陸川縣秦鏡水庫工程土料場設計

黎學鋒

【摘 要】文章闡述了秦鏡水庫工程概況，從大壩填土需求、土料場的地質情況等角度進行分析，確定了最佳的土料場設計方案。

【關鍵詞】秦鏡水庫;瀝青混凝土心墻壩;殘坡積黏土;花崗巖全風化土

【中圖分類號】TV697 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）05-0133-02

1 工程概況

秦鏡水庫是一座以城市供水、九洲江生態補水為主的中型水庫。水庫主要由桂山坡庫區+檳榔口庫區組成，水庫正常水位為179.00 m，100年一遇設計洪水位為179.21 m，2000年一遇校核洪水位為180.58 m，相應總庫容為1049萬m3。秦鏡水庫主要通過利用原文龍電站的引水線路進行引水，水庫主要建筑物由秦鏡主壩、2座副壩、連通渠、榕江河引水線路及輸水線路等組成。3座大壩均為瀝青混凝土心墻壩，壩頂高程均為182.10 m，防護墻頂高程為182.6 m，主壩位于秦鏡村檳榔口屯南向0.8 km處，最大壩高52.60 m，壩頂長415.0 m;一副壩位于秦鏡村林屋屯南向0.3 km處，最大壩高42.00 m，壩頂長213.0 m;二副壩位于陸川縣沙坡鎮秦鏡村桂山坡屯附近，最大壩高46.90 m，壩頂長224.0 m。為了連通水庫桂山坡庫區和檳榔口庫區，在二副壩西向細嶺排處開挖連通渠及連通洞，連通渠長126m，連通洞長238 m。水庫從榕江河攔河壩通過8.92km渠道將水引至秦鏡水庫。為了泄洪和向城區供水及保持下游河道環境，在主壩上游右側設輸水兼泄洪隧洞1座，洞長268.11 m，洞后通過2×1 000 mm（根數×管徑）內襯式預應力鋼筒砼管輸往陸川縣規劃建設的橫垌塘自來水廠，管道長6.694 km;生態放水隧洞位于二副壩右側，洞長240.66 m。

2 工程設計

2.1 料場規劃

2.1.1 料源利用規劃

根據地質勘查結果，工程區附近主要布置有3個土料場，分別為陸潔沖土料場、細嶺排土料場、大湴塘土料場。

細嶺排土料場位于桂山坡水庫庫尾和檳榔口水庫庫尾之間細嶺排一帶山坡，產地面積約19萬m2。從勘探剖面及相關數據統計可知，在連通渠附近的北區地形起伏相對較小、土層厚度較大，而南區地形起伏相對較大、土層厚度較小。細嶺排土料場南部（靠近桂山坡庫尾一帶）正常水位以上基本為農田且有用層厚度較小，剝采比低，不適宜做料場開挖;北區（靠近檳榔口庫尾一帶）山體較單薄，不適宜開采;連通渠附近山坡現狀布置有高壓輸電塔，也不適宜大面積開挖施工。結合工程建筑物布置，細嶺排土料場僅有連通渠位置適合開挖。

大湴塘料場呈不連續分布山頭，南北向長條狀，北至六積沖，南側至秦鏡村委，東西兩側基本以山沖為界，按各山頭連綿及間隔分為Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ區。最北端六積沖與大湴塘之間為Ⅰ區，產地面積約23萬m2;中部大湴塘與廟邊之間為Ⅱ區，產地面積約19萬m2;南端秦鏡村委與下六茛之間為Ⅲ區，產地面積約12萬m2。大湴塘土料場Ⅲ區及Ⅱ區東邊山坡周圍房屋較多，且土料場位置有大量的墳墓，開采難度較大。

