齊江鵬，張 康

(新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，烏魯木齊830000)

1 工程概況

阿爾塔什水利樞紐是塔里木河主要源流之一的葉爾羌河流域內(nèi)最大的控制性山區(qū)水庫(kù)工程，工程任務(wù)為在保證向塔里木河干流生態(tài)供水的前提下，以防洪、灌溉為主，兼顧發(fā)電等綜合利用。

阿爾塔什水利樞紐土石方開(kāi)挖總量為1 098.11萬(wàn)m3，土石方填筑及回填總量為2 576.54萬(wàn)m3，壩址區(qū)主要建筑物土石方工程量見(jiàn)表1。

2 土石方平衡規(guī)劃原則

土石方平衡規(guī)劃應(yīng)遵守以下5個(gè)原則:

1)工程開(kāi)挖料依據(jù)其巖性、開(kāi)挖條件和建筑物填筑部位對(duì)填料要求進(jìn)行選擇性利用。

2)土石方平衡規(guī)劃中，必須在質(zhì)量、數(shù)量、時(shí)間、空間等方面對(duì)料源和壩體填筑部位進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，綜合平衡，保證大壩填筑進(jìn)度的需要，又滿足大壩各分區(qū)對(duì)物料質(zhì)量的不同要求［1］。

3)開(kāi)挖可利用料是否直接上壩或二次倒運(yùn)上壩應(yīng)與施工總進(jìn)度協(xié)調(diào)，盡可能減少壩料中轉(zhuǎn)、暫存，提高直接上壩率，減少工程投資。

4)應(yīng)充分考慮施工工期、大壩填筑料質(zhì)量要求及進(jìn)度、建筑物開(kāi)挖料巖性及進(jìn)度、料場(chǎng)可開(kāi)采量及利用料堆放場(chǎng)容量、交通運(yùn)輸強(qiáng)度等條件，以空間無(wú)沖突，運(yùn)距最短為目標(biāo)進(jìn)行土石方調(diào)配。

5)本工程主砂礫石料場(chǎng)為下游河床料場(chǎng)，存在汛期開(kāi)采難度較大問(wèn)題，汛期應(yīng)考慮利用開(kāi)挖料作為填壩料，減小汛期砂礫石料場(chǎng)開(kāi)采強(qiáng)度。

3 物料要求

壩體填筑分區(qū)從上游至下游分別為上游蓋重區(qū)、上游鋪蓋區(qū)、混凝土面板、墊層料區(qū)、過(guò)渡料區(qū)、砂礫料區(qū)、利用料區(qū)、爆破料區(qū)。圍堰填筑用料主要包括土料、墊層料、過(guò)渡料、砂礫料。各物料設(shè)計(jì)指標(biāo)及特性見(jiàn)表2。

壩址區(qū)建筑物所需主要物料中墊層料、過(guò)渡料自砂石加工系統(tǒng)拉運(yùn)，砂礫料、堆石料及土料由料場(chǎng)或建筑物開(kāi)挖料供應(yīng)。

表1 主要建筑物土石方工程量表 萬(wàn)m3

表2 建筑物填筑物料特性表

4 大壩填筑施工分期及進(jìn)度

大壩填筑為土石方平衡規(guī)劃主要對(duì)象，根據(jù)大壩施工組織設(shè)計(jì)，結(jié)合施工導(dǎo)流度汛要求，將大壩砂礫石填筑分為五期，堆石填筑分為六期進(jìn)行，大壩分期填筑規(guī)劃見(jiàn)圖1。

大壩砂礫石分區(qū)填筑特性見(jiàn)表3，堆石分區(qū)填筑特性見(jiàn)表4。

圖1 壩體分期填筑示意圖

5 開(kāi)挖料利用分析

5.1 分析依據(jù)和系數(shù)

開(kāi)挖利用料分析基礎(chǔ)資料為水工設(shè)計(jì)圖紙、地質(zhì)勘察資料等成果。根據(jù)大壩填筑要求，類比其他工程，確定各種料源壓實(shí)換算系數(shù)見(jiàn)表5。

表3 大壩砂礫石分區(qū)填筑特性表

表4 大壩堆石分區(qū)填筑特性表

表5 土石方松實(shí)系數(shù)換算表

5.2 開(kāi)挖可利用料分析

施工過(guò)程中土石方開(kāi)挖、運(yùn)輸、堆存、倒運(yùn)均有不同程度損耗，其中裝車、運(yùn)輸損耗為3%，儲(chǔ)存的損耗為3%，損耗需考慮開(kāi)挖利用料是否存在二次倒運(yùn)。開(kāi)挖料可利用數(shù)量應(yīng)結(jié)合主要建筑物開(kāi)挖進(jìn)度及上壩條件，由設(shè)計(jì)開(kāi)挖量扣除不可利用量及損耗得出。本工程大壩填筑自第二年6月1日——第七年3月31日，各建筑物是否可直接上壩分析如下:

1)大壩:第一年3月1日——第二年11月30日進(jìn)行土石方開(kāi)挖。壩基開(kāi)挖砂礫石33.8%可直接上壩，39.2%運(yùn)至利用料堆放場(chǎng);石方開(kāi)挖料20.2%可直接利用，47.8%運(yùn)至利用料堆放場(chǎng)。

2)中孔泄洪洞:第二年3月1日——第四年6月30日進(jìn)行土石方開(kāi)挖。隧洞出口覆蓋第四系坡積—風(fēng)積含碎石低液限粉土層，可作為壩體鋪蓋料和土料來(lái)源，運(yùn)至利用料堆放場(chǎng)堆存;石方明挖料62.4%直接利用，13.1%運(yùn)至利用料堆放場(chǎng);石方洞挖料均可直接利用。

