阳江抽水蓄能电站下库弃渣场排水设计

刘海博 段东亮

（广东省水利电力勘测设计研究院，广州 510635）

水电工程建设项目大多将产生大量弃渣直接堆于沟道内，在降雨和上游来水的影响下，不但造成严重的水土流失，而且还破坏区域生态环境，更有甚者还会诱发滑坡、泥石流等地质灾害，严重威胁着项目区及下游地区居民的生命、财产安全.

本文以阳江抽水蓄能电站下库弃渣场为例，详细介绍了弃渣场的排水设计，通过弃渣场排水设施建设，以期达到减少水土流失的目的.

1 工程概况

阳江抽水蓄能电站位于广东省阳江市境内，下库弃渣场位置选择在下库大坝左岸一处冲沟内，渣场为拦沟型弃渣场［1－2］，地形“口小肚大”，封闭条件较好，三面环山，堆渣高程75～105m，渣场级别为大型，总占地22.4hm2，堆渣量253.1万 m3（松方），平均堆高约11m，最大堆渣高度30m，填筑周期为5年.工程区属亚热带季风气候，雨量充沛，冬季温暖，夏季多雨，4～9月雨量占全年的80%以上，多年平均年降水量3 300.5mm.

本弃渣场直接堆弃于冲沟的沟道上，与沟中来水方向垂直并阻断上游来水通道.弃渣场使用周期长，扰动频繁，且区域降雨量较大，弃渣场潜在水土流失严重.如何设计渣场的排水是本文讨论的主要问题.

2 上游冲沟排水方案

根据相关设计规范［3－4］，综合考虑弃渣场堆渣量、堆渣高度等因素，本弃渣场设计防洪标准定为50年一遇全年洪水，相应设计流量Q＝35.78m3／s.

根据本工程特点，有两种排水方案可供选择.①箱涵式，即埋在渣场下部，进口与冲沟相连接，出口与原河沟相接.②排水渠式，即渣面与山坡坡脚相交处修建明渠，明渠沿渣场坡面两侧与原河沟相接.

2.1 箱涵排水方案

堆渣前在渣场底部提前修建排水箱涵，排水箱涵进口处修建挡墙，挡墙拦断上游冲沟来水，箱涵出口修建消力池.排水箱涵分三条进水支线，分别接冲沟三处支流.排水箱涵采用城门洞型，经计算，上游支线箱涵尺寸为1.5m（底宽）×2.0m（高），主线箱涵尺寸为2.0m（宽）×3.0m（高），顶拱中心角180°.排水箱涵及截水沟平面布置及大样见图1～3.

图1 排水箱涵及截水沟平面布置图

图2 排水箱涵支线大样图

图3 排水箱涵主线大样图

2.2 明渠排水方案

在渣场坡面边缘修建明渠排水沟，水流顺渣场两测明渠最终从渣场坡脚两侧排出，汇入下游原河沟.明渠采用浆砌石结构，梯形断面，经计算明渠断面尺寸最大为3.0m（底宽）×2.5m（高），两侧边坡坡比为1∶1.明渠平面布置及剖面见图4～5.

图4 周边明渠排水平面布置图

图5 明渠大样图

方案比较：埋设箱涵不需要对弃渣进行碾压，施工简单，受洪水干扰小，施工期排水方便且不易造成水土流失.明渠方案如轴线设在渣场内则对填渣施工要求高，否则易造成渠道沉降、开裂.如轴线设在弃渣边缘，需增加征地投资；因轴线曲折，上下游落差较大，需设置消能及溢流工程措施，工程量较大，且运行管理难度较大.从工程布置、施工难易度、经济性及运行、维护和管理等方面综合考虑，推荐埋设箱涵方案作为上游来洪排导式.

3 干砌石护坡及排水棱体

渣场下游堆渣边坡按1∶3分三级放坡，每级高10m.为便于渣体排水、保护下游堆渣边坡坡脚，堆渣前在沿坡脚线修筑7m高的块石排水棱体，一级边坡与排水棱体相衔接.为保护边坡，设50cm厚的干砌石护坡进行防护.

4 截、排水沟

为疏导弃渣场两侧边坡来水，避免渣体遭冲刷，减少水土流失，施工前应在占地范围线内沿渣场四周等高线于原状土上修筑截水沟.为保持截、排水沟排水顺畅、避免断面过大，减少占地，依地形对其进行分段设计，结合地形确定排水方向及断面尺寸.

为解决场内排水问题，避免场内地表汇流对渣面造成冲刷，减少水土流失，堆渣平台顶部修筑横向截水沟，截水沟接入两侧截水沟排入下游沟道或汇入排水箱涵进口.

截水沟标准按规范要求取2～5年一遇，考虑到项目区距暴雨中心较近，取上限值，按5年一遇设计.场内截排水系统平面布置及流向详见图1.

5 沉砂池

为减少弃渣场施工期水土流失，减少泥砂外溢及对下游产生的不良影响，在排洪箱涵出口下游设一大型沉砂池，依现状地形进行扩挖形成，沉砂池下游侧设碎石麻袋（利用开挖的砂石作填筑料）拦水埂缓流、沉砂，大雨后或定期、视淤积情况清淤.

6 结 论

渣场上游天然冲沟来水由排水箱涵排放，渣场表面及渣场周围山体坡面汇水通过截水沟引至箱涵进水口或直接排到下游的天然河沟.堆渣完成后，在渣场顶面及坡面马道设截水沟，截水沟、排水箱涵相连通，排水涵洞出口设沉砂池，可较好地解决渣场的排水问题，减少水土流失.

［1］ 赵 琴，郑创新.沟道型弃渣场分类及工程防护措施分析［J］.中国水土保持，2010（4）：38－40.

［2］ 周天佑，卿太明.四川省开发建设项目弃渣量、弃渣场的类型与防洪标准［J］.四川水利，2014（3）：55－56.

［3］ GB50433－2008.开发建设项目水土保持技术规范［S］.

［4］ GB50201－2014.防洪标准［S］.