陆川县秦镜水库工程土料场设计
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【摘 要】文章阐述了秦镜水库工程概况，从大坝填土需求、土料场的地质情况等角度进行分析，确定了最佳的土料场设计方案。
【关键词】秦镜水库;沥青混凝土心墙坝;残坡积黏土;花岗岩全风化土
【中图分类号】TV697 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）05-0133-02
1 工程概况
秦镜水库是一座以城市供水、九洲江生态补水为主的中型水库。水库主要由桂山坡库区+槟榔口库区组成，水库正常水位为179.00 m，100年一遇设计洪水位为179.21 m，2000年一遇校核洪水位为180.58 m，相应总库容为1049万m3。秦镜水库主要通过利用原文龙电站的引水线路进行引水，水库主要建筑物由秦镜主坝、2座副坝、连通渠、榕江河引水线路及输水线路等组成。3座大坝均为沥青混凝土心墙坝，坝顶高程均为182.10 m，防护墙顶高程为182.6 m，主坝位于秦镜村槟榔口屯南向0.8 km处，最大坝高52.60 m，坝顶长415.0 m;一副坝位于秦镜村林屋屯南向0.3 km处，最大坝高42.00 m，坝顶长213.0 m;二副坝位于陆川县沙坡镇秦镜村桂山坡屯附近，最大坝高46.90 m，坝顶长224.0 m。为了连通水库桂山坡库区和槟榔口库区，在二副坝西向细岭排处开挖连通渠及连通洞，连通渠长126m，连通洞长238 m。水库从榕江河拦河坝通过8.92km渠道将水引至秦镜水库。为了泄洪和向城区供水及保持下游河道环境，在主坝上游右侧设输水兼泄洪隧洞1座，洞长268.11 m，洞后通过2×1 000 mm（根数×管径）内衬式预应力钢筒砼管输往陆川县规划建设的横垌塘自来水厂，管道长6.694 km;生态放水隧洞位于二副坝右侧，洞长240.66 m。
2 工程设计
2.1 料场规划
2.1.1 料源利用规划
根据地质勘查结果，工程区附近主要布置有3个土料场，分别为陆洁冲土料场、细岭排土料场、大湴塘土料场。
细岭排土料场位于桂山坡水库库尾和槟榔口水库库尾之间细岭排一带山坡，产地面积约19万m2。从勘探剖面及相关数据统计可知，在连通渠附近的北区地形起伏相对较小、土层厚度较大，而南区地形起伏相对较大、土层厚度较小。细岭排土料场南部（靠近桂山坡库尾一带）正常水位以上基本为农田且有用层厚度较小，剥采比低，不适宜做料场开挖;北区（靠近槟榔口库尾一带）山体较单薄，不适宜开采;连通渠附近山坡现状布置有高压输电塔，也不适宜大面积开挖施工。结合工程建筑物布置，细岭排土料场仅有连通渠位置适合开挖。
大湴塘料场呈不连续分布山头，南北向长条状，北至六积冲，南侧至秦镜村委，东西两侧基本以山冲为界，按各山头连绵及间隔分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ区。最北端六积冲与大湴塘之间为Ⅰ区，产地面积约23万m2;中部大湴塘与庙边之间为Ⅱ区，产地面积约19万m2;南端秦镜村委与下六茛之间为Ⅲ区，产地面积约12万m2。大湴塘土料场Ⅲ区及Ⅱ区东边山坡周围房屋较多，且土料场位置有大量的坟墓，开采难度较大。
故本次大坝料场选定为陆洁冲土料场、大湴塘土料场Ⅰ区、大湴塘土料场Ⅱ区西边山坡，其中大湴塘土料场Ⅰ区根据地形条件分为A、B两段。
料源具体规划及各种填筑料的质量要求见表1。
2.1.2 料源平衡
根据以上料源利用规划及各料场地质资料，进行各料场开采量的确定。
本工程需全风化层土料填筑236.4万m3，自然方与坝上压实方转换+备料、运输及削坡等损耗系数按1.26计，共需全风化层土料297.9万m3（自然方），陆洁冲土料场和大湴塘土料场贮量满足需要。
本工程料源平衡见大坝填筑土料平衡估算表见表2。
2.1.3 料源调度
根据施工组织设计料源规划，本工程大坝料场选定为陆洁冲土料场、大湴塘土料场Ⅰ区、大湴塘土料场Ⅱ区，其中大湴塘土料场Ⅰ区根据地形条件分为A、B两段。
根据地质资料，土料场的表土及残坡积含砂黏土层无法作为坝体填筑料，均需剥离，花岗岩全风化土可作为坝壳土使用。因此，本工程弃渣量比较大，根据弃渣场规划，弃渣场布置在开挖后的大湴塘土料场Ⅰ区、大湴塘土料场Ⅱ区。
