高土石壩快速施工土料備料的必要性及備料措施

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(1.四川二灘國(guó)際工程咨詢有限責(zé)任公司，四川 溫江，611130；

2.四川大唐國(guó)際甘孜水電開(kāi)發(fā)有限公司，成都，610072)

1 概述

長(zhǎng)河壩水電站位于四川省甘孜藏族自治州康定縣境內(nèi)，電站總裝機(jī)容量2600MW，攔河大壩為礫石土心墻堆石壩，最大壩高240.0m。大壩填筑工程量約為3400萬(wàn)m3，其中礫石土心墻防滲料約428.3萬(wàn)m3，高塑性粘土20.46萬(wàn)m3。

土料場(chǎng)湯壩料場(chǎng)位于壩區(qū)上游金湯河左岸與湯壩溝之間的邊坡上，距壩址22km。土料通過(guò)土料場(chǎng)公路、1#公路、5#公路、13#公路運(yùn)輸上壩。

大壩填筑用高塑性粘土料約21萬(wàn)m3，來(lái)自于瀘定海子坪料場(chǎng)。2011年年初，由于瀘定電站料場(chǎng)土料開(kāi)采已結(jié)束，將對(duì)海子坪土料場(chǎng)開(kāi)展復(fù)耕工程，而當(dāng)時(shí)長(zhǎng)河壩水電站大壩還未開(kāi)始填筑。因此，業(yè)主采取了將土料購(gòu)買(mǎi)開(kāi)采后，運(yùn)至大壩下游野壩村堆存的方案。

在工程施工過(guò)程中，因各種原因，可能會(huì)遇到不同程度的壩料短缺問(wèn)題，因此需要研究制定相應(yīng)的備料儲(chǔ)存措施。

1.1 心墻土料

(1)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，需要對(duì)大于150mm礫石土料進(jìn)行篩分，低于設(shè)計(jì)含礫量的礫石土需進(jìn)行礫石摻合、含水率調(diào)整等工序，從而影響土料場(chǎng)供應(yīng)成品料的強(qiáng)度。

(2)料源空間分布不均勻，造成在土料場(chǎng)開(kāi)采初期，無(wú)法形成規(guī)?；a(chǎn)，影響土料場(chǎng)供應(yīng)成品料的強(qiáng)度。

(3)料場(chǎng)開(kāi)挖高程在2000m以上，土料運(yùn)輸受冬季道路結(jié)冰等制約，運(yùn)輸強(qiáng)度降低，也影響土料供應(yīng)強(qiáng)度。

(4)在施工過(guò)程中，土料場(chǎng)受征地、施工干擾以及外部不可預(yù)見(jiàn)事件制約，也可能影響土料供應(yīng)。

(5)由于礫石土料填筑處于大壩填筑關(guān)鍵線路上，業(yè)主要求搶工，要求提前3個(gè)月完成大壩填筑，也將對(duì)土料需求量提出更高的強(qiáng)度要求。

(6)在冬雨季對(duì)心墻進(jìn)行施工或應(yīng)急時(shí)，需要對(duì)土料進(jìn)行備料。

1.2 高塑性粘土

高塑性粘土作為心墻料的一種，布置在蓋板混凝土和礫石土心墻料之間，屬于防滲核心，其料源質(zhì)量要求高，受到道路運(yùn)輸和外部不可預(yù)見(jiàn)事件影響，可能出現(xiàn)供應(yīng)不足的問(wèn)題。

2 工程施工的備料情況

2.1 高塑性粘土料的備料

2013年7月大壩心墻開(kāi)始填筑，開(kāi)始使用野壩村堆存的高塑性粘土。填筑過(guò)程中，由于黃金坪水電站(長(zhǎng)河壩水電站的下一個(gè)梯級(jí)電站)2015年5月10日開(kāi)始蓄水，堆料場(chǎng)高程位于黃金坪正常蓄水位1476m以下，蓄水后還未使用的高塑性粘土料(約6萬(wàn)m3)需從野壩村轉(zhuǎn)存到大壩上游壓重體后再上壩。

2.2 土料備料

大壩填筑土料從2013年8月-2016年5月共計(jì)備料約139萬(wàn)m3堆存方。備料場(chǎng)分別在大壩上游側(cè)響水溝渣場(chǎng)、大壩上游壓重體和大壩下游壓重體。

