蔡 忠
(遵义水利水电勘测设计研究院,贵州遵义 563002)
贵州习水县某中型水库的工程投资控制研究
蔡 忠
(遵义水利水电勘测设计研究院,贵州遵义 563002)
铜灌口水库坝址位于习水县同民镇蔺江村的同民河中游,距县城53km,水库总库容1140万m3,枢纽由混凝土石板堆石坝、岸边溢洪道取水兼放空隧道等组成,于2011年开始建设,结合工程概况及工程管理中出现的实际问题,阐述了水利工程的投资控制问题。
中型水库;投资控制;筑坝材料;方案优化;施工组织
水利工程是带动国家经济发展的一项重要的基础工程。近几年,中国对水利工程的建设规划逐年增加,如何在保证工程质量与进度的同时加强对工程投资的工程,降低工程造价,也是现阶段我国工程建设中的一个重要问题。工程建设前期的投资控制与施工阶段的投资控制是工程投资控制的两个主要途径,另外,工程结算阶段的审查也是工程投资控制的一个途径。文章以贵州省习水县铜灌口水库为实例,分析了其在工程建设中投资控制的实际实施情况,重点研究了水利工程中通过优化设计进行投资控制的方法,并结合实际为其它水利工程的投资控制提出一些建设性的意见。
铜灌口水库灌区工程位于习水县西南面,地理位置 E105°49′~106°03′、N28°07′~28°19′。坝址位于习水县同民镇蔺江村的同民河中游,距遵义市区253km,距习水县城53km,距同民镇15.2km,坝址处有简易乡村公路通过。
铜灌口水库灌区工程建设任务为农田灌溉、乡镇及农村人畜饮水,灌溉面积3502.7hm2(田2056.8hm2、旱地979.2hm2、果园466.7hm2),解决灌区内集镇及农村5.372万人、3.3万头牲畜的人畜饮水问题。水库正常蓄水位749.00m,死水位710.00m,正常蓄水位库容886万m3,兴利库容823万m3,死 库 容 63万m3,水 库 总 库 容1140万m3。多年平均灌溉用水量2186万m3/a,人畜供水量423万 m3/a,总供水量2609万 m3/a,水资源开发利用率62.0%。
2.1 坝体结构设计
水库枢纽工程建筑物由混凝土面板堆石坝、岸边溢洪道、取水兼放空隧洞等组成。大坝为混凝土面板堆石坝,最大坝高86.0m,坝顶高程756.00m,坝顶长202.0m,坝顶宽7.5m,大坝上游坝坡1∶1.5065,下游平均坝坡1∶1.57(坝坡上设有6.5m宽的“之”字形上坝公路,公路之间坝坡1∶1.30),见图1。堰顶高程749.00m,溢流净宽35m,侧槽首端底宽6.0m,末端底宽12.0m;侧槽段后接泄洪无压隧洞,总长465m,其中调整段长40m、收缩段长50m;泄洪隧洞出口接消力池,长80m,采用底流消能;出水渠段长20.0m。
图1 前期设计方案大坝剖面图
2.2 筑坝材料设计
垫层区水平宽3.0m,其上游侧采用混凝土挤压机挤压成型C5混凝土墙,高0.4m。过渡层水平宽4.0m,铺筑层厚0.4m,最大粒径300mm。主堆石区采用弱风化砂岩堆石料,铺筑层厚0.8m,最大粒径800mm。下游堆石区采用堆石料主要为砂岩和泥岩,可以使用与主堆石区相同材料或采用较低的压实标准和质量相对较差的软岩料、风化石料(开挖石渣),铺筑层厚1.0m,最大粒径800mm。周边缝下游侧特殊垫层料,采用最大粒径<40mm,且内部稳定的反滤料,铺筑层厚0.2m。上游铺盖区采用粉煤灰填筑,下游坝面为干砌块石护面,护坡厚500mm,材料分区特性表见表1。
2.3 大坝分缝和止水
混凝土面板采用C25混凝土,混凝土抗渗等级为W8,抗冻等级F100。根据面板的受力情况,两坝肩附近左右岸面板分别设5条和4条张性垂直缝,间距7.5~9.96m不等;其余河床段面板共设7条压性垂直缝,间距均为15.00m。垂直缝底部设一道W型铜止水,缝面涂刷沥青乳液,其中张性垂直缝缝顶部需采用GB弧凸状塑性填料,外加三元乙丙复合板并用不锈钢固定封闭保护。防浪墙与面板顶部水平接缝止水结构与周边缝相同,防浪墙伸缩缝分缝位置与面板垂直缝在同平面位置,中部设置铜止水一道。
表1 材料分区特性表
2.4 基础处理设计
1)坝基开挖:本工程最大坝高86.0m,趾板基础应开挖至坚硬、不冲蚀和可灌浆的基岩,将趾板、垫层和过渡层设于弱风化层上部,开挖面应力求平顺,避免陡坎和反坡。
2)固结灌浆:在趾板基础开挖过程中,对趾板基础进行固结灌浆并对断层破碎带进行深挖回填,固结灌浆按两排、孔深5m、排距2.0m布置。固结灌浆工程量2220m。
3)帷幕灌浆:根据地形地质条件及岩体的透水率确定帷幕边界,具体布置为帷幕线主要沿趾板轴线布置,平面上接弱透水岩体,原则接地下水位,垂向上以岩体透水率≤3Lu,帷幕长约444m,帷幕面积13600m2,总进尺4500m。
3.1 工程方案优化
在前期设计方案的基础上,根据实际的勘探测量工作的结果,设计方案随着现场查明地质情况进行优化,以达到控制工程造价的目的[1]。
