拟建华安罗溪水库土石方问题分析

张 捷

(漳州市水利水电勘测设计有限公司，福建 漳州 363000)

0 引 言

水库工程是解决水资源配置问题的重要措施。但水库工程建设必然产生较大的土石方量，因此弃渣量的多少及弃渣处置就成为水土保持工作中最重要的问题；同时表土作为一种基础性的资源，具有非常重要的生态价值[1]。文章将从水土保持角度出发对拟建华安罗溪水库的土石方问题(含表土)作出相应的分析。

1 工程概况

1.1 工程规模

拟建华安罗溪水库位于福建省华安县新圩镇境内，库区涉及华安县华丰镇、新圩镇和高车乡。华安罗溪水库工程建设有利于解决区域人均水资源量少、且年内分配不均的问题；有利于保证区域供水安全，提高供水保证率；有利于提升水资源承载力、水资源开发利用率[2]。

根据主体工程设计资料，罗溪水库任务为调节九龙江北溪下游枯水流量，即以供水为主，兼顾发电。供水主要为补充北溪下游供水，承担漳州市和厦门市的供水任务，水库总库容为9090万m3，根据《防洪标准》GB50201-2014，综合工程任务及水库库容指标确定工程等别为Ⅲ等，水库规模为中型。

根据《防洪标准》GB50201-2014及《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2017，本工程建筑物混凝土重力坝挡水坝段、引水坝段、溢流坝段按3级建筑物设计；引水系统进水口(含坝内埋管段)按3级建筑物设计，引水系统其它部分按4级建筑物设计；导流工程等临时性建筑物按4级建筑物设计；本工程电站厂房在大坝下游，电站装机容量36MW，厂房建筑物级别按装机容量所属的枢纽主要建筑物为4级，厂房建筑物按4级建筑物设计[3]。

由于罗溪水库库区不存在大规模塌方问题，库岸边坡只会发生局部坍塌，主要影响为库区淤积，对相关水工建筑物的影响不严重，因此根据《水利水电工程边坡设计规范》SL386-2007，库岸边坡级别确定为5级。

1.2 工程布置

根据主体工程设计资料，罗溪水库工程枢纽由拦河坝、引(放)水系统、发电厂房及110kV升压开关站等建筑物组成。拦河坝位于九龙江北溪中游红旗山龙头山峡谷河段、永漳高速红旗山大桥上游约1.3 km。拦河坝为C15混凝土砌毛石重力坝，引(放)水系统包括进水口和压力管道，厂房为地面厂房。库区部分建设内容主要包括库岸边坡稳定加固项目。

拦河坝坝顶高程86.00m，坝长283.00m，坝顶宽度6.50m，重力坝上游面垂直，下游面坡度1∶0.8，最大坝高72.90m。

溢洪道位于大坝中间靠右岸位置，溢流坝段长93.00m，采用坝顶开敞式溢洪道，设5孔14.00×18.50m(宽×高)弧形工作闸门。坝顶交通桥设于工作闸门上游侧，每个闸墩各设置一个液压启闭房。

引(放)水系统首部布置在大坝左岸，包括电站引水系统、放水补水系统。引水管道直径5.40m，放水管道直径3.30m。

厂房布置于大坝下游左岸，厂区主要建筑物有主厂房、副厂房及110kV升压开关站等。厂房内布置3台混流式水轮发电机组，总装机容量为36MW(3×12MW)。110kV升压开关站采用户内式开关站，布置在厂房下游左侧，开关站内布置两台主变。

库岸边坡加固工程主要考虑削坡、支挡、锚固等方案。根据边坡稳定复核结果，主要削除正常蓄水位以下部分可以引发失稳的边坡，以达到边坡稳定要求。对于削坡无法解决的边坡，主要考虑支挡方案(为减少施工振动可能对边坡稳定造成的不利影响，主要考虑人工挖孔桩方案)。对于已经采用挡土墙支挡，但是仍然存在边坡失稳问题的较陡边坡，采用锚固方案(主要采用预应力锚索，面层挂网喷锚)。

