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摘要:生態環境保護是工程建設過程中需要引起重視的問題。工程在建設過程中，一般會生產大量的開挖料棄渣，如何減少棄渣或利用棄渣是規劃設計過程中應當思考的問題，岔河水庫在前期規劃設計過程中就充分考慮減少棄渣量并利用工程建設開挖料，溢洪道工程布置還結合壩殼料開采和利用，減少對生態環境破壞，同時降低工程投資。

關鍵詞:岔河水庫;工程布置;開采利用;填筑;保護

隨著國家高度重視生態環境保護，同時還要保障糧食生產安全，相關部門也制定了保護范圍和政策，如生態紅線、自然保護區和基本農田等措施推動可持續發展。為保障糧食生產安全，提高糧食單位面積產量，水利基礎設施也相應加大投入建設，但在建設過程中會對生態環境有一定影響或占用基本農田，應當采取相應措施減少對環境的破壞和占用。岔河水庫攔河壩為混凝土面板堆石壩，壩殼料總回填總量為68.5萬m3，在前期勘察過程中，就需要規劃充足的壩殼料。料場開采和建筑物開挖的無粘性土(包括砂、礫石、卵石、漂石等)、石料和風化料、礫石土均可作為壩殼料，并應根據材料性質用于壩殼的不同部位［1］。在實施過程中，我們應當優先利用建筑物開挖料，不足部分再開采壩殼料場堆石料，并按照不同料性分別回填于主堆區和次堆區;并考慮建筑物工程布置是否能夠與料場開挖相結合，減少對生態環境破壞。

1基本情況

1.1壩型選擇

壩址處河流流向N65°E，河床底寬5～10m，河谷呈“V”字型，左岸地形坡度35°～60°，右岸地形坡度30°～50°。壩基河床為第四系洪沖積漂石、砂礫卵石層，下伏基巖為塊狀流紋斑巖及后期侵入的輝綠巖脈、凝灰熔巖巖脈，弱風化層厚為22.0～67.0m。壩址區位于拿魚河斷裂和瀾滄江斷裂之間的經向構造帶內，斷層、裂隙較發育，主要發育F3、F4、F5、F6、F8斷層。重力壩壩高為50～100m時，可建在微風化至弱風化中部基巖上［2］，由于斷層及弱風化層較厚等地質原因，不適宜建混凝土高壩，因地制宜，可以興建當地材料壩。庫區范圍主要分布為粘土料、堆石料、塊石料等當地建筑材料，砂料缺乏且距工程區較遠，根據地質條件及當地建筑材料，選擇對壩基巖體要求相對較低的混凝土面板堆石壩作為優選壩型，避開了壩型選擇存在的地質風險［3］。

1.2壩殼料場情況

混凝土面板堆石壩殼料主要回填料為堆石，按照回填料性分區進行填筑，分為主堆區和次堆區。工程樞紐區及附近地層巖性為蝕變流紋斑巖、玄武安山巖。本著因料設計，就近取材原則，在壩址上、下游附近基巖大面積祼露區選定堆石料場，分別為Ⅰ壩殼和Ⅱ壩殼料場，堆石料總儲量為231.01萬m3，目前均無公路，料場類別屬于Ⅱ類。Ⅰ壩殼料場位于壩址上游左岸，強、弱風化基巖出露，有用層總儲量197.7萬m3，運距約2.0～2.5km;Ⅱ壩殼料場位于壩址下游右岸，強、弱風化基巖出露，有用層總儲量33.4萬m3，運距約0.5～0.8km。

