移民后靠安置区场地选择与规划中的设计因素

2013-09-03 10:17石学厚吴贵胜
水利规划与设计 2013年8期
关键词:台地挖方挡土墙

石学厚 吴贵胜

(1. 水利部水利水电规划设计总院 北京 100120;2. 贵州省水利水电工程移民局 贵州贵阳 550000 )

在水库建设中,移民后靠安置是普遍的安置方式之一。所谓后靠安置,就是受水库蓄水淹没,从蓄水淹没线下搬迁到淹没线上,且在离原住地不远的地方进行安置。这种安置深受当地居民重视,因此也是本文讨论的主题。

对于原居住分散的农村移民选择后靠安置,其场地的寻找相对比较容易,但对于人口密度较大的集镇(乡、场)采取后靠安置,场地选择是一个非常困难的事情。千百年来,人类择水而居的同时也充分利用了大自然提供的种种恩惠,如便利的交通、优越的气候、稳定的地质、平坦的地形、防范野兽和抵御外敌入侵的天然屏障等可利用的条件,均被充分利用了。就各个库区现状来讲,后靠安置区不是存在这样的问题,就是存在那样的缺陷,甚至存在潜在的地质风险。要找到相对条件比较好的集中安置区,可以说相当困难。尤其在我国南方人口密集的江河两岸,这个问题就更为明显。因此,绝大多数安置区不得不采用工程手段开山造地,不仅投资大、成本高,而且工期长,甚至制约水库正常蓄水。

水库淹没的沿江两岸地形一般较陡,尤其水库蓄水位的提高,原有滩地已荡然无存,随地面高程的上升,地形条件进一步恶化。因此,必须对当地可利用地形进行充分研究,对规划的安置区进行系统、全面的查勘,必要时“住下来”,亲身体会拟选安置区的种种优点和不足,去粗取精,不能“挖到篮里就是菜”。不要怕多方案比选,尤其设计部门应勇敢的挑起“多方案”比选的重担,不要怕“反复”,只有勇于面对“反复”,才能促进项目设计的全面优化。

1 设计工作做的深效果不一样

设计工作做的深和透,项目实施的效果就大不一样。近年来,由于设计单位任务重、人手少,设计工作深度不足的现象普遍存在,甚至抄袭、应付。尤其在非标准项目上,有的设计单位甚至竟然在不做现场测量、勘探等基础工作的情况下出图。不仅工程量算不准,也埋下了严重的质量风险。设计工作的深和透,还反映在投资与效果上,这就是我们常说的“性价比”。不仅是投资少、见效快,还要看实际功能的发挥。下面我们就某水库一个移民集中安置区场地选择与工程措施实例进行讨论。

XX安置区,迁建规模为208户,801人,迁建用地 4.82hm2。场区总体地势西北侧高、东南侧低,安置区后依山坡最高点 420m,前部为未来的库区,场区位于被三条沟切割的两个山脊上,高程295~380m。规划工程总体布置如下。

1.1 交通工程布置

区内道路结合地形顺山势布置,设一处回头曲线,一处平交路口,跨越原地面高程 351~298m,形成“Z ”字形结构,最大宽度4.5~7m,全长 1130m。同时新建对外连接的山区公路20.35km,通过其与 “村村通” 工程相接,从此结束了该地不通车的历史。

在江边复建 1个 300t级货运泊位码头,由于新址高程较高,需修建下河道路与之相通。

1.2 场区竖向设计

移民安置区场地平整项目最大长度约360m,最大宽度约320m。竖向设计采用小台地法,土质边坡坡比1∶1~1∶1.125,强风化岩质边坡坡比 1∶1~1∶1.25,中风化岩质边坡坡比1∶0.75~1∶0.9。对开挖的永久岩质边坡进行挂网喷混凝土坡面防护。对开挖的永久土质边坡进行格构草皮护坡和草皮护坡,不同标高的场地之间采用挡土墙衔接。

