四方井水利樞紐工程棄渣場(chǎng)選址及水土保持措施設(shè)計(jì)要點(diǎn)

陳濤　龔新

摘要：以四方井水利樞紐工程為例，從棄渣場(chǎng)的地形地質(zhì)條件、水文特征、對(duì)行洪安全和庫(kù)容的影響、棄渣時(shí)序合理性等方面分析評(píng)價(jià)了棄渣場(chǎng)選址的合理性，因地制宜地提出了合理布置攔擋、護(hù)坡、排水、植被綠化等措施，以期為類似水利工程棄渣場(chǎng)水土保持設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：棄渣場(chǎng)；選址；水土保持措施；水利樞紐

中圖分類號(hào)：S157

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16749944（2017）20001803

1引言

水利水電工程具有建設(shè)周期長(zhǎng)、影響范圍廣、棄渣量大的特點(diǎn)。若棄渣場(chǎng)選址不當(dāng)或措施布設(shè)不到位，棄渣進(jìn)入江河湖庫(kù)，會(huì)影響河道行洪安全和水庫(kù)效益的發(fā)揮，還可能誘發(fā)滑坡、垮塌等危害，對(duì)下游公共基礎(chǔ)設(shè)施和人民群眾生命安全產(chǎn)生影響[1]。棄渣場(chǎng)已成為水利水電工程水土流失防治的重點(diǎn)區(qū)域和關(guān)鍵問(wèn)題，現(xiàn)結(jié)合工作實(shí)踐，就四方井水利樞紐工程棄渣場(chǎng)選址及水土保持措施設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行探討。

2項(xiàng)目概況

四方井水利樞紐工程壩址位于宜春市袁州區(qū)，贛江一級(jí)支流袁河中游右側(cè)入?yún)R的溫湯河下游，為新建的大（2）型水利樞紐工程，開發(fā)任務(wù)以防洪、供水為主，兼顧發(fā)電等綜合效益。壩址以上控制流域面積約173 km2，正常蓄水位152.00 m（黃海高程，下同），死水位為125.00 m，設(shè)計(jì)洪水位（P=1%）為153.93 m，校核洪水位（P=0.05%）為154.42 m，水庫(kù)總庫(kù)容1.19×108 m3，電站總裝機(jī)容量1500 kW。樞紐工程由粘土心墻堆石壩、岸邊溢洪道、引水系統(tǒng)、發(fā)電廠房及鳥山副壩等組成。工程土石方挖方總量90.26萬(wàn)m3，填方總量125.01萬(wàn)m3，借方67.43萬(wàn)m3，棄方32.69萬(wàn)m3。總工期32個(gè)月。

3棄渣場(chǎng)選址分析與評(píng)價(jià)

3.1棄渣場(chǎng)的選擇

樞紐工程共設(shè)置2處棄渣場(chǎng)。

1#棄渣場(chǎng)位于大壩上游上鳥山淹沒(méi)區(qū)，占地面積4 hm2，棄渣約23.8萬(wàn)m3，原地面高程約114～119 m，平均堆渣高度6 m，棄渣堆高約至124.5 m高程，形成堆渣平臺(tái)，在死水位125 m以下，距離副壩約600 m。

2#棄渣場(chǎng)位于大壩右岸下游臺(tái)地，棄渣約17.0萬(wàn)m3，占地5.67 hm2。地面原高程較低，一般在110～113 m左右，平均堆渣高度3 m，先期利用開挖渣料抬高至114.5 m高程，并適當(dāng)平整，作施工布置。

渣場(chǎng)選址要素表用以分析評(píng)價(jià)選址的合理性[2]，見表1。

3.2對(duì)行洪安全影響分析

3.2.1水文特征

根據(jù)流域內(nèi)溫湯雨量站資料統(tǒng)計(jì)，流域多年平均降雨量1631.9 mm，降雨量的年際變化較大，年內(nèi)分配也不均勻，其中4～6月占全年降雨量的40.6%。壩址處水文特征見表2～表4。

由以上水文資料可計(jì)算得出以下結(jié)果。

（1）天然運(yùn)行全年時(shí)段。壩址P=10%相應(yīng)流量為580 m3/s，相應(yīng)水位為113.48 m；壩址P=5%相應(yīng)流量為714 m3/s，相應(yīng)水位為113.84 m。

（2）導(dǎo)流時(shí)段。由于大壩土建工程量相對(duì)較大，擬選擇最枯8個(gè)月即8月至次年3月作為大壩的導(dǎo)流時(shí)段，施工導(dǎo)流時(shí)段P=10%相應(yīng)流量為236 m3/s，相應(yīng)水位為112.31 m。

（3）工程建成后運(yùn)行時(shí)段。溢洪道設(shè)計(jì)消能工況（P=2%）下流量為550 m3/s，相應(yīng)下游水位113.39 m。

