四方井水利枢纽工程弃渣场选址及水土保持措施设计要点

陈涛　龚新

摘要：以四方井水利枢纽工程为例，从弃渣场的地形地质条件、水文特征、对行洪安全和库容的影响、弃渣时序合理性等方面分析评价了弃渣场选址的合理性，因地制宜地提出了合理布置拦挡、护坡、排水、植被绿化等措施，以期为类似水利工程弃渣场水土保持设计提供参考。

关键词：弃渣场；选址；水土保持措施；水利枢纽

中图分类号：S157

文献标识码：A文章编号：16749944（2017）20001803

1引言

水利水电工程具有建设周期长、影响范围广、弃渣量大的特点。若弃渣场选址不当或措施布设不到位，弃渣进入江河湖库，会影响河道行洪安全和水库效益的发挥，还可能诱发滑坡、垮塌等危害，对下游公共基础设施和人民群众生命安全产生影响[1]。弃渣场已成为水利水电工程水土流失防治的重点区域和关键问题，现结合工作实践，就四方井水利枢纽工程弃渣场选址及水土保持措施设计要点进行探讨。

2项目概况

四方井水利枢纽工程坝址位于宜春市袁州区，赣江一级支流袁河中游右侧入汇的温汤河下游，为新建的大（2）型水利枢纽工程，开发任务以防洪、供水为主，兼顾发电等综合效益。坝址以上控制流域面积约173 km2，正常蓄水位152.00 m（黃海高程，下同），死水位为125.00 m，设计洪水位（P=1%）为153.93 m，校核洪水位（P=0.05%）为154.42 m，水库总库容1.19×108 m3，电站总装机容量1500 kW。枢纽工程由粘土心墙堆石坝、岸边溢洪道、引水系统、发电厂房及鸟山副坝等组成。工程土石方挖方总量90.26万m3，填方总量125.01万m3，借方67.43万m3，弃方32.69万m3。总工期32个月。

3弃渣场选址分析与评价

3.1弃渣场的选择

枢纽工程共设置2处弃渣场。

1#弃渣场位于大坝上游上鸟山淹没区，占地面积4 hm2，弃渣约23.8万m3，原地面高程约114～119 m，平均堆渣高度6 m，弃渣堆高约至124.5 m高程，形成堆渣平台，在死水位125 m以下，距离副坝约600 m。

2#弃渣场位于大坝右岸下游台地，弃渣约17.0万m3，占地5.67 hm2。地面原高程较低，一般在110～113 m左右，平均堆渣高度3 m，先期利用开挖渣料抬高至114.5 m高程，并适当平整，作施工布置。

渣场选址要素表用以分析评价选址的合理性[2]，见表1。

3.2对行洪安全影响分析

3.2.1水文特征

根据流域内温汤雨量站资料统计，流域多年平均降雨量1631.9 mm，降雨量的年际变化较大，年内分配也不均匀，其中4～6月占全年降雨量的40.6%。坝址处水文特征见表2～表4。

由以上水文资料可计算得出以下结果。

（1）天然运行全年时段。坝址P=10%相应流量为580 m3/s，相应水位为113.48 m；坝址P=5%相应流量为714 m3/s，相应水位为113.84 m。

（2）导流时段。由于大坝土建工程量相对较大，拟选择最枯8个月即8月至次年3月作为大坝的导流时段，施工导流时段P=10%相应流量为236 m3/s，相应水位为112.31 m。

（3）工程建成后运行时段。溢洪道设计消能工况（P=2%）下流量为550 m3/s，相应下游水位113.39 m。

3.2.2对行洪安全的影响分析

1#弃渣场位于水库淹没区，渣脚高程114 m，堆渣平台高程124.5 m位于死水位125 m以下，最大堆高10.5 m。距离温汤河主河道100 m，大于2倍的最大堆渣高度，符合安全防护距离要求。渣脚最低高程114 m，高于渣场附近河段P=5%相应流量水位113.84 m，施工期渣脚不受洪水影响。距离副坝约600 m左右，副坝没有泄洪功能。渣场布置不影响河道行洪安全。

2#弃渣场位于大坝下游，属于临河型堆渣，临温汤河，河床宽10～20 m，无深槽分布，河底高程108.92～109.97 m。弃渣平台高程114.5 m，高于天然运行全年时段P=10%相应流量水位113.48 m，高于施工导流时段P=10%相应水位为112.31 m，也高于溢洪道设计消能工况P=2%相应下游水位113.39 m。弃渣不侵占河道，施工期有相应的导流过水设施，符合规范要求的度汛标准，不影响河道行洪安全，但弃渣边坡可能会受到洪水的冲刷。

3.3地形地质条件分析

1#弃渣场：位于水库淹没区，属丘岭岗地，地形起伏不大，原地面高程约114～124.5 m。区内植被较好。处地下水位以上，场地分布的含少量砾的粘土（dlQ4），呈硬可塑状，为较好的渣场地基持力层。场地不涉及泥石流、滑坡等不良地质情况。弃渣堆积厚度达11 m，天然地基承载力可满足要求。