1.3 给排水布置

给水水源取自岩溶泉,距集镇1500m,出水口高程约430m,流量30~40L/min,可满足用水要求。排水体系近期按雨污合流设计。

1.4 供电布置

电力线路由安置区东部 35kv变电站引入,采用集中供电的形式。在安置区中北部设配电所,分4个回路供生活和照明用电。

安置区新址竖向工程主体工程量见表1。

表1 竖向工程工程量表

实际上,当地地形条件非常适合开挖施工,尤其是位于两个山脊中间的冲沟,可成为吸纳石渣的弃料场,出渣运距小。采用挖方为主的方案不仅对施工有利,还由于当地的岩石全部为砂页岩,这种岩石极易风化,不能作为浆砌块石挡土墙的材料,采用挡土墙形成的台地方案,显然先天不足。最早设计采用小台地方案,布置了大小80余块台地。台地间高差 3~5m,每个台地只能安置1、2户,10多个移民。虽然挖方工程量比较小,但浆砌石的用量很大,当地又是砂页岩区,砂页岩极易风化,无法当建材使用。这里由于没有公路与外界沟通,出入全靠水运,设备和建材需要人工从江边肩挑人扛到半山上,施工难度极大。正因如此,才有必要对这个问题进行深入研究。

随着对环境认识的不断加深,对地形条件的逐步熟悉,我们对这种布局提出新的想法,比如采用增加挖方的形式扩大台地,不用挡土墙或只在局部做少量的挡土墙,效果如何呢?这样挖方量将大为增加,根据现场测算挖方可能达到 52万m3,但可利用开挖弃渣回填场内的冲沟造地,为当地经济留出发展空间。这种设想,存在安置区背后的高边坡问题,需要采用锚固或将边坡放缓的技术措施,减少工程量和资金投入。此外,如果将安置点与“村村通工程”的公路结合,不仅施工工程量可减少,搬迁后的交通条件也大为改善。随即建议修改目前的竖向设计方案,提出了第I个设计优化建议。

在此基础上,针对开挖工程量的优化,又提出采用几个不同高程台地的做法,又形成第 II个建议修改意见。在对投资造价按当地一些实施项目的报价进行了粗略估算后,编制表2以便进行对比。

从比较中,我们看到建议修改方案不仅在造价上与规划方案有差别,其他条件也很优越,当地居民也非常满意。但由于原规划方案的部分挡土墙已经付诸实施,在施工中设计单位只进行了部分优化。如果说,当时多做一些方案比选,可能这些不利因素可以较早的暴露出来,使我们的设计会更加完美。

2 设计前瞻的眼光来源于责任与素质

我们再看这样一个实例。XX安置区,迁建规模为2849人,迁建用地规模为19.94hm2。安置区为侵蚀剥蚀河谷斜坡地貌,地形坡角约12~23°,坡体为顺向坡结构,地形坡角与岩层倾角大体相等。工程总体布置如下。

2.1 交通工程布置

区内道路结合地形顺山势布置,沿山坡等高线与江水水流方向一致,设两处回头曲线,形成“Z ”字形结构,两处平交路口,跨越原地面高程 354.5~290m,最大宽度 8.5~16m,全长2697.89m。对外连接道路宽 7m,长 492.27m,与现有公路相连。在江边复建一个 300t级货运泊位,年吞吐量5万t;2个300客位客运泊位,年通过能力12万次/年。

表2 规划与建议修改方案比较

2.2 场区竖向设计

移民安置区场地平整最大长度约 930m,最大宽度约 420m,竖向设计采用小台地法,土质边坡坡比1︰1~ 1︰1.25,强风化岩质边坡坡比1︰1~1︰1.25,中风化岩质边坡坡比1︰0.75~1︰0.9。岩质边坡进行挂网喷混凝土坡面防护,在不同标高的场地之间采用挡土墙衔接。