1)大坝结构优化设计:垫层、过渡层材料料场由原初步设计灰岩料场(运输距离46km)改为弱风化砂岩料场(运输距离1km);主堆石料材料料场由原初步设计开采砂岩料场填筑改为部分利用开挖洞碴填筑;次堆石料材料料场由原初步设计开采砂岩料场填筑改为部分利用开明挖石碴填筑。
2)坝基覆盖层开挖:优化设计坝基河床仅挖除趾板区及50m低压缩区范围的覆盖层,其余坝基覆盖层保留利用,减少开挖量0.34万m3、减少填筑量7.84万m3。优化后的大坝剖面图见图2。
图2 优化设计大坝剖面图
3.2 施工组织
3.2.1 大坝工程
大坝为混凝土面板堆石坝,最大坝高86.0m,坝顶高程756.00m,坝顶长202m,坝顶宽7.5m,顶部上游侧设置5.7m高的防浪墙,大坝上游坝坡1∶1.5065,下游坝坡平均为1∶1.57,混凝土面板厚0.3~0.6m,面板后设水平宽3.0m的垫层、4.0m的过渡层,过渡层后为主堆石区,下游为次堆石区,下游坝面为干砌块石护面。面板与河床和两岸基础相接处设趾板。大坝填筑的垫层和过渡料均采用灰岩料(运距约46km)、主、次堆石区均采用弱风化砂岩料[2]。
3.2.2 料场规划与开采
铜灌口水库灌区工程大坝填筑石料场仍采用初步设计选择的石料场(Ⅰ号),料场位于坝址左岸下游,料场距坝址直线距离0.5~0.8km。料场为峡谷地形,单面斜坡,地形边坡较陡,另外坡体前缘右岸为进坝的唯一通道,料场开采及运输存在一定的施工干扰[3]。料场覆盖层为第四系覆盖层,植被生长较茂盛。经开挖揭露,覆盖层厚度1~5m,覆盖层以下为3m左右厚的强风化软岩层(无用层)。料场顶部与河床相对高差约200m,料场顶部可开采面积约为8800m2,顺河床方向开采长度约220m,顶部开采平台高程为800m,规划底部开采高程为650m,其开采高度150m。经初步测量,料场平均开采宽度为30m左右,料场顶部开采面积约为8800m2,可开采储量约132万m3,大坝回填总方量为140万m3左右,结合岩层产状,初拟开挖边坡坡比设为1∶0.3,每20m设一2m宽的马道[4]。
3.3 优化效益
除了建筑工程方面的优化,在大坝观测设备及安装、设计工作费用都进行了不同程度的优化,优化设计总概算表见表2。
表2 优化设计总概算比较表
从表2可以看出,大坝优化节省投资1625.92万元,监测工程调整减少投资33.90万元,优化设计工作费用497.21万元,本次优化可节省投资1162.61万元。
[1]张世才.水利工程施工阶段质量、投资、进度的监理控制探讨[J].科协论坛:下半月,2013(03):154-155.
[2]王新春.浅议扭子水电站项目开发过程中的造价管理[J].农业科技与信息,2012(06):45-47.
[3]严亚丽,万海龙,奚鹏.浅议柬埔寨甘再水电站BOT项目管理的投资控制[J].西北水电,2011(S2):71-73.
[4]杨开云,朱峰,王亮,等.灰色关联度模型在水利工程投资决策中的应用[J].人民长江,2008,39(15):90-91.
Study on Engineering InvestmentControl of a Medium-sized Reservoir in Guizhou Xishui County
CAI Zhong
(Guizhou Province Zunyi Water Conservancy & Hydropower Investigation,Design and Research Institute,Zunyi 563002,China)
Tongguankou reservoir dam is located at the middle reaches of the Min River in Lin Jiang village,Tongming Town,53km from the County town,with total capacity 1.114 ×108m3. The hydro-junction is consisted of concrete slab dams,spillway,tunnel intake and vent,starting to build in 2011. Combined with the engineering conditions and real problems existing in engineering management,the investment control for hydraulic engineering is discussed.
medium sized reservoir;investment control;construction materials;optimization;construction organization
TV512
B
1007-7596(2014)08-0077-03
2014-02-12
蔡忠(1968-),男,上海人,工程师。