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        新疆水利工程土石方平衡與壩型選擇分析

        2022-07-04 23:15:47斯干旦?木明
        科學(xué)與財(cái)富 2022年7期

        斯干旦?木明

        摘? 要:新疆水利工程項(xiàng)目的土石方平衡與壩型的選擇已經(jīng)成為影響水利工程項(xiàng)目性能的重要因素,本文通過對(duì)新疆水利工程土石方平衡的相關(guān)問題進(jìn)行闡述后,結(jié)合工程案例對(duì)其壩型選擇知識(shí)點(diǎn)展開分析,希望為全面提升水利工程項(xiàng)目性能提供支持。

        關(guān)鍵詞:新疆水利工程;土石方平衡;壩型

        新疆地區(qū)氣候具有干旱、少雨與蒸發(fā)多等特征,在這一特殊的氣候條件下,當(dāng)?shù)氐乃こ添?xiàng)目建設(shè)也具有新的要求。所以為順應(yīng)未來當(dāng)?shù)厮こ添?xiàng)目發(fā)展的要求,則需要實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目中的土石方平衡,這對(duì)于提高水利工程項(xiàng)目生態(tài)與社會(huì)效益的意義重大,值得關(guān)注。

        1新疆水利工程土石方平衡分析

        1.1新疆水利工程項(xiàng)目土石方平衡的特殊要求

        為實(shí)現(xiàn)土石方平衡的目標(biāo),水工建筑物的布置相對(duì)集中,并且一般項(xiàng)目中的地質(zhì)地貌復(fù)雜;同時(shí)受到新疆地區(qū)特殊地質(zhì)條件的影響,大部分水利工程項(xiàng)目位于中高山區(qū)或者峽谷等位置,有助于工程項(xiàng)目的利用。同時(shí)項(xiàng)目所在位置的河床覆蓋面積較大,這也為工程施工提供了必要的支持。

        1.2土石方平衡的重要性

        土石方平衡影響到水工輸電工程地質(zhì)勘探、料場(chǎng)選擇以及工程項(xiàng)目進(jìn)度等方面,對(duì)于整個(gè)項(xiàng)目有直接影響,不容忽視。(1)對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)度的影響。在水利工程項(xiàng)目中需根據(jù)地質(zhì)專業(yè)對(duì)開挖土石料的評(píng)價(jià)做好土石方數(shù)據(jù)平衡工作,本階段的重點(diǎn)是從時(shí)間與空間維度來合理規(guī)劃開挖與填筑部位,保證后續(xù)工程項(xiàng)目施工順利進(jìn)行。同時(shí)在堆石壩、土石壩等項(xiàng)目施工中,按照工程項(xiàng)目分區(qū)以及分期的要求實(shí)現(xiàn)土石方平衡,可以順應(yīng)導(dǎo)流度汛的需求,降低外部因素對(duì)工程施工的影響。(2)對(duì)施工質(zhì)量的影響。土石方平衡不僅有具體的數(shù)量要求,也對(duì)施工質(zhì)量控制提出了新的要求,例如在堆石壩施工中因?yàn)橥潦介_挖料與填筑料在物理性質(zhì)上存在明顯差異,所以物料的應(yīng)用方向不同,例如在主堆石區(qū)通常會(huì)選擇具有良好物理性能的填筑材料,而次堆石區(qū)的材料性能可能略低于主堆石區(qū)。

        1.3水利工程土石方平衡建議

        根據(jù)新疆地區(qū)水電工程項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn),本文認(rèn)為在水電工程土石方平衡中應(yīng)重點(diǎn)考慮以下幾方面因素的影響:(1)土石方平衡中應(yīng)考慮到土石方填筑材料自身的物理性能,一般不同物理性能的物料在堆放要求以及開挖料利用率上存在差異,需要施工人員能夠合理布設(shè)交通道路,并根據(jù)施工進(jìn)度管理要求、水工建筑物開挖部位、料場(chǎng)堆放場(chǎng)地等諸多因素做統(tǒng)籌分析。(2)針對(duì)與土石壩為核心的水電工程,在壩體填筑中應(yīng)考慮度汛、導(dǎo)流等方面的要求,因此可采取的技術(shù)措施包括:①以壩體填筑上升為整體系統(tǒng)模擬的核心,其中的物料調(diào)配以及土方平衡等均應(yīng)滿足壩體填筑上升的要求。②土方平衡中還應(yīng)考慮設(shè)計(jì)方案中關(guān)于土石方平衡描述的數(shù)據(jù),能根據(jù)不同部位開挖料的巖性等指標(biāo)將其靈活地運(yùn)用到建筑物上。所以在數(shù)據(jù)模擬中應(yīng)考慮到開挖項(xiàng)目在空間與時(shí)間上的分解結(jié)果。(3)針對(duì)長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)乃婍?xiàng)目,土石方的占比較高,所以土石方平衡影響到項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益,因此在土石方平衡應(yīng)重點(diǎn)考慮如何達(dá)到縮短工期與工程項(xiàng)目總投資的要求。

