固滴水电站渣场规划与设计

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(中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵阳，550081)

固滴水电站渣场规划与设计

余志超，张涛

(中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵阳，550081)

固滴水电站位于高山峡谷地区，区内地形地质条件较差，工程区内多为潜在泥石流冲沟，渣场只能选择布置在冲沟内，渣场规划与设计较困难。针对沟道型渣场特点，采取了有效的挡排水、防护及泥石流防治措施，保证了固滴水电站的顺利实施，可为其他类似工程的渣场规划与设计提供借鉴。

高山峡谷 泥石流冲沟 渣场规划与设计 沟道型渣场

1 工程概况

固滴水电站位于水洛河中游麦日乡俄西村下游4km的峡谷段，系水洛河干流水电规划梯级开发电站之一，上游接钻根水电站，其下游为新藏水电站库区。坝址处控制流域面积7249km2，多年平均流量为107m3/s。单机容量46MW，总装机138MW。本工程规模为Ⅲ等中型工程，开发任务以发电为主，兼顾下游生态环境用水。

电站采用引水式开发，采用“混凝土闸坝+右岸引水系统+右岸地下厂房”的枢纽布置方案。

本工程土石方开挖共计为242.82万m3(松方)，运至渣场的最大弃渣量为237.26万m3(松方)。

2 施工场地及弃渣条件分析

工程区沿河低高程基本没有阶地和缓坡，而少量阶地分布高程又比较高。工程区内除泥石流沟、潜在泥石流沟、不稳定斜坡和危岩体外，其它地质灾害为高陡坡上基岩的零星崩塌。1#～8#沟现状泥石流较弱，工程建设可能引发或加剧1#～8#沟的泥石流活动。

固滴水电站地处高山峡谷地区，两岸边坡陡峻，岩体风化严重，卸荷带多，掉块及崩塌现象严重，因此施工临建设施基本上沿梯级公路两侧条带形布置。渣场主要利用工程区内左、右岸的1#～2#、7#～8#冲沟及白水河河口右岸滩地，应考虑沟水处理及泥石流防治措施。

3 弃渣规划

本工程为长引水式开发，工程区沿河长度约15km，因此为了减小运距，渣场宜分散设置。根据土石方平衡计算结果，工程最大弃渣量为237.26万m3(松方)，工程区布置了4个渣场和1个堆料场。渣场的规划成果见表1。

1#～4#渣场均为沟道型渣场，其中3#渣场堆渣量较大、有泥石流活动，防护难度高，选取其进行渣场设计最具代表性。

表1 堆料弃渣场规划成果

4 3#渣场设计

4.1 渣场地质评价

3#渣场位于工程区左岸7#冲沟下游及出口段，7#冲沟两岸地形较陡，沟内植被不发育，仅沟底及沟口段有灌木生长，沟谷断面为“Ⅴ”型斜向谷—横向谷，坡角35°～55°，局部达70°～90°。沟谷两岸多为覆盖层，为第四系崩坡积粘土夹大块石、碎石、孤石及碎石，沟底及沟口为冲洪积砂卵砾石、漂石等，推测一般厚10m～15m，局部厚达30m。基岩除沟口右岸外，一般出露拔沟高80m～200m，岩性为三叠系曲嘎寺组(T3q)灰色板岩，夹少量玄武岩及灰岩，岩层单斜，产状N60°W/NE∠58°～62°。

7#冲沟沟口有大量深厚冲洪积物，沟内覆盖层广布，冲沟总长约2km，天然情况下不具备泥石流发生条件，为非泥石流沟谷。

4.2 渣场规划布置

根据总体弃渣规划，3#渣场堆筑引水系统工程开挖约70.5万m3(松方)渣料。

渣场堆渣高程2243m～2350m，堆渣设计坡比1∶1.8。由于渣场堆渣高度较大，为保证渣体边坡的稳定和安全，同时便于渣体坡面削坡开级、施工机械运行、坡面维护等，在渣体坡面上设置马道，马道宽3m，相邻马道高差10m。

4.3 渣场治理设计

4.3.1 渣场级别及洪水标准

根据《水电工程施工组织设计规范》(DL/T5397-2007)、《水电建设项目水土保持技术规范》(DL/T5419-2009)、《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》(DL5180-2003)的有关规定，综合考虑渣场容量、堆渣高度、渣场位置、可能对下游造成的危害、经济合理和安全可靠的相关因素，确定渣场建筑物等级、稳定安全系数等设计标准见表2。