2#弃渣场：布置在坝址下游，河床右侧的Ⅰ级阶地上，阶地宽160～180 m，阶面微向河床侧倾斜，地形平缓，阶面高程一般110～113 m，阶地前缘临河，后缘接低山，山体稳定性较好。区内植被较好。覆盖层为第四系全新统河流冲积层，处地下水位以上，场地分布的壤土、砂壤土（alQ4），呈可塑状或松散状，为较好的渣场地基持力层。地质条件简单，周边不存在滑坡、泥石流等不良地质现象，场地天然地基承载力可满足渣场要求。

3.4对库容的影响分析

1#弃渣场位于淹没区，弃渣量23.8万m3，位于死水位以下。水库的死库容为853万m3，弃渣占死库容2.8%，所占比例很小，对死库容基本没有影响。水库运行期，由于弃渣位于死水位以下，水库水位的升降不涉及渣体，弃渣对水库的兴利库容没有影响。

3.5施工布置及弃渣时序合理性分析endprint

1#弃渣场为库区堆渣，减少了新征占地；根据施工时序，主要是在第一年9月至第二年2月、第二年6～9月弃渣，土石方工程避开了雨季施工，施工时段合理；弃渣场距离主坝约200 m，距离副坝600 m左右，运距合理。

2#弃渣场充分利用河道转弯、坝址右岸下游附近现成的开阔地弃渣，抬高后又可作为施工场地布置，减少了施工场地的征地。由施工进度可知，施工准备期为第一年的7～11月，而弃渣在第一年9月开始；则施工初期7～9月，在未弃渣场地临时搭建施工用房，采用板房结构，初期基本不需要砼拌合系统等附属设施，施工简单。第一年9月后从坝下向河道方向开始依次弃渣，拆卸原简易施工用房，堆渣平台进行碾压后重新搭建施工生产用房，后依次布设砼拌合系统等施工布置，施工时序较为合理。

4弃渣场水土保持措施设计要点

4.1库区型弃渣场水土保持措施布置

（1）拦挡工程。弃渣堆置时，将部分弃石压制在渣场表面及边坡，减免水土流失。渣顶高程控制在死水位125 m以下，弃渣边坡控制在1∶2。边坡高度H≥9 m时，修筑挡渣墙，采用素C15砼重力式挡墙拦挡，挡渣墙为5级建筑物。挡墙基础基础挖0.3～0.5 m，墙高1.5 m，超高0.5 m，顶宽0.4 m，背坡1∶0.4，面坡垂直。墙体沿纵向每隔10 m设一道伸缩沉降缝，缝宽2 cm，缝内用沥青杉板填缝，墙体每隔2.5 m设置一排φ70 mm的PVC排水管，墙内管口设置反滤。

（2）排水工程。在弃渣场外围修筑浆砌石排水沟，排水沟底宽0.5 m，高0.5 m，矩形，漿砌石厚度为0.3 m。在边坡坡顶临空面以上2 m外设置梯形土质截水沟，边坡系数m=1，沟深h=0.3 m，下底宽b=0.3 m。边坡临空面以上1～1.5 m外设置挡水埂。坡面间隔50～100 m设置纵向排水沟，引导坡面排水。地表径流经沉沙池沉淀后排入附近地表水系。

（3）植物措施。弃渣场终止使用后，对堆积平台进行土地整治，由于距离蓄水时间超过1年，可撒播狗牙根、高羊茅等混合草籽临时绿化。

4.2临河型弃渣场水土保持措施布置

（1）拦挡工程。场地周边采用C15素砼重力式挡墙拦挡，挡渣墙为5级建筑物，挡墙断面同库区型弃渣场挡墙。

（2）护坡工程。全年时段P=10%洪水位113.48 m，为防止洪水冲刷，场地临河边坡采用雷诺护垫铺设防护，护坡范围从110 m防护至114.5 m。雷诺护垫厚度为0.2～0.3 m，由特殊防腐处理的低碳钢丝组成的铁丝网，在施工现场填充石料组成。填石粒径以120～200 mm的块石为宜，土工布可选用250 g/m2的聚酯长纤无纺布。填充料可采用工程开挖的废石料。

（3）排水工程。在挡墙墙脚修建浆砌石排水沟，在边坡坡顶临空面以上2 m外设置截水沟、挡水埂，坡面设置纵向排水沟，采用混凝土矩形排水沟，底宽0.4m，高0.5 m，厚0.15 m。

（4）植物措施。植物措施设计坚持“生态优先，景观协调”的原则，措施配置应与周边的景观相协调[3]，由于渣场位于工程的管理区范围内，采用植被恢复1级标准。综合水库工程的特殊性，即淹没区的古树及珍惜保护植物需要移栽，将淹没区需要移栽的树木820株，栽种到渣场进行绿化，即减少了古树移栽新征占地，又节省了渣场植被恢复购买苗木的费用。移栽的树木为乡土树种，生命健壮，树形美观，观赏价值高。结合移栽的古树，种植乔灌草进行园林绿化设计。

5结论

弃渣场是开挖建设项目水土流失发生、发展和防治的重点区域，弃渣场选址应充分考虑地形地质、水文特征、立地条件等多重因素。本文从弃渣场的地形地质条件、水文特征、对行洪安全和库容的影响、弃渣时序合理性等方面进行了分析评价，有针对性地采取了拦挡、坡面防护、排水、植被绿化等措施。可为具有类似特征的水利枢纽工程提供借鉴。

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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