3.2.2對(duì)行洪安全的影響分析

1#棄渣場(chǎng)位于水庫(kù)淹沒(méi)區(qū)，渣腳高程114 m，堆渣平臺(tái)高程124.5 m位于死水位125 m以下，最大堆高10.5 m。距離溫湯河主河道100 m，大于2倍的最大堆渣高度，符合安全防護(hù)距離要求。渣腳最低高程114 m，高于渣場(chǎng)附近河段P=5%相應(yīng)流量水位113.84 m，施工期渣腳不受洪水影響。距離副壩約600 m左右，副壩沒(méi)有泄洪功能。渣場(chǎng)布置不影響河道行洪安全。

2#棄渣場(chǎng)位于大壩下游，屬于臨河型堆渣，臨溫湯河，河床寬10～20 m，無(wú)深槽分布，河底高程108.92～109.97 m。棄渣平臺(tái)高程114.5 m，高于天然運(yùn)行全年時(shí)段P=10%相應(yīng)流量水位113.48 m，高于施工導(dǎo)流時(shí)段P=10%相應(yīng)水位為112.31 m，也高于溢洪道設(shè)計(jì)消能工況P=2%相應(yīng)下游水位113.39 m。棄渣不侵占河道，施工期有相應(yīng)的導(dǎo)流過(guò)水設(shè)施，符合規(guī)范要求的度汛標(biāo)準(zhǔn)，不影響河道行洪安全，但棄渣邊坡可能會(huì)受到洪水的沖刷。

3.3地形地質(zhì)條件分析

1#棄渣場(chǎng)：位于水庫(kù)淹沒(méi)區(qū)，屬丘嶺崗地，地形起伏不大，原地面高程約114～124.5 m。區(qū)內(nèi)植被較好。處地下水位以上，場(chǎng)地分布的含少量礫的粘土（dlQ4），呈硬可塑狀，為較好的渣場(chǎng)地基持力層。場(chǎng)地不涉及泥石流、滑坡等不良地質(zhì)情況。棄渣堆積厚度達(dá)11 m，天然地基承載力可滿足要求。

2#棄渣場(chǎng)：布置在壩址下游，河床右側(cè)的Ⅰ級(jí)階地上，階地寬160～180 m，階面微向河床側(cè)傾斜，地形平緩，階面高程一般110～113 m，階地前緣臨河，后緣接低山，山體穩(wěn)定性較好。區(qū)內(nèi)植被較好。覆蓋層為第四系全新統(tǒng)河流沖積層，處地下水位以上，場(chǎng)地分布的壤土、砂壤土（alQ4），呈可塑狀或松散狀，為較好的渣場(chǎng)地基持力層。地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，周邊不存在滑坡、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象，場(chǎng)地天然地基承載力可滿足渣場(chǎng)要求。

3.4對(duì)庫(kù)容的影響分析

1#棄渣場(chǎng)位于淹沒(méi)區(qū)，棄渣量23.8萬(wàn)m3，位于死水位以下。水庫(kù)的死庫(kù)容為853萬(wàn)m3，棄渣占死庫(kù)容2.8%，所占比例很小，對(duì)死庫(kù)容基本沒(méi)有影響。水庫(kù)運(yùn)行期，由于棄渣位于死水位以下，水庫(kù)水位的升降不涉及渣體，棄渣對(duì)水庫(kù)的興利庫(kù)容沒(méi)有影響。

3.5施工布置及棄渣時(shí)序合理性分析endprint

1#棄渣場(chǎng)為庫(kù)區(qū)堆渣，減少了新征占地；根據(jù)施工時(shí)序，主要是在第一年9月至第二年2月、第二年6～9月棄渣，土石方工程避開了雨季施工，施工時(shí)段合理；棄渣場(chǎng)距離主壩約200 m，距離副壩600 m左右，運(yùn)距合理。

2#棄渣場(chǎng)充分利用河道轉(zhuǎn)彎、壩址右岸下游附近現(xiàn)成的開闊地棄渣，抬高后又可作為施工場(chǎng)地布置，減少了施工場(chǎng)地的征地。由施工進(jìn)度可知，施工準(zhǔn)備期為第一年的7～11月，而棄渣在第一年9月開始；則施工初期7～9月，在未棄渣場(chǎng)地臨時(shí)搭建施工用房，采用板房結(jié)構(gòu)，初期基本不需要砼拌合系統(tǒng)等附屬設(shè)施，施工簡(jiǎn)單。第一年9月后從壩下向河道方向開始依次棄渣，拆卸原簡(jiǎn)易施工用房，堆渣平臺(tái)進(jìn)行碾壓后重新搭建施工生產(chǎn)用房，后依次布設(shè)砼拌合系統(tǒng)等施工布置，施工時(shí)序較為合理。

4棄渣場(chǎng)水土保持措施設(shè)計(jì)要點(diǎn)

4.1庫(kù)區(qū)型棄渣場(chǎng)水土保持措施布置

（1）攔擋工程。棄渣堆置時(shí)，將部分棄石壓制在渣場(chǎng)表面及邊坡，減免水土流失。渣頂高程控制在死水位125 m以下，棄渣邊坡控制在1∶2。邊坡高度H≥9 m時(shí)，修筑擋渣墻，采用素C15砼重力式擋墻攔擋，擋渣墻為5級(jí)建筑物。擋墻基礎(chǔ)基礎(chǔ)挖0.3～0.5 m，墻高1.5 m，超高0.5 m，頂寬0.4 m，背坡1∶0.4，面坡垂直。墻體沿縱向每隔10 m設(shè)一道伸縮沉降縫，縫寬2 cm，縫內(nèi)用瀝青杉板填縫，墻體每隔2.5 m設(shè)置一排φ70 mm的PVC排水管，墻內(nèi)管口設(shè)置反濾。