2.3 给排水布置

给水水源取自山泉和移民安置区附近的江水,通过配水管网到用户。排水体系近期按雨污合流设计。

2.4 供电布置

电力线路由安置区东部 35kv变电站引入,在安置区中部设配电所,分5个回路向设在镇内的5台变压器供电。

安置区新址竖向工程主体工程量见表3。

表3 竖向工程工程量表

在实施中对这种布局形式也提出了质疑,如:挡土墙较高,最大高度达 8m,基础为顺向坡,不易“立足”;施工中常常遇到地基不断超挖,仍然无法下基的情况;将来移民在建房时,局部基础坐落在挡土墙后的回填土上,又埋下不均匀沉降的隐患。可否采用全开挖法,即采用挖方的形式扩大台地,不用挡土墙或只在局部做少量的挡土墙。于是形成了建议修改方案 I,但这个方案的致命问题在于大面积的开挖,又切割了顺向坡倾斜岩层的下部,促使滑坡问题进一步发展。为解决这个矛盾需对开挖边坡进行锚固处理。建议的修改方案I锚固与挖方造价不能过高,否则就没有意义。能否将安置区继续上移,选择在370m高程以上地势比较平坦的位置。通过现场查勘,这样的地形条件是现成的,挖方量将大为下降,根据现场测算挖方可以控制在42万m3的范围内,包括修建从江边到安置区公路的挖方量,我们称为建议修改方案II。这个方案要修一条500m长,6m宽的上山坡道,工程量也很大。表4为规划方案与建议修改方案的比较。

在这个工程实例中,取消挡土墙,改为大规模开挖的建议修改方案 I,使土石方开挖工程量迅速增加,造价上升较快,但浆砌块石挡土墙的取消,又使造价很快回落,说明挖方比砌筑浆砌块石挡土墙划算,通过造价估算直接可以反应出来。纵观两个不同的修改方案,无论大规模开挖的建议修改方案 I,还是提高安置高程的建议修改方案II,都存在优势和缺陷。这就要求设计部门必须对现场进行细致的勘察,反复论证、推敲,不要怕“反复”。但由于当时的条件和时间紧迫,没有做更多的工作。设计单位仅对工程实例2,进行了局部修改后,付诸了实施。

一般情况下地形条件好,地质条件可能会有一些问题,不一定全能满足要求;地形条件不好,其地质条件也不会好多少。地形条件好,就可以用较少的工程手段获得较好的效果,反之,花费了大量的人力物力,事倍功半,还会给安置区留下一大堆问题。地形的好与差是自然形成的,任何一个安置区都需要进行人工改造,其改造的过程是一个多种因素参与综合比较、系统优化的过程。因此,在新址选择上,一定要克服“不管采用什么样的办法,只要安置容量够就算完成任务”;“只求工程建设造价合理,不管后期运行资金投入多少”;“只对业主提出的地块进行整理,忽略了社会整体发展大格局”的做法。必须巧妙的利用地形条件,把后靠安置区的选择这篇文章做巧、做好,做到业主认可,更要做到老百姓满意。能否做到这一点,设计单位的责任心和基本素质起了非常重要的作用。这也让我们想起我国西北某水库,在水库岸边开辟了266.67hm2的喷灌草场,本来可在库旁设置水泵取水,由于设计单位对水泵在水位变幅较大的情况下的运行工况吃不准,武断的选择了在上游河道取水的岸边泵站方案。该工程运行不到 20个小时,被泥沙淤积的一塌糊涂,1500多万元的工程只好报废。

表4 规划与建议修改方案比较

我们说,设计是龙头,工程项目质量的好与坏,设计赋予了它第一属性,教训是深刻的。在水库移民安置工程中,设计质量不高是普遍现象。

此外,在安置区选址、规划和竖向设计中,还需要结合当地的实际情况,充分利用当地的地形、地质条件,利用当地建材资源、运输与燃料动力的供应条件,以及实施阶段的其他因素,比如天气、施工工期要求、可能的物价波动、劳动力的充裕等情况,作为优化设计的因子,一并考虑在影响工程的范围之内,对项目进行技术优化、投资优化。本文提出讨论的两个实例显然在设计之初,没有做这些工作或没有深入的做这些工作。这正是设计部门要给予充分重视的问题。

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