根据施工进度安排，本工程拟先开工一副坝及二副坝，再开工主坝。根据料源调度，大湴塘土料场Ⅰ区土料主要用于主坝、二副坝，大湴塘土料场Ⅱ区主要用于主坝、一副坝，陆洁冲土料场土料主要用于主壩。
（1）大湴塘土料场开采。本工程大湴塘土料场开采拟先开挖大湴塘土料场Ⅱ区，开采剥离的弃渣先运至4#临时堆土场堆放;Ⅱ区土料场取料完后，再开挖土料场Ⅰ区A段，将开采剥离的弃渣运直接至已取完土料的土料场Ⅱ区堆放;土料场Ⅰ区A段取料完后，再开挖土料场Ⅰ区B段，将开采剥离的弃渣运直接至已取完土料的土料场Ⅰ区A段堆放。待土料场Ⅰ区B段取料完后，再将临时堆放在4#临时堆土场的土料场Ⅱ区弃渣剥离弃渣运至土料场Ⅰ区B段堆放。
（2）陆洁冲土料场开采。陆洁冲土料场离主坝运距比较近，仅为0.5 km，为了能充分地利用陆洁冲土料场的土料，在主坝填筑时，先开采陆洁冲土料场，取完土料后再去大湴塘土料场Ⅱ区取土填筑。
由于大湴塘土料场Ⅰ区A段及B段剥离的弃渣比较多，大湴塘土料场Ⅱ区、大湴塘土料场Ⅰ区A段取料完后所能容纳的弃渣有限，因此陆洁冲土料场剥离的弃渣先运至大湴塘临时堆土场堆放，待大湴塘土料场Ⅰ区B段取料完后，再将剥离的弃渣运至大湴塘土料场Ⅰ区B段堆放。
经过认真分析和计算，大坝填筑的各种料源均能满足大坝填筑的需要。
2.2 料场开采
2.2.1 开采总体方案
（1）开采前，对料场进行详细的料场复查，进一步探明开采范围内的有效储量、质量及分布情况，并取样检查土料的力学指标、颗粒级配组成情况等，根据复查的结果确定开采范围及高程，并确定相应的开采方法、措施。 （2）设备进场后，修建施工道路及截排水沟，同时布置其他临建设施，进行开采作业准备。
（3）残坡积黏土层自上而下剥离，剥离出的无用土运至指定4#临时堆土场堆放。
（4）全风化层土料开采分多工作面根据有用层厚度分层开采或一次性开采至设计底线（有用层厚度小于10 m），采用立采与平采结合的方式开采。开采过程中，对保留边坡进行人工修坡护坡，防止水土流失及边坡稳定。当降雨量大于5 mm时，暂停土料开采，天晴后，对表层土料进行翻晒调整含水量后再进行开采。
（5）无用层剥离采用推土机进行，人工配合，土料由2.0 m3反铲开采配12 t自卸汽车运输。
2.2.2 坝料制备
土料的颗粒级配和含水量指标是控制大坝填筑施工质量的关键参数，是制约填筑施工进度的主要因素。因此，必须严格制备土料，使土料的颗粒级配及含水量指标达到招标文件技术条款的要求，经检测合格方允许运输上坝压实。
开采前，在料场的指定的位置重点复查，按设计量确定范围后，立面开采，开采过程中，如果土料在平面和立面上颗粒粒径不均匀，可先用推土机送土送料，使不同部位的土料充分混合，然后反铲装车再次混合，遇到块石由反铲剔除。土料场土料天然含水量接近最优含水量，采用“堆牛”的方法闷土能调整天然含水量，“堆牛”过程中，由现场质检人员控制人工补充部分水分，使天然含水量大于上坝控制含水量的2%～3%，如果天然含水量偏大，可在制备场进行翻晒（翻晒时间等参数根据试验确定），质检人员现场控制含水量，达到要求后“堆牛”，合格土料方准予装运上坝。
3 结语
本次设计从各个土料场的地质条件、交通条件及施工条件等角度进行分析和比较，选定了陆洁冲土料场、大湴塘土料场Ⅰ区、大湴塘土料场Ⅱ区，并对各个大坝的土料需求进行了调配。目前，秦镜水库正在紧张的施工当中，通过工程实践表明，采用该土料设计方案，工程实际施工达到了设计预期目标，既节约了工程投資，又满足了大坝填土的需求及质量要求，确保了秦镜水库工程的工程进度。
参 考 文 献
[1]广西玉林水利电力勘测设计研究院.广西陆川县秦镜水库工程初步设计报告[R].2017.
[2]SL 274—2001，碾压式土石坝设计规范[S].
[3]NB/T 35062—2015，碾压式土石坝施工组织设计规范[S].
[4]水利部水利水电规划设计总院，关志诚.水工设计手册 第6卷 土坝设计[M].第2版.北京：中国水利水电出版社，1978.
[责任编辑：陈泽琦]
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