向圖

        扣除表土部分,本工程土石方開挖總量127.93萬(wàn)m3,土石方回填總量96.04萬(wàn)m3,從土石料場(chǎng)開采土石方23.55萬(wàn)m3,開挖石方作為骨料等利用18.05萬(wàn)m3,項(xiàng)目余土石方37.39萬(wàn)m3,余方主要運(yùn)至2個(gè)礦坑棄渣場(chǎng)回填。表土除外其余土石方平衡利用流向圖,如圖2所示。

        圖2 表土除外其余土石方平衡利用流向圖

        根據(jù)本工程土石方情況,共擬定兩處棄渣場(chǎng),分別為1#礦坑棄渣場(chǎng)和2#礦坑棄渣場(chǎng)。1#礦坑棄渣場(chǎng)位于金山大橋上游300m左岸山坳處,距離樞紐工程區(qū)約2.4km,占地1.80hm2,可回填土石方約20萬(wàn)m3。2#礦坑棄渣場(chǎng)位于金山大橋上游900m左岸山坳處,距離樞紐工程區(qū)約3.0km,占地2.33hm2,可回填土石方約30萬(wàn)m3。兩處棄渣場(chǎng)運(yùn)距較適宜,容量(約50萬(wàn)m3)基本上可以滿足項(xiàng)目區(qū)棄渣要求。

        3 結(jié) 語(yǔ)

        根據(jù)以上分析,結(jié)合現(xiàn)行工程建設(shè)水土保持技術(shù)要求,對(duì)擬建水庫(kù)工程中土石方問題提出以下建議:

        1)擬建水庫(kù)工程設(shè)計(jì)中需要充分重視土石方問題,優(yōu)化土石方相關(guān)方案,以減少擾動(dòng)面積,降低人為因素可能造成的水土流失。

        2)合理安排施工場(chǎng)區(qū),優(yōu)化土石方調(diào)運(yùn),避免多次倒運(yùn),減少裸露時(shí)間和范圍。

        3)表土作為珍稀的土壤資源,需要進(jìn)行有效保護(hù),充分利用。

        4)工程開挖的石方應(yīng)盡量考慮利用,可以考慮作為砂、碎石等骨料及毛塊石料,利用方向可以考慮工程重要性較低截排水溝、引水渠、低矮的擋土墻以及臨時(shí)措施建設(shè)。

        5)土石方余方去向,能綜合利用的盡量利用起來,確實(shí)需要考慮外棄的,要找好合適的棄渣場(chǎng),減少占地,棄渣場(chǎng)應(yīng)盡量避免占用耕地、林地、園地等農(nóng)用地,礦坑、沉陷區(qū)等為較好的棄渣場(chǎng)選擇。

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