新疆水利工程土石方平衡與壩型選擇分析

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)合工程案例對其壩型選擇知識點(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，這對于提高水利工程項(xiàng)目生態(tài)與社會效益的意義重大，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、料場選擇以及工程項(xiàng)目進(jìn)度等方面，對于整個(gè)項(xiàng)目有直接影響，不容忽視。（1）對工程項(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)對開挖土石料的評價(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，降低外部因素對工程施工的影響。（2）對施工質(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、料場堆放場地等諸多因素做統(tǒng)籌分析。（2）針對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）針對長距離運(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遷量

在對案例項(xiàng)目展開分析后，分別從對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，對自然生態(tài)環(huán)境的影響不容忽視，所以在對比后可以認(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。

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