海南红岭灌区工程土石料场规划

王壮海

(海南省水利水电勘测设计研究院,海口 570000)

0 前 言

红岭水利枢纽工程是国家172项节水供水重大水利项目之一，是以农业灌溉和城乡供水为主，结合防洪，兼顾发电等综合利用的大型水利枢纽工程。红岭灌区工程是红岭水利枢纽工程的配套项目，通过红岭水库跨流域自流引水进入琼东北部地区和中部的屯昌县，主要承担海口市美兰和琼山区、文昌市、定安县、琼海市及屯昌县的农田灌溉用水、文昌市区和屯昌县县城供水、部分乡镇供水及沿途部分农村人畜饮水任务。红岭灌区工程的渠系79条，渠道全长518.23 km。

灌区工程地处海南岛东北部，其范围主要介于万泉河流域以北、南渡江以东地带，灌区地势总体轮廓是南高北低，横跨大起伏山地、剥蚀台地、丘陵、熔岩堆积台地、低海拔平原等多种类型的地貌。灌区的地形特点是以中部五指山为隆起核心，向四周外围逐级递降，由台地、丘陵而后是低海拔平原组成环形层状地貌，梯级结构明显。测区范围大地构造从空间分布上，以各种方向，不同形式和不同性质构造形迹组合，有近东西向构造带、北东向构造带、北西向构造带，其中东西向构造带、北东向构造带控制着测区沉积建造、岩浆活动、成岩作用及晚近时期的山川地势的展布。区内成土母质主要为花岗岩、玄武岩、砂页岩的风化物和河流冲积物、海相沉积物等，表层土壤类型有黄色砖壤、铁质砖红壤、赤红壤和滨海砂土等，地面蓄水能力差，植被稀疏。

本文以海南红岭灌区工程为例，对灌区工程填筑料料场的选择、规划和开采设计进行了分析和论述，可为类似灌区工程的料场选择和规划提供参考。

1 堆石料设计开采量和实际现状

1.1 堆石料设计开采量

本灌区骨干工程系统及囤蓄水库灌区干渠改造工程混凝土(包埋石混凝土等)总量为162.96万m3，浆砌石为21.05万m3，土方填筑量1 356.74万m3，经场内土石方平衡后，需要外运土方为362.35万m3(自然方)，工程需要块石量为27.34万m3，砂料为108.88万m3，碎石为155.35万m3(包临时路面用量)。渠道所用砂、碎石、块石，由于渠线长，用量不大，不宜设置集中的砂石料加工系统[1-3]。根据海南省生态省规划，一般情况不允许自行进行开采砂石料，在工程区的石料场和砂料场均为列入规划内的料场，目前正在进行商业开采，因此工程所用的石料和砂料按市场价购买。地质勘察阶段在灌区沿线勘察及复核石料场17个，砂料场5个，土料场20个。

图1 总干渠、东干渠系统工程与各料场分布的相对位置关系

1.2 砂料场分布及质量评价

海南省现有砂砾料开采系根据采砂规划，办理采砂许可证后，才能进行砂砾料的开采，现砂砾料均已商业化，建设所需砂砾料，均从商业砂砾料开采场购运。红岭灌区所需砂砾料，根据渠道就近原则[4-5]，选取了南中砂料场、定城砂料场、晋文砂料场、永发砂料场、晋文砂料场、文教砂料场共5处料场作为砂砾料购运料场。海南省北部地区的工程建设用砂均是到这几个砂料场购买，类比海南省北部地区已建工程，经过调查的商业性开采的砂料场均未含有碱活性成分，砂料场的储量和质量均能满足要求。5处砂砾料场砂料均为中粗砂，砂质较纯，质量较好，交通方便，储量达626.4万m3，资源裕度系数5.76，可以满足本工程需求。由于现砂砾料均已商业化，运输条件成熟，均可汽车直接运至工地。