        2新疆水利工程壩型選擇分析

        本次研究中以新疆某水利工程項(xiàng)目為研究對(duì)象,基于土石方平衡闡述了壩型選擇的相關(guān)內(nèi)容。

        2.1工程項(xiàng)目概況

        某水利工程項(xiàng)目位于天山北側(cè)山區(qū),當(dāng)?shù)氐钠骄邓繛?50-460mm,植被覆蓋率30%左右。在該工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中,從土石方平衡等方面的考慮后,工程項(xiàng)目從工程布置、建筑材料、基礎(chǔ)條件、氣候條件等諸多方面的資料,在壩型選型中分別從土心墻壩與混凝土重力壩兩種類型出發(fā)進(jìn)行綜合判斷后,根據(jù)評(píng)估結(jié)果,項(xiàng)目推薦使用混凝土重力壩的施工方案。整個(gè)工程項(xiàng)目的壩頂長(zhǎng)度達(dá)到了201m,壩高55.5m,進(jìn)口建筑物為輸水涵洞取水口。

        2.2壩址項(xiàng)目地質(zhì)與天然建筑材料

        該項(xiàng)目的河谷位置呈現(xiàn)出“V”形,壩址區(qū)巖性為石炭系下統(tǒng)齊爾古斯套群的凝灰?guī)r,河床覆蓋層漂卵石,最厚位置的厚度約為3.4m。在該工程項(xiàng)目施工期間周圍存在大量方便開采的砂礫巖,解決了部分混凝土項(xiàng)目的施工對(duì)材料的需求,并且從地質(zhì)條件來看,地質(zhì)條件符合重力壩或者土心墻壩的施工要求。

        2.3水工建筑物的布置與土石方的動(dòng)遷量

        在對(duì)案例項(xiàng)目展開分析后,分別從對(duì)土心墻壩與重力壩開展土方平衡比較,其中土心墻壩的主要結(jié)構(gòu)包括大壩、表孔溢洪道、供水管道等相關(guān)構(gòu)筑物造成;而混凝土重力壩方案中的孔底、供水管以及表孔等部位均被設(shè)置在壩身上,與土心墻壩相比可以減少土石方的開挖量。

        在對(duì)兩種壩型的工程量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后可以發(fā)現(xiàn),在瀝青混凝土心墻壩在施工中所產(chǎn)生的棄渣量約為46萬立方米,而混凝土重力壩的棄渣量約為20萬立方米。在該棄渣量的基礎(chǔ)上,按照棄渣堆的高度為5m,則瀝青混凝土心墻壩所產(chǎn)生的棄渣會(huì)多占地約5.2畝,所產(chǎn)生的環(huán)境污染問題更嚴(yán)重。同時(shí)從原材料使用量來看,瀝青混凝土心墻壩在施工中需要63.5萬立方米砂礫石材料,上述材料的占地面積約為34畝;而混凝土重力壩的砂礫石材料使用量為10.8萬立方米,占地面積約為16.7畝。

        從上述數(shù)據(jù)中可以發(fā)現(xiàn),在對(duì)兩種壩型的工程量進(jìn)行比較后,結(jié)果顯示瀝青混凝土心墻壩的開挖量、棄渣量以及料場(chǎng)占地面積等明顯高于混凝土重力壩,因此可以認(rèn)為在采用該壩型之后,所造成的水土流失量更大,對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的影響不容忽視,所以在對(duì)比后可以認(rèn)為混凝土重力壩方案的效益更理想。同時(shí)從土方動(dòng)遷量來看,為了能夠保持正常的水庫的生態(tài)環(huán)境,在施工中選擇混凝土重力壩能夠取得更滿意的效果,該方案有助于減少棄渣量,并且保證了工程項(xiàng)目的總投資為1.31億元,混凝土心墻壩的造價(jià)為1.33億元,具有可行性。

        3結(jié)束語

        在新疆水利工程中,實(shí)現(xiàn)土石方平衡已經(jīng)成為相關(guān)人員重點(diǎn)考慮的問題,為了能夠保證水利工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益,在壩型選擇中應(yīng)充分考慮到工程項(xiàng)目自身情況,進(jìn)一步優(yōu)化項(xiàng)目選型方案,這樣才能更好地順應(yīng)未來工程項(xiàng)目發(fā)展要求,值得關(guān)注。

        參考文獻(xiàn):

        [1]李淑珍. 水利工程土石方平衡與壩型選擇初探——以新疆某水利工程為例[J]. 中國水利, 2019(2):2.

        [2]劉愛玲. 關(guān)于水利水電工程中土石方施工技術(shù)探究[J]. 市場(chǎng)調(diào)查信息:綜合版, 2022(2):3.

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