2.3 備料保證大壩填筑施工案例

2015年10月20日上午10時(shí)，湯壩土料場(chǎng)公路硅廠對(duì)面山體發(fā)生崩塌，導(dǎo)致土料場(chǎng)公路交通中斷，湯壩礫石土料無(wú)法運(yùn)輸上壩。

山體發(fā)生崩塌后，不斷有石塊落下，時(shí)有部分石塊飛濺到土料場(chǎng)公路，造成極大的安全隱患，根據(jù)地方政府要求，道路中斷。為解決沿線村民出行問(wèn)題以及大壩標(biāo)土料料源運(yùn)輸問(wèn)題，在地方政府的統(tǒng)一指揮下，由業(yè)主安排施工單位進(jìn)行棚洞防護(hù)。

棚洞防護(hù)2015年10月30日開(kāi)始施工，11月15日施工完成，經(jīng)地方政府和業(yè)主驗(yàn)收后，同意對(duì)該處路段實(shí)行交通管制后通行。

當(dāng)采用在上游壓重體的備料施工15d后，由于沒(méi)有填筑料源，大壩心墻部位停工，直到棚洞防護(hù)驗(yàn)收，道路恢復(fù)通行。在此期間，心墻填筑工作面停工10d。

3 備料產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益分析

合同中非施工單位原因造成的各種壩料備料都將加大工程投資。以長(zhǎng)河壩工程的礫石土料備料來(lái)說(shuō)，在大壩上游的響水溝、上下游壓重體等備料，工程量約為139萬(wàn)m3堆存方，增加費(fèi)用約為1932萬(wàn)元。高塑性粘土備料費(fèi)用增加約為80萬(wàn)元，合計(jì)全部備料費(fèi)用為2012萬(wàn)元。

長(zhǎng)河壩工程2015年10月20日土料場(chǎng)運(yùn)輸中斷事件，造成大壩心墻填筑工作面停工10d。大壩填筑工作面處在大壩關(guān)鍵線路上，而大壩工程處在整個(gè)工程的關(guān)鍵線路上，決定整個(gè)工程下閘蓄水、發(fā)電的時(shí)機(jī)。

根據(jù)招標(biāo)文件，電站裝機(jī)為260萬(wàn)kW，年平均發(fā)電量為110.5億kW·h。按發(fā)電后每千瓦上網(wǎng)發(fā)電平均電價(jià)為0.25元計(jì)算，1年的發(fā)電帶來(lái)收益約為27.625億元。推遲10d發(fā)電將給業(yè)主帶來(lái)27.625億元÷365d×10d=7568萬(wàn)元的直接損失。若計(jì)算上土料場(chǎng)和大壩填筑工作面的人員和設(shè)備窩停工費(fèi)用，損失更大。

由于備料15d的填筑所需工程量給業(yè)主帶來(lái)直接收益為27.625億元÷365d×15d=1.1352億元。備料費(fèi)用所占費(fèi)用比例為0.2012億元÷(直接損失0.7568億元+直接收益1.1352億元)=10.63%。

4 結(jié)語(yǔ)

礫石土料施工中因增加過(guò)篩、摻配、含水率調(diào)整工序，或遇當(dāng)?shù)卮迕褡韫ぃ豢深A(yù)見(jiàn)的事件，業(yè)主要求的搶工等原因，可能造成不同程度的壩料供應(yīng)短缺，為保證大壩填筑需求，土料備料是必須的。高塑性粘土料因遇到不可預(yù)見(jiàn)的事件影響，也存在備料的需求。

2015年10月20日土料場(chǎng)運(yùn)輸中斷事件，如果通過(guò)備料措施加以避免，給業(yè)主帶來(lái)的收益將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)大壩工程所有備料費(fèi)用。因此，合理選擇備料措施是必須的，也是科學(xué)的，對(duì)保證大壩正常填筑具有重大意義。

鑒于長(zhǎng)河壩工程遇到的問(wèn)題，建議后續(xù)工程在施工組織設(shè)計(jì)中加以防范，若土料場(chǎng)距離大壩較遠(yuǎn)和土料開(kāi)采工程較高，在填筑高峰時(shí)，需考慮大壩正常填筑工程量所需15d的土料備料；在冬雨季時(shí)，需考慮大壩正常填筑工程量所需7d的土料備料，作為突發(fā)事件的應(yīng)對(duì)措施。