瀑布溝工程三谷莊、落哈渣場動(dòng)態(tài)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究

胡 平，呂 衛(wèi)

(中國水電顧問集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院，四川 成都 610072)

1 概 況

瀑布溝水電站位于大渡河中游、四川省漢源縣及甘洛縣境內(nèi)，下游距已建的龔嘴、銅街子水電站分別為103km、136km。壩址下游右岸有尼日河匯入，從匯合口沿尼日河上行有公路到甘洛縣城，公路里程34km。從壩址處下行9km到成昆鐵路漢源車站。電站地理位置適中，對(duì)外交通方便，外來的建筑物資和生活物資均可由成昆鐵路經(jīng)烏斯河轉(zhuǎn)運(yùn)站由汽車運(yùn)至工地?？傃b機(jī)容量3 600MW。

瀑布溝水電站大壩為碎石土直心墻堆石壩，最大壩高186m，最大底寬約780m，壩體建基面高程670m，壩頂高程856m，壩頂寬14m，土石方填筑共計(jì)約2 200萬m3。

工程土石明挖約1 298.52萬m3，石方洞挖約414.61萬m3。壩區(qū)各建筑物土石明挖約1 260.56萬m3，石方洞挖約353.28萬m3。石方洞挖及部分石方明挖均可以作為上壩填筑料，石方洞挖還用于覺托人工骨料砂石系統(tǒng)毛料。

2 渣場容量及堆渣規(guī)劃

本工程規(guī)劃有三谷莊、落哈、尼日河1號(hào)、尼日河2號(hào)共計(jì)4個(gè)渣場，三谷莊位于大壩上游左岸臺(tái)地，距壩址6km，渣場堆渣容量約1 233萬m3，占地面積約335 200m2。落哈渣場位于大壩上游右岸臺(tái)地，距壩址4km，堆渣容量約1 271萬m3，占地面積約335 300m2。尼日河1號(hào)渣場，堆存容量約40萬m3，占地面積51 400m2。尼日河2號(hào)渣場，堆容量約30萬m3，占地面積38 700m2。尼日河渣場均在尼日河閘首下游2km、11km處左岸河灘。

壩區(qū)各標(biāo)的土石明挖及洞挖、尼日河隧洞標(biāo)的3號(hào)支洞的洞挖渣料均需要堆存到三谷莊渣場和落哈渣場，堆渣總量為2 115.39萬m3(松方)，在用于覺托人工骨料砂石系統(tǒng)毛料和大壩壩殼料填筑回采后，最終棄渣量為1 671.38萬m3(松方)，其中三谷莊渣場最終堆渣量790.23萬m3(松方)，落哈渣場最終堆渣量881.15萬m3(松方)。

土石方動(dòng)態(tài)平衡見表1、渣場容量及平衡見表2。

表1 土石方動(dòng)態(tài)平衡 萬m3

注：工程量均為自然方，堆渣量均為松方。

表2 渣場容量及平衡 萬m3

落哈渣場較三谷莊渣場距壩區(qū)近2km，優(yōu)先使用該渣場?？紤]到上游跨河公路橋在第二年4月以后才能建成通車，在進(jìn)行渣場規(guī)劃時(shí)，將右岸的大壩工程標(biāo)以及在第二年4月以后進(jìn)行開挖施工的左岸壩肩開挖標(biāo)、溢洪道標(biāo)和部分導(dǎo)流洞標(biāo)的渣量堆存在落哈渣場；將泄洪洞標(biāo)、地下廠房標(biāo)及上游公路橋通車前施工的導(dǎo)流洞標(biāo)的渣量堆入三谷莊渣場。這樣，既減少運(yùn)輸費(fèi)用，又有利于覺托人工骨料砂石系統(tǒng)的回采。

3 渣場回采規(guī)劃

地下廠房工程標(biāo)洞挖料100.53萬m3(自然方)直接上壩用作壩體上、下游765m高程以下部分過渡料填筑，直接上壩時(shí)段為2006年1月～2007年12月。