（2）排水工程。在棄渣場(chǎng)外圍修筑漿砌石排水溝，排水溝底寬0.5 m，高0.5 m，矩形，漿砌石厚度為0.3 m。在邊坡坡頂臨空面以上2 m外設(shè)置梯形土質(zhì)截水溝，邊坡系數(shù)m=1，溝深h=0.3 m，下底寬b=0.3 m。邊坡臨空面以上1～1.5 m外設(shè)置擋水埂。坡面間隔50～100 m設(shè)置縱向排水溝，引導(dǎo)坡面排水。地表徑流經(jīng)沉沙池沉淀后排入附近地表水系。

（3）植物措施。棄渣場(chǎng)終止使用后，對(duì)堆積平臺(tái)進(jìn)行土地整治，由于距離蓄水時(shí)間超過(guò)1年，可撒播狗牙根、高羊茅等混合草籽臨時(shí)綠化。

4.2臨河型棄渣場(chǎng)水土保持措施布置

（1）攔擋工程。場(chǎng)地周邊采用C15素砼重力式擋墻攔擋，擋渣墻為5級(jí)建筑物，擋墻斷面同庫(kù)區(qū)型棄渣場(chǎng)擋墻。

（2）護(hù)坡工程。全年時(shí)段P=10%洪水位113.48 m，為防止洪水沖刷，場(chǎng)地臨河邊坡采用雷諾護(hù)墊鋪設(shè)防護(hù)，護(hù)坡范圍從110 m防護(hù)至114.5 m。雷諾護(hù)墊厚度為0.2～0.3 m，由特殊防腐處理的低碳鋼絲組成的鐵絲網(wǎng)，在施工現(xiàn)場(chǎng)填充石料組成。填石粒徑以120～200 mm的塊石為宜，土工布可選用250 g/m2的聚酯長(zhǎng)纖無(wú)紡布。填充料可采用工程開挖的廢石料。

（3）排水工程。在擋墻墻腳修建漿砌石排水溝，在邊坡坡頂臨空面以上2 m外設(shè)置截水溝、擋水埂，坡面設(shè)置縱向排水溝，采用混凝土矩形排水溝，底寬0.4m，高0.5 m，厚0.15 m。

（4）植物措施。植物措施設(shè)計(jì)堅(jiān)持“生態(tài)優(yōu)先，景觀協(xié)調(diào)”的原則，措施配置應(yīng)與周邊的景觀相協(xié)調(diào)[3]，由于渣場(chǎng)位于工程的管理區(qū)范圍內(nèi)，采用植被恢復(fù)1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。綜合水庫(kù)工程的特殊性，即淹沒(méi)區(qū)的古樹及珍惜保護(hù)植物需要移栽，將淹沒(méi)區(qū)需要移栽的樹木820株，栽種到渣場(chǎng)進(jìn)行綠化，即減少了古樹移栽新征占地，又節(jié)省了渣場(chǎng)植被恢復(fù)購(gòu)買苗木的費(fèi)用。移栽的樹木為鄉(xiāng)土樹種，生命健壯，樹形美觀，觀賞價(jià)值高。結(jié)合移栽的古樹，種植喬灌草進(jìn)行園林綠化設(shè)計(jì)。

5結(jié)論

棄渣場(chǎng)是開挖建設(shè)項(xiàng)目水土流失發(fā)生、發(fā)展和防治的重點(diǎn)區(qū)域，棄渣場(chǎng)選址應(yīng)充分考慮地形地質(zhì)、水文特征、立地條件等多重因素。本文從棄渣場(chǎng)的地形地質(zhì)條件、水文特征、對(duì)行洪安全和庫(kù)容的影響、棄渣時(shí)序合理性等方面進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)，有針對(duì)性地采取了攔擋、坡面防護(hù)、排水、植被綠化等措施?？蔀榫哂蓄愃铺卣鞯乃麡屑~工程提供借鑒。

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Site Design of Dump Site and Design Points of Soil and Water Consevation Measures in Sifangjin Water Control Project

Chen Tao， Gong Xin

（Institute of water resources planning and design in Jiangxi Province， Nanchang， Jiangxi， 330029， China）

Abstract： Taking the project of Sifangjing Hydro-Junction as an example， this paper analyzes and evaluates the rationality of the location of the dregs from the aspects of the terrain and geological conditions， the hydrological characteristics， the impact on the flood safety， the storage capacity and the rationality of the slagging time. According to local conditions， reasonable arrangement of block， slope protection， drainage， vegetation greening and other measures， can provide reference for water and soil conservation design of spoil water in similar water conservancy project..

Key words： Spoil field， Location， Soil and water conservation measures， Hydro-Junctionendprint