1.3岔河水庫基本情況

岔河水庫位于云南省云縣浪壩山村，距云縣城72km。水庫徑流區屬瀾滄江流域右岸一級支流拿魚河上游，水庫控制徑流面積145km2，多年平均徑流量11668萬m3，總庫容4906.2萬m3。岔河水庫攔河壩采用混凝土面板堆石壩，壩頂高程1823.50m，壩頂寬10m，最大壩高86m，壩軸線長201.0m。壩頂上游設1.2m高防浪墻，防浪墻底部與混凝土面板連接組成整體防滲體系。攔河壩最上游為混凝土面板，在死水位以下部分鋪粘土鋪蓋以及使用渣料蓋重來保護趾板及面板。面板下游依次是墊層料、過渡料、主堆區、次堆區及護坡。下游壩坡分為三級坡，坡比均為1∶1.4，高程1823.5～1793.5m為一級坡，高程1793.5～1763.5m為二級坡，高程1763.5m以下為三級坡。在高程1793.5、1763.5m處設置寬2m的馬道。溢洪道位于右岸壩肩，為正槽開敞式溢洪道，由進口段、控制堰段、泄槽Ⅰ、Ⅱ段、消能段、護坦段組成，全長476.7m，最大下泄流量為160.0m3/s。輸水放空隧洞布置于左岸，由進口段、進口有壓洞段、豎井段、龍抬頭段、導流輸水共用段、閘室段、陡槽段、出口消能段組成，全長500.8m，設計流量Q=8.1m3/s。

2溢洪道工程布置比選

根據工程特點，水庫泄洪經過多方案進行比選，確定岔河水庫泄洪方式采用溢洪道單獨泄洪。樞紐區左、右岸地形坡度均較陡，左岸陡于右岸，壩殼石料場位于右岸下游，導流放空隧洞布置于左岸，溢洪道工程布置結合樞紐區地形地質、工程特點和樞紐布置等條件，在左、右岸均布置溢洪道軸線進行比較。開始規劃思路只是盡量減少溢洪道開挖量并充分利用開挖料回填于攔河壩，后期規劃思路考慮右岸溢洪道工程布置結合下游壩殼料場開挖。溢洪道主要布置方案有:左岸開敞式洞式溢洪道，左岸側槽式洞式溢洪道，左岸側槽開敞式溢洪道和右岸開敞式溢洪道，對4個方案進行比較，見表4。

(1)方案一:左岸開敞式洞式溢洪道布置于左岸，由進口明渠段、控制堰段、泄槽洞段、消能明渠段、護坦明渠段組成，全長414.9m，土石方開挖量18.0萬m3。

(2)方案二:左岸側槽式洞式溢洪道布置于左岸，由側堰段、進口明渠段、泄槽洞段、消能明渠段、護坦段組成，全長329.5m，土石方開挖量19.7萬m3。

(3)方案三:左岸側槽開敞式溢洪道布置于左岸，由側堰段、進口明渠段、泄槽明渠段、消能明渠段、護坦段組成，全長329.5m，土石方開挖量41.6萬m3。

(4)方案四:右岸開敞式溢洪道布置于右岸，由進口段、控制堰段、泄槽Ⅰ、Ⅱ段、消能段、護坦段組成，全長476.7m，土石方開挖量66.8萬m3。通過綜合比選，方案四相對較優，具有棄渣量少、棄渣占用面積和投資最省等優點。攔河壩壩殼料總回填總量為68.5萬m3，產生以上節省的主要原因是在開采攔河壩殼料過程中，原規劃需從Ⅰ壩殼料場開采量為27.1萬m3，從Ⅱ壩殼料場開采量為33.4萬m3，導流放空隧洞開挖料可利用量為4.3萬m3(主要為隧洞洞身開挖量)，攔河壩基礎開挖料可利用量為3.7萬m3(主要為趾板基礎開挖量)。但經過設計優化后，溢洪道與壩殼料場開挖結合后，只需從Ⅰ堆石料場開采量為7.1萬m3，導流放空隧洞開挖料可利用量為4.3萬m3，攔河壩基礎開挖料可利用量為3.7萬m3，溢洪道開挖料可利用量為53.4萬m3，可以減少壩殼料運距;同時也對溢洪道邊坡基礎進行開挖，可以減少溢洪道重復開挖量，溢洪道開挖料也作為壩殼料回填于混凝土面板堆石料中，減少土地占用，特別是減少生態紅線和基本農田占用，最大程度的減少對生態環境的破壞。