覺托砂石加工系統(tǒng)于2002年9月至2008年4月在三谷莊渣場回采洞挖料為117萬m3(自然方)。

上游圍堰堰體填料在三谷莊渣場回采洞挖石方68.80萬m3(自然方)。

三谷莊渣場回采洞挖料12.30萬m3(自然方)作為壩體過渡料。

地下廠房工程標(biāo)尾水渠石方明挖料用作大壩標(biāo)壩體下游765m高程以上部分填筑堆石料直接上壩，直接上壩時(shí)段為2008年1月中～4月中、2009年1～3月；溢洪道工程標(biāo)標(biāo)溢洪道泄槽段石方明挖渣料大部分直接上壩作壩體下游堆石料，直接上壩時(shí)段為2007年10月～2008年6月。明挖料直接上壩共計(jì)92.18萬m3(自然方)。

壩體下游740～785m高程壩殼堆石料在落哈渣場回采明挖石方144.07萬m3(自然方)。

4 渣場動(dòng)態(tài)運(yùn)行設(shè)計(jì)

除各開挖工作面的石方洞挖、石方明挖部分直接上壩堆筑，上游圍堰堰體填料回采外，要實(shí)現(xiàn)覺托砂石加工系統(tǒng)于2002年9月至2008年4月在三谷莊渣場回采洞挖料179萬m3(松方)、壩體下游740～785m高程壩殼堆石料填筑時(shí)在落哈渣場回采明挖石方220.43萬m3(松方)、三谷莊渣場回采洞挖料18.82萬m3(松方)作為壩體過渡料的目的，必須進(jìn)行渣場的動(dòng)態(tài)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究，在時(shí)間和空間上做出合理的安排。

首先確定堆渣原則，對(duì)渣場進(jìn)行分區(qū)，將棄渣及回采渣分開堆放，并將石方洞挖渣及明挖石方渣分區(qū)堆放；其次，對(duì)渣場堆渣條件進(jìn)行分析，對(duì)渣場各區(qū)各高程的堆渣容量進(jìn)行計(jì)算；再根據(jù)施工開挖進(jìn)度安排，渣料進(jìn)入渣場的時(shí)間、堆筑高度進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)上壩進(jìn)度進(jìn)行回采安排。

4.1 堆渣原則

(1)將三谷莊及落哈渣場根據(jù)棄渣堆放量和回采堆放量分為棄渣區(qū)和回采區(qū)，上游面運(yùn)距較遠(yuǎn)為棄渣區(qū)，下游面較近為回采區(qū)。

(2)工程壩區(qū)各工作面的石方洞挖渣運(yùn)至三谷莊渣場回采區(qū)，石方明挖渣運(yùn)至落哈渣場回采區(qū)，土石方混合棄渣運(yùn)至三谷莊及落哈渣場的棄渣區(qū)。

