瀑布沟工程三谷庄、落哈渣场动态规划设计研究

胡 平，吕 卫

(中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，四川 成都 610072)

1 概 况

瀑布沟水电站位于大渡河中游、四川省汉源县及甘洛县境内，下游距已建的龚嘴、铜街子水电站分别为103km、136km。坝址下游右岸有尼日河汇入，从汇合口沿尼日河上行有公路到甘洛县城，公路里程34km。从坝址处下行9km到成昆铁路汉源车站。电站地理位置适中，对外交通方便，外来的建筑物资和生活物资均可由成昆铁路经乌斯河转运站由汽车运至工地。总装机容量3 600MW。

瀑布沟水电站大坝为碎石土直心墙堆石坝，最大坝高186m，最大底宽约780m，坝体建基面高程670m，坝顶高程856m，坝顶宽14m，土石方填筑共计约2 200万m3。

工程土石明挖约1 298.52万m3，石方洞挖约414.61万m3。坝区各建筑物土石明挖约1 260.56万m3，石方洞挖约353.28万m3。石方洞挖及部分石方明挖均可以作为上坝填筑料，石方洞挖还用于觉托人工骨料砂石系统毛料。

2 渣场容量及堆渣规划

本工程规划有三谷庄、落哈、尼日河1号、尼日河2号共计4个渣场，三谷庄位于大坝上游左岸台地，距坝址6km，渣场堆渣容量约1 233万m3，占地面积约335 200m2。落哈渣场位于大坝上游右岸台地，距坝址4km，堆渣容量约1 271万m3，占地面积约335 300m2。尼日河1号渣场，堆存容量约40万m3，占地面积51 400m2。尼日河2号渣场，堆容量约30万m3，占地面积38 700m2。尼日河渣场均在尼日河闸首下游2km、11km处左岸河滩。

坝区各标的土石明挖及洞挖、尼日河隧洞标的3号支洞的洞挖渣料均需要堆存到三谷庄渣场和落哈渣场，堆渣总量为2 115.39万m3(松方)，在用于觉托人工骨料砂石系统毛料和大坝坝壳料填筑回采后，最终弃渣量为1 671.38万m3(松方)，其中三谷庄渣场最终堆渣量790.23万m3(松方)，落哈渣场最终堆渣量881.15万m3(松方)。

土石方动态平衡见表1、渣场容量及平衡见表2。

表1 土石方动态平衡 万m3

注：工程量均为自然方，堆渣量均为松方。

表2 渣场容量及平衡 万m3

落哈渣场较三谷庄渣场距坝区近2km，优先使用该渣场。考虑到上游跨河公路桥在第二年4月以后才能建成通车，在进行渣场规划时，将右岸的大坝工程标以及在第二年4月以后进行开挖施工的左岸坝肩开挖标、溢洪道标和部分导流洞标的渣量堆存在落哈渣场；将泄洪洞标、地下厂房标及上游公路桥通车前施工的导流洞标的渣量堆入三谷庄渣场。这样，既减少运输费用，又有利于觉托人工骨料砂石系统的回采。

3 渣场回采规划

地下厂房工程标洞挖料100.53万m3(自然方)直接上坝用作坝体上、下游765m高程以下部分过渡料填筑，直接上坝时段为2006年1月～2007年12月。

觉托砂石加工系统于2002年9月至2008年4月在三谷庄渣场回采洞挖料为117万m3(自然方)。

上游围堰堰体填料在三谷庄渣场回采洞挖石方68.80万m3(自然方)。

三谷庄渣场回采洞挖料12.30万m3(自然方)作为坝体过渡料。

地下厂房工程标尾水渠石方明挖料用作大坝标坝体下游765m高程以上部分填筑堆石料直接上坝，直接上坝时段为2008年1月中～4月中、2009年1～3月；溢洪道工程标标溢洪道泄槽段石方明挖渣料大部分直接上坝作坝体下游堆石料，直接上坝时段为2007年10月～2008年6月。明挖料直接上坝共计92.18万m3(自然方)。

坝体下游740～785m高程坝壳堆石料在落哈渣场回采明挖石方144.07万m3(自然方)。

4 渣场动态运行设计

除各开挖工作面的石方洞挖、石方明挖部分直接上坝堆筑，上游围堰堰体填料回采外，要实现觉托砂石加工系统于2002年9月至2008年4月在三谷庄渣场回采洞挖料179万m3(松方)、坝体下游740～785m高程坝壳堆石料填筑时在落哈渣场回采明挖石方220.43万m3(松方)、三谷庄渣场回采洞挖料18.82万m3(松方)作为坝体过渡料的目的，必须进行渣场的动态规划设计研究，在时间和空间上做出合理的安排。

首先确定堆渣原则，对渣场进行分区，将弃渣及回采渣分开堆放，并将石方洞挖渣及明挖石方渣分区堆放；其次，对渣场堆渣条件进行分析，对渣场各区各高程的堆渣容量进行计算；再根据施工开挖进度安排，渣料进入渣场的时间、堆筑高度进行计算，并根据上坝进度进行回采安排。