3)1#、2#表孔泄洪洞:第二年3月1日——第四年11月30日進(jìn)行土石方開(kāi)挖。土方為坡積碎石土，質(zhì)量不滿足建筑物填筑料設(shè)計(jì)要求，運(yùn)至棄渣場(chǎng);石方開(kāi)挖與壩體填筑同期進(jìn)行，均可直接利用。

4)1#、2#深孔放空排沙洞:第二年3月1日——第四年9月30日進(jìn)行土石方開(kāi)挖。土方開(kāi)挖62.2%可直接利用，13.2%運(yùn)至利用料堆放場(chǎng)。1#深孔放空排沙洞石方明挖料可直接利用，2#深孔放空排沙洞石方明挖量較小，薄層開(kāi)挖，石方與碎石土混料較多，運(yùn)至棄渣場(chǎng)。1#深孔放空排沙洞石方洞挖31.2%直接利用，29.8%運(yùn)至利用料堆放場(chǎng)。2#深孔放空排沙洞于施工準(zhǔn)備期開(kāi)挖完畢，開(kāi)挖料二次倒運(yùn)上壩。

5)發(fā)電引水系統(tǒng):第三年3月1日——第四年4月30日進(jìn)行土石方開(kāi)挖?？拷髩螀^(qū)的石方洞挖料50%可直接利用，50%二次利用。

6)導(dǎo)流洞:第一年3月1日——同年11月30日進(jìn)行土石方開(kāi)挖。施工準(zhǔn)備期內(nèi)完成，開(kāi)挖料為二次利用。

7)生態(tài)基流發(fā)電系統(tǒng):第三年3月1日——同年6月30日進(jìn)行土石方開(kāi)挖。土方開(kāi)挖料可直接上壩。

8)生態(tài)基流廠房:第三年3月1日——同年6月30日進(jìn)行土方開(kāi)挖。土方開(kāi)挖料均可直接上壩。

9)交通洞:施工準(zhǔn)備期完成，均為二次利用。

壩址區(qū)各建筑物開(kāi)挖料可利用量統(tǒng)計(jì)分析見(jiàn)表6。

表6 壩址區(qū)建筑物開(kāi)挖料可利用量統(tǒng)計(jì)分析表 萬(wàn)m3

6 土石方平衡規(guī)劃

根據(jù)各建筑物開(kāi)挖料可利用量、施工進(jìn)度、施工總布置情況對(duì)土石方開(kāi)挖料流向分析，壩址區(qū)各建筑物土方開(kāi)挖料中約277.69萬(wàn)m3(自然方)、石方開(kāi)挖料中約287.54萬(wàn)m3(自然方)利用到大壩填筑及其它建筑物回填部位中，開(kāi)挖料總利用率為54.28%。壩址區(qū)建筑物填筑料來(lái)源見(jiàn)表7。

建筑物土方開(kāi)挖集中于壩體填筑第Ⅰ期時(shí)段，因該時(shí)段采用壩址上游C1料場(chǎng)(該料場(chǎng)壩體填筑第Ⅱ期時(shí)淹沒(méi))可減少下游料場(chǎng)開(kāi)采壓力，故將生態(tài)基流廠房及深孔放空洞部分可直接利用的土方開(kāi)挖料作為二次利用料，用于砂礫石填筑第Ⅲ期、Ⅳ期汛期時(shí)段使用。大壩砂礫石區(qū)各分期填筑利用料分配見(jiàn)表8。

表7 壩址區(qū)建筑物填筑(回填)料來(lái)源表 萬(wàn)m3

表8 大壩砂礫石分期填筑利用料分配表萬(wàn)m3

大壩堆石區(qū)的各分期填筑原則為:優(yōu)先利用開(kāi)挖料直接上壩，開(kāi)挖料上壩強(qiáng)度不足時(shí)由料場(chǎng)補(bǔ)充，二次倒運(yùn)料作為消減爆破料場(chǎng)開(kāi)采高峰強(qiáng)度使用。樞紐區(qū)各建筑物石方開(kāi)挖基本于堆石區(qū)填筑第Ⅲ期前完成，與堆石區(qū)填筑同期施工的泄水建筑物開(kāi)挖料直接上壩;施工準(zhǔn)備期完成的導(dǎo)流洞、交通洞、2#表孔溢洪洞及主體施工期大壩、發(fā)電洞等開(kāi)挖料堆存后二次利用于第Ⅲ期、Ⅳ期填壩使用。大壩堆石區(qū)各分期填筑利用料分配見(jiàn)表9。

由表9可看出，大壩砂礫石填筑需由砂礫石料場(chǎng)供應(yīng)1 117.22萬(wàn)m3(壓實(shí)方)，其余利用各建筑物開(kāi)挖料上壩，共計(jì)183.87萬(wàn)m3(壓實(shí)方)。爆破塊石料場(chǎng)供應(yīng)填筑量為692.10萬(wàn)m3(壓實(shí)方)，其余堆石利用各建筑物石方開(kāi)挖料上壩，共計(jì)368.91萬(wàn)m3(壓實(shí)方)。

表9 大壩堆石料分期填筑利用料分配表萬(wàn)m3

7 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)阿爾塔什水利樞紐工程壩址區(qū)施工土石方平衡計(jì)算分析，使建筑物開(kāi)挖料得以合理、有效的利用。在實(shí)際施工過(guò)程中應(yīng)對(duì)土石方平衡規(guī)劃實(shí)施情況追蹤反饋，并及時(shí)調(diào)整優(yōu)化，使施工全過(guò)程土石方調(diào)配達(dá)利用率最高、投資最省的目標(biāo)。

［1］王連軍.錦凌水庫(kù)土石方平衡計(jì)劃分析［J］.黑龍江水利科技，2014，42(02):135-136.