项目总用地面积604.14hm2，其中永久占地597.42hm2，临时占地6.72hm2；其中耕地8.30hm2，园地40.74hm2，林地184.63hm2，草地8.49hm2，其他用地(包括交通运输用地、水域及水利设施用地、工矿仓储用地、住宅用地等)361.99hm2。

结合本工程特点和水土流失的特性将工程区划分为枢纽工程防治区、道路工程防治区、施工场地防治区、临时堆土场防治区、取土石料场防治区、弃渣场防治区、淹没浸没防治区等七个防治分区。各防治分区占地具体如表1所示。

表1 防治分区表

2 土石方平衡分析

2.1 土石方平衡

本工程建设开挖土石方140.38万m3，其中表土剥离12.45万m3；回填土石方104.22万m3，其中表土回覆8.18万m3。取土石料场开采土石料23.55万m3，其中开采黏土2.95万m3，用于临时围堰心墙填筑；开采石料20.60万m3，用于坝体砌石料。项目中开挖石方作为骨料等建材利用18.05万m3。工程余方41.66万m3，其中表土余方4.27万m3。本工程土石方平衡具体情况如表2所示。

表2 工程土石方平衡表

2.2 土石方利用及去向分析

根据现场踏勘及调查分析，本工程可表土剥离总量为12.45万m3；表土剥离后分别堆放于金山临时堆土场(枢纽工程区附近)及下坂临时堆土场(华安县城附件)内。金山临时堆土场临时堆放表土主要用于枢纽工程区绿化覆土(0.02万m3)及矿坑弃渣场回填后绿化覆土(2.07万m3)；下坂临时堆土场临时堆放表土主要用于下坂村12.18hm2耕地和园地复垦(回覆表土6.09万m3)，以满足耕作要求；表土余方(4.27万m3)将用于华安县城附近其它项目建设绿化覆土。表土剥离及平衡利用流向图，如图1所示。

图1 表土剥离及平衡利用流向图

扣除表土部分，本工程土石方开挖总量127.93万m3，土石方回填总量96.04万m3，从土石料场开采土石方23.55万m3，开挖石方作为骨料等利用18.05万m3，项目余土石方37.39万m3，余方主要运至2个矿坑弃渣场回填。表土除外其余土石方平衡利用流向图，如图2所示。

图2 表土除外其余土石方平衡利用流向图

根据本工程土石方情况，共拟定两处弃渣场，分别为1#矿坑弃渣场和2#矿坑弃渣场。1#矿坑弃渣场位于金山大桥上游300m左岸山坳处，距离枢纽工程区约2.4km，占地1.80hm2，可回填土石方约20万m3。2#矿坑弃渣场位于金山大桥上游900m左岸山坳处，距离枢纽工程区约3.0km，占地2.33hm2，可回填土石方约30万m3。两处弃渣场运距较适宜，容量(约50万m3)基本上可以满足项目区弃渣要求。

3 结 语

根据以上分析，结合现行工程建设水土保持技术要求，对拟建水库工程中土石方问题提出以下建议：

1)拟建水库工程设计中需要充分重视土石方问题，优化土石方相关方案，以减少扰动面积，降低人为因素可能造成的水土流失。

2)合理安排施工场区，优化土石方调运，避免多次倒运，减少裸露时间和范围。

3)表土作为珍稀的土壤资源，需要进行有效保护，充分利用。

4)工程开挖的石方应尽量考虑利用，可以考虑作为砂、碎石等骨料及毛块石料，利用方向可以考虑工程重要性较低截排水沟、引水渠、低矮的挡土墙以及临时措施建设。

5)土石方余方去向，能综合利用的尽量利用起来，确实需要考虑外弃的，要找好合适的弃渣场，减少占地，弃渣场应尽量避免占用耕地、林地、园地等农用地，矿坑、沉陷区等为较好的弃渣场选择。