(3)盡量使用落哈渣場，三谷莊渣場容積留有余地用以加里俄甲石料場開采剝離棄渣的堆放。

4.2 渣場動(dòng)態(tài)容積計(jì)算

根據(jù)地形資料，按堆渣要求進(jìn)行剖面計(jì)算，成果如下：

(1)三谷莊渣場棄渣區(qū)堆渣量與堆渣高程的關(guān)系(見圖1)。

圖1 三谷莊渣場棄渣區(qū)堆渣量與堆渣高程的關(guān)系

(2)三谷莊渣場回采區(qū)堆渣量與堆渣高程的關(guān)系(見圖2)。

圖2 三谷莊渣場回采區(qū)堆渣量與堆渣高程的關(guān)系

(3)落哈渣場棄渣區(qū)堆渣量與堆渣高程的關(guān)系(見圖3)。

圖3 落哈渣場棄渣區(qū)堆渣量與堆渣高程的關(guān)系

(4)落哈渣場回采區(qū)堆渣量與堆渣高程的關(guān)系(見圖4)。

圖4 落哈渣場回采區(qū)堆渣量與堆渣高程的關(guān)系

4.3 渣場動(dòng)態(tài)運(yùn)行

根據(jù)堆渣時(shí)間，棄渣區(qū)、回采區(qū)堆渣量及回采量，對(duì)其關(guān)系進(jìn)行分析，成果如下：

(1)三谷莊渣場棄渣區(qū)堆渣量與堆渣時(shí)間的關(guān)系(見圖5)。

圖5 三谷莊渣場棄渣區(qū)堆渣量與時(shí)間的關(guān)系

(2)三谷莊渣場回采區(qū)堆渣量與堆渣時(shí)間的關(guān)系(見圖6)。

圖6 三谷莊渣場回采區(qū)堆渣量與堆渣時(shí)間的關(guān)系

(3)三谷莊渣場堆渣時(shí)間與堆渣高程關(guān)系(見圖7)。

(4)落哈渣場棄渣區(qū)堆渣量與堆渣時(shí)間的關(guān)系(見圖8)。

(5)落哈渣場回采區(qū)堆渣量與堆渣時(shí)間的關(guān)系(見圖9)。

(6)落哈渣場堆渣時(shí)間與堆渣高程關(guān)系(見圖10)。

5 渣場動(dòng)態(tài)運(yùn)行要求

5.1 三谷莊渣場

三谷莊渣場回采區(qū)堆置石方洞挖，供覺托砂石加工廠、上游圍堰、壩體填筑回采。回采高程在772～800m。

圖7 三谷莊渣場堆渣時(shí)間與堆渣高程的關(guān)系

圖8 落哈渣場棄渣區(qū)堆渣量與堆渣時(shí)間的關(guān)系

圖9 落哈渣場回采區(qū)堆渣量與堆渣時(shí)間的關(guān)系

圖10 落哈渣場堆渣時(shí)間與堆渣高程的關(guān)系

由三谷莊渣場堆渣時(shí)間與堆渣高程關(guān)系圖計(jì)算棄料區(qū)堆筑高程與回采區(qū)堆筑高程在各時(shí)間段的高差，棄料區(qū)堆筑運(yùn)行不能從回采區(qū)渣面通過，只有兩條道路可到達(dá)棄渣區(qū)，一是通過左高線公路，二是在回采區(qū)后邊坡修建道路。

設(shè)計(jì)規(guī)劃道路在770m高程進(jìn)入回采區(qū)，在回采區(qū)后邊坡修建道路通過回采區(qū)至棄渣區(qū)，進(jìn)入棄渣區(qū)道路高程在810m左右，這樣，棄渣區(qū)在830m高程以下部分的棄渣運(yùn)行就較經(jīng)濟(jì)合理，830m以上部分利用左高線公路連接運(yùn)行，滿足三谷莊渣場棄渣區(qū)運(yùn)行對(duì)道路的要求。

通過回采區(qū)的道路修建，一可利用目前在區(qū)內(nèi)的左高線施工便道改建，二可利用棄渣順地形填筑形成。這樣布置雖占用回采區(qū)部分容積，但不影響回采區(qū)的運(yùn)行，而且，回采區(qū)運(yùn)行也需要利用此道路分岔至回采區(qū)各時(shí)段的渣面。

5.2 落哈渣場

落哈渣場回采區(qū)堆置石方明挖，供壩體填筑回采?；夭筛叱淘?43～823m，回采時(shí)段在2007年3月至2008年5月。

由落哈碴場堆渣時(shí)間與堆渣高程關(guān)系圖計(jì)算棄料區(qū)堆筑高程與回采區(qū)堆筑高程在各時(shí)間段的高差，高差范圍在15m內(nèi)，棄渣區(qū)道路可通過回采區(qū)渣面，兩區(qū)道路可聯(lián)合運(yùn)行。

設(shè)計(jì)規(guī)劃道路為兩條，第一條為低線，在760m高程進(jìn)入回采區(qū)，并隨渣面的升高抬高道路進(jìn)入回采區(qū)高程至780m；第二條為高線，在845m高程進(jìn)入回采區(qū)并連接右高線。第一條道路滿足落哈渣場800m高程以下運(yùn)行對(duì)道路的要求。第二條道路滿足落哈渣場800～855m高程運(yùn)行對(duì)道路的要求。第一條低線道路為目前修建的上游橋至落哈渣場的低線公路，第二條高線為目前設(shè)計(jì)的上游橋至右高線的高低線連接線。

6 結(jié) 語

水電站工程具有土石方開挖量大，同時(shí)又需要大量石料用于混凝土骨料制作或填筑的特點(diǎn)，由于開挖工作在前，混凝土骨料制作或和石料填筑滯后，利用渣場動(dòng)態(tài)運(yùn)行來解決這個(gè)矛盾，盡量使用開挖有用渣料，以便減少料場開挖量，節(jié)約投資。