表2 渣场设计标准

参考同类已建工程的实践经验，同时考虑安全经济兼顾的原则，以确定各渣场排洪设施的设计标准，并根据渣场的实际地形情况确定渣场的设计流量。3#渣场设计洪水标准选为5%，流量为34.6m3/s。渣场各频率洪水流量见表3。

表3 渣场频率洪水流量

4.3.2 挡排水、防护设计

根据防护设计需要，3#渣场从上游至下游依次设置了挡水坝、排水箱涵、拦渣坝、出口消力池，渣场周边设置截水沟、马道设置马道排水沟。

4.3.2.1 挡水设计

渣场挡水措施主要采用挡水坝，并在坝下覆盖层基础设置控制性水泥灌浆防渗帷幕。

挡水坝采用混凝土结构形式，经稳定计算，挡水坝顶宽2.0m，坝高8m，坝顶高程2341m，内侧(临渣面)坝坡为1∶0.5，外侧(临沟面)坝坡为垂直坡。

4.3.2.2 排水设计

排水涵洞采用钢筋混凝土结构，洞身长436.54m，进口底板高程2335m，出口底板高程2238m，矩形断面，过水断面尺寸为3.0m×4.2m、3.0m×2.5m，中间设10m渐变段。出口消力池长33.5m、宽6m、深4m，底板高程2233m，消力池和涵洞之间设15m渐变段，底板采用1∶3.0陡坡连接，边墙采用扭面连接。

另外，在马道内侧设置矩形排水沟，过水断面尺寸0.2m×0.2m，在堆渣体周边设置梯形截水沟，过水断面尺寸0.8m×0.7m。

4.3.2.3 防护设计

渣场拦护措施主要采用拦渣坝护脚，防止因水流冲刷而引起堆渣体坍塌。拦渣坝采用混凝土结构形式，经稳定计算，拦渣坝顶宽2m，坝高7.5m，坝顶高程约2243m，内侧(临渣面)坝坡为1∶0.2，外侧(临河面)坝坡为1∶0.5，在挡渣墙基础底部设置φ25、L=4.5m@2m×2m锚杆，坝体设φ50排水孔，间排距为2m×2m，梅花型布置。

堆渣全部完成后，在堆渣体坡面上铺设混凝土框格梁护坡，矩形框格大小为2.5m×2.5m，截面尺寸为0.2m×0.3m。工程完工后框格梁内覆土种草。

4.3.2.4 泥石流治理设计

为预防渣场上游冲沟发生的泥石流冲入渣场涵洞，在挡水坝上游约150m处布置一道浆砌石结构的梳齿状拦沙坎，梳齿尺寸为0.5m×0.5m。另外在涵洞进口布置一道钢筋拦污栅，起到拦截漂浮物的作用。

5 渣场实施情况

固滴电站规划的1#、2#渣场由于现场实际情况没有实施，3#、4#渣场基本上按照设计要求进行了施工，没有发生重大设计变更。到目前为止，除了马道排水沟和周边截水沟外的挡排水、防护设施已经全部施工完毕。2015年7～8月，水洛河流域发生了较大洪水，3#渣场上游产生了多次小型泥石流，现场发现拦沙坎及拦污栅均起到了很好的防治作用，由于小型泥石流发生频率较高，为了减小泥石流清淤频率，现场在拦沙坎上游又增加了一道大块石填筑的拦渣坝，也起到了较好的效果。

6 结语

固滴水电站工程区地形地质条件较差，施工场地以及渣场布置是比较困难的，渣场设计是一个难点。3#渣场所在冲沟集雨面积大、洪峰流量大，时有小型泥石流发生，目前采用的渣场挡排水、防护及泥石流防治措施，可以保证渣场稳定和安全，有利于固滴电站按期发挥效益。

〔1〕喻建春，蔡联鸣.白河水电站麻虎沟渣场规划与设计[J].水电与新能源，2015，4：64-66.

〔2〕孟繁斌，马 力，黄 斌.沟道型弃渣场排水方案研究[J].人民长江，2015，46(增刊Ⅰ)：150-152.

〔3〕赵 鸿，寇晓梅，李红星.拦沟型弃渣场的水土流失危害及水土保持措施设计[J].西北水电，2014(6)：11-13，17.

〔4〕鲍 彪，刘 卫，朱 文，等.水利水电工程沟道型弃渣场防护措施设计[J].水利水电工程设计，2016，35(3)：12-14.

TV512∶S157.2

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2095-1809(2017)05-0073-03

余志超(1982-)，男，高级工程师，硕士，从事水利水电工程施工组织设计工作。

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