3溢洪道與壩殼料開采規劃

3.1壩殼料主堆區和次堆區開采規劃

由于溢洪道工程布置結合壩殼料場開采，故溢洪道在開挖過程中，施工組織設計上就需要認真做好開采規劃。首先對料場植被及灌木等進行人工砍伐，覆蓋層、腐殖土采用人工配合挖掘機土機進行剝離、堆集，產生的棄渣料可就近集中堆放，并集中運至棄渣場。壩殼料場主要為強、弱風化基巖出露，本著好料用于關鍵部位、低料低用、高料高用、多點進料的原則，混凝土面板堆石壩殼料又分為主堆區和次堆區，主堆區主要回填弱、微風化堆石，次堆區主要回填強、弱風化堆石，開挖過程中就要對主堆區料和次堆區料進行合理堆放，實現好料用在刀刃上。因為次堆區主要位于攔河壩壩體后區，在高程1752.3m以下先回填主堆區(此區域位于浸潤線以下，需要回填較好壩殼料，提高排水效果，盡量避免巖石長期被水浸泡后軟化影響壩體穩定)，采用弱、微風化堆石進行找平;在高程1752.3m以后才開始回填次堆區(此區域位于浸潤線以上，可以回填差料，提高工程經濟性)，但料場開挖需自上而下進行開挖，強、弱風化堆石先堆放于攔河壩下游右岸平坦開闊處，回填高度不宜高于3.0m，防止粗細顆粒分離，后期進行二次搬運(采用挖掘機拌和后才進行裝運)至攔河壩;開挖至弱、微風化基巖后，把滿足設計要求的堆石填筑于主堆區;后期采取主堆區和次堆區同時上壩，滿足施工程序和進度要求。

3.2溢洪道開采規劃溢洪道規劃

分為兩期開挖，主要是考慮先滿足堆石壩填筑進度要求，后期才對溢洪道基礎進行開挖。

(1)一期開挖填壩:溢洪道一期開挖主要用于壩體填筑，堆石料場采用潛孔鉆梯段爆破開采，開采前應做好詳細周密的開采計劃，復核好開采用量及溢洪道結構開挖相結合，做到盡量不多挖也不少挖，即滿足壩體填筑需求，又控制不影響溢洪道后期布置結構需要，開采用挖掘機挖料，裝自卸汽車運0.5～0.8km至攔河壩進行填筑。

(2)二期開挖槽挖:采用自上而下分層進行，采用風鉆鉆孔進行光面爆破，開采用挖掘機挖料，裝自卸汽車運0.5～0.8km至攔河壩進行填筑。開挖完成后及時進行噴錨支護，并布設排水溝。

4結論

在做前期規劃中不但要做好工程布置規劃，還要做好料場開采規劃，特別是工程建設過程中會產生大量的開挖棄渣料，如何利用開挖料，減少棄渣量，最終減少耕地占用，特別是減少生態紅線、基本農田和自然保護區等重點區域占地。在工程布置和確定建筑物結構可以參照如下步驟進行選擇。

(1)根據項目區地形地質條件、項目區主要當地建筑材料和工程任務等選擇基本壩型，選擇建土石壩還是混凝土壩，或者其它取水設施，并結合工程進行相應布置。

(2)如果工程區條件滿足建混凝土壩要求，泄水和輸水建筑物工程布置就可以和混凝土壩結合，可以利用部分基礎開挖料作為混凝土骨料加工料源。

(3)如果工程區條件滿足建土石壩要求，泄水和輸水建筑物工程布置就可以考慮與料場結合，還可以利用開挖料作為壩殼料并按照不同料性分區回填，部分開挖料可以作為混凝土骨料加工料源。

(4)根據選定的壩型和工程布置方式，做好料場開采規劃。采取好料用于關鍵部位、低料低用、高料高用、多點進料的原則，如果需要進行二次搬運料場，就要做好臨時堆料場設計，并做好臨時保護措施。

參考文獻

［1］SL274—2020．碾壓式土石壩設計規范［S］．

［2］SL319—2018．混凝土重力壩設計規范［S］．

［3］柳景華，鐘華，楊火平．水布埡工程軟巖開挖料工程特性研究與利用［J］．人民長江，2007(7):10-12，15．

作者：董榮 單位：臨滄市水利水電勘測設計研究院