4.1 堆渣原则

(1)将三谷庄及落哈渣场根据弃渣堆放量和回采堆放量分为弃渣区和回采区，上游面运距较远为弃渣区，下游面较近为回采区。

(2)工程坝区各工作面的石方洞挖渣运至三谷庄渣场回采区，石方明挖渣运至落哈渣场回采区，土石方混合弃渣运至三谷庄及落哈渣场的弃渣区。

(3)尽量使用落哈渣场，三谷庄渣场容积留有余地用以加里俄甲石料场开采剥离弃渣的堆放。

4.2 渣场动态容积计算

根据地形资料，按堆渣要求进行剖面计算，成果如下：

(1)三谷庄渣场弃渣区堆渣量与堆渣高程的关系(见图1)。

图1 三谷庄渣场弃渣区堆渣量与堆渣高程的关系

(2)三谷庄渣场回采区堆渣量与堆渣高程的关系(见图2)。

图2 三谷庄渣场回采区堆渣量与堆渣高程的关系

(3)落哈渣场弃渣区堆渣量与堆渣高程的关系(见图3)。

图3 落哈渣场弃渣区堆渣量与堆渣高程的关系

(4)落哈渣场回采区堆渣量与堆渣高程的关系(见图4)。

图4 落哈渣场回采区堆渣量与堆渣高程的关系

4.3 渣场动态运行

根据堆渣时间，弃渣区、回采区堆渣量及回采量，对其关系进行分析，成果如下：

(1)三谷庄渣场弃渣区堆渣量与堆渣时间的关系(见图5)。

图5 三谷庄渣场弃渣区堆渣量与时间的关系

(2)三谷庄渣场回采区堆渣量与堆渣时间的关系(见图6)。

图6 三谷庄渣场回采区堆渣量与堆渣时间的关系

(3)三谷庄渣场堆渣时间与堆渣高程关系(见图7)。

(4)落哈渣场弃渣区堆渣量与堆渣时间的关系(见图8)。

(5)落哈渣场回采区堆渣量与堆渣时间的关系(见图9)。

(6)落哈渣场堆渣时间与堆渣高程关系(见图10)。

5 渣场动态运行要求

5.1 三谷庄渣场

三谷庄渣场回采区堆置石方洞挖，供觉托砂石加工厂、上游围堰、坝体填筑回采。回采高程在772～800m。

图7 三谷庄渣场堆渣时间与堆渣高程的关系

图8 落哈渣场弃渣区堆渣量与堆渣时间的关系

图9 落哈渣场回采区堆渣量与堆渣时间的关系

图10 落哈渣场堆渣时间与堆渣高程的关系

由三谷庄渣场堆渣时间与堆渣高程关系图计算弃料区堆筑高程与回采区堆筑高程在各时间段的高差，弃料区堆筑运行不能从回采区渣面通过，只有两条道路可到达弃渣区，一是通过左高线公路，二是在回采区后边坡修建道路。

设计规划道路在770m高程进入回采区，在回采区后边坡修建道路通过回采区至弃渣区，进入弃渣区道路高程在810m左右，这样，弃渣区在830m高程以下部分的弃渣运行就较经济合理，830m以上部分利用左高线公路连接运行，满足三谷庄渣场弃渣区运行对道路的要求。

通过回采区的道路修建，一可利用目前在区内的左高线施工便道改建，二可利用弃渣顺地形填筑形成。这样布置虽占用回采区部分容积，但不影响回采区的运行，而且，回采区运行也需要利用此道路分岔至回采区各时段的渣面。

5.2 落哈渣场

落哈渣场回采区堆置石方明挖，供坝体填筑回采。回采高程在843～823m，回采时段在2007年3月至2008年5月。

由落哈碴场堆渣时间与堆渣高程关系图计算弃料区堆筑高程与回采区堆筑高程在各时间段的高差，高差范围在15m内，弃渣区道路可通过回采区渣面，两区道路可联合运行。

设计规划道路为两条，第一条为低线，在760m高程进入回采区，并随渣面的升高抬高道路进入回采区高程至780m；第二条为高线，在845m高程进入回采区并连接右高线。第一条道路满足落哈渣场800m高程以下运行对道路的要求。第二条道路满足落哈渣场800～855m高程运行对道路的要求。第一条低线道路为目前修建的上游桥至落哈渣场的低线公路，第二条高线为目前设计的上游桥至右高线的高低线连接线。

6 结 语

水电站工程具有土石方开挖量大，同时又需要大量石料用于混凝土骨料制作或填筑的特点，由于开挖工作在前，混凝土骨料制作或和石料填筑滞后，利用渣场动态运行来解决这个矛盾，尽量使用开挖有用渣料，以便减少料场开挖量，节约投资。