1.3 石料场分布及质量评价

海南省石料开采需经自然资源主管部门批准，领取采矿许可证后，才能进行石料的开采，现石料均已商业化，建设所需石料，均从商业开采料场购运。红岭灌区所需石料，根据渠道就近原则，选取乌石石料场、乌坡石料场、东岭石料场、同业石料场、中建石料场、魁进石料场、石塘石料场、金鸡岭石料场、世纪石料场、咸来石料场、大路石料场、大勇石料场、黑山岭石料场、赤纸石料场、南旭石料场、红棉石料场、东路农场石料场共17处料场作为石料购运料场。石料场均为中～弱风化花岗岩或玄武岩，岩石强度高，饱和抗压强度多大于50 MPa，力学指标均能满足设计要求，开采方便，质量较好，交通方便，储量达1 609.6万m3，资源裕度系数8.81，可以满足本工程需求。由于现石料均已商业化，运输条件成熟，均可汽车直接运至工地[6-7]。各料场均可以根据市场需求量进行开采量的调整，当市场需求量明显增大时，可增加机器设备及人员，增加开采量，满足工程需求。

2 料场生产供应能力规划分析

2.1 砂料场的生产供应能力规划

砂料场的分区供应、计划及生产供应能力详见表1、2。

表1 砂料场分区供应量及生产供应能力规划表

总干渠、东干渠渠首至龙门镇段(0+000.00 m～50+000.00 m)及西干渠的砂料选择从永发砂场按市场价格购买；东干渠龙门镇至甲子镇段(50+000.00 m～99+000.00 m)选择从定城砂场按市场价格购买；东干渠甲子镇至末端段(99+000.00 m～+145+856.00 m)选择从晋文砂场按市场价格购买；琼海分干渠、重兴分干渠选择从南中砂场按市场价格购买；文教分干渠及支渠选择从文教砂场及晋文砂场按市场价格购买。

根据施工进度测算，总干渠与东干渠系统工程的混凝土浇筑高峰期在第三年2—4月份，初步统计需要砂料量为3.4万m3/月，选用的砂料场总供应能力为9.8万m3/月，砂料场生产能力满足施工要求。

2.2 石料场生产供应能力规划

石料场的分区供应、计划及生产供应能力详见以下说明及表2。

表2 石料场的分区供应、计划及生产供应表

根据施工进度测算，总干渠与东干渠系统工程的混凝土浇筑及砌石高峰期在第三年2—4月份，初步统计需要碎石量为3.8万m3/月，块石量为1.5万m3/月，选用的石料场碎石总供应能力为17.3万m3/月，块石总供应能力为25.5万m3/月，石料场生产能力满足施工要求。

3 结 语

本项目目前已经竣工验收，在实施过程中根据各个工区就近原则外购砂石料，各个商用砂石料场的生产能力远大于本项目的供应强度需要，同时料场供应商在供应强度上为了满足项目需要均可进一步提高供应能力。项目实施以来，本工程根据就近原则实际选用了全部5个砂料场，10个石料场(东岭石料场、中建石料场、大路石料场、大勇石料场、魁进石料场、黑山岭石料场、世纪石料场、红棉石料场、东路石料场、咸来石料场)。具体主要工程区域选用料场详见表3。

表3 主要工程区域料场实际使用选择

海南红岭灌区主体工程于2014年开工建设，项目实施后，土石料场规划与开采能够满足施工填筑月高峰强度。料场选择必须充分利用现场有利地形布置开采和运输道路，道路布置宜少而精。开采初期就应尽量形成宽阔的开采平台，以利于机械设备布置和石料运输，容易形成开采规模，满足施工填筑月高峰强度要求[8]。要高度重视土石料开采安全，因地形条件复杂，爆破飞石和爆破震动等安全问题突出，开采机械设备种类和数量繁多，开采机械设备运行安全也必须高度重视[9]。同时，修建当地材料坝，料场的质量、储量、开采条件是影响工程质量、进度、投资的重要因素。因此，在设计工作中必须针对料场进行详细的勘察、试验、规划，确定合理的开采方案。红岭灌区工程土石料场规划研究对类似不允许自行进行开采砂石料的工程项目，在料场选择和规划设计等方面提供了一定参考。