故本次大壩料場選定為陸潔沖土料場、大湴塘土料場Ⅰ區、大湴塘土料場Ⅱ區西邊山坡，其中大湴塘土料場Ⅰ區根據地形條件分為A、B兩段。

料源具體規劃及各種填筑料的質量要求見表1。

2.1.2 料源平衡

根據以上料源利用規劃及各料場地質資料，進行各料場開采量的確定。

本工程需全風化層土料填筑236.4萬m3，自然方與壩上壓實方轉換+備料、運輸及削坡等損耗系數按1.26計，共需全風化層土料297.9萬m3（自然方），陸潔沖土料場和大湴塘土料場貯量滿足需要。

本工程料源平衡見大壩填筑土料平衡估算表見表2。

2.1.3 料源調度

根據施工組織設計料源規劃，本工程大壩料場選定為陸潔沖土料場、大湴塘土料場Ⅰ區、大湴塘土料場Ⅱ區，其中大湴塘土料場Ⅰ區根據地形條件分為A、B兩段。

根據地質資料，土料場的表土及殘坡積含砂黏土層無法作為壩體填筑料，均需剝離，花崗巖全風化土可作為壩殼土使用。因此，本工程棄渣量比較大，根據棄渣場規劃，棄渣場布置在開挖后的大湴塘土料場Ⅰ區、大湴塘土料場Ⅱ區。

根據施工進度安排，本工程擬先開工一副壩及二副壩，再開工主壩。根據料源調度，大湴塘土料場Ⅰ區土料主要用于主壩、二副壩，大湴塘土料場Ⅱ區主要用于主壩、一副壩，陸潔沖土料場土料主要用于主壩。

（1）大湴塘土料場開采。本工程大湴塘土料場開采擬先開挖大湴塘土料場Ⅱ區，開采剝離的棄渣先運至4#臨時堆土場堆放;Ⅱ區土料場取料完后，再開挖土料場Ⅰ區A段，將開采剝離的棄渣運直接至已取完土料的土料場Ⅱ區堆放;土料場Ⅰ區A段取料完后，再開挖土料場Ⅰ區B段，將開采剝離的棄渣運直接至已取完土料的土料場Ⅰ區A段堆放。待土料場Ⅰ區B段取料完后，再將臨時堆放在4#臨時堆土場的土料場Ⅱ區棄渣剝離棄渣運至土料場Ⅰ區B段堆放。

（2）陸潔沖土料場開采。陸潔沖土料場離主壩運距比較近，僅為0.5 km，為了能充分地利用陸潔沖土料場的土料，在主壩填筑時，先開采陸潔沖土料場，取完土料后再去大湴塘土料場Ⅱ區取土填筑。

由于大湴塘土料場Ⅰ區A段及B段剝離的棄渣比較多，大湴塘土料場Ⅱ區、大湴塘土料場Ⅰ區A段取料完后所能容納的棄渣有限，因此陸潔沖土料場剝離的棄渣先運至大湴塘臨時堆土場堆放，待大湴塘土料場Ⅰ區B段取料完后，再將剝離的棄渣運至大湴塘土料場Ⅰ區B段堆放。

經過認真分析和計算，大壩填筑的各種料源均能滿足大壩填筑的需要。

2.2 料場開采

2.2.1 開采總體方案

（1）開采前，對料場進行詳細的料場復查，進一步探明開采范圍內的有效儲量、質量及分布情況，并取樣檢查土料的力學指標、顆粒級配組成情況等，根據復查的結果確定開采范圍及高程，并確定相應的開采方法、措施。

（2）設備進場后，修建施工道路及截排水溝，同時布置其他臨建設施，進行開采作業準備。

（3）殘坡積黏土層自上而下剝離，剝離出的無用土運至指定4#臨時堆土場堆放。

（4）全風化層土料開采分多工作面根據有用層厚度分層開采或一次性開采至設計底線（有用層厚度小于10 m），采用立采與平采結合的方式開采。開采過程中，對保留邊坡進行人工修坡護坡，防止水土流失及邊坡穩定。當降雨量大于5 mm時，暫停土料開采，天晴后，對表層土料進行翻曬調整含水量后再進行開采。

（5）無用層剝離采用推土機進行，人工配合，土料由2.0 m3反鏟開采配12 t自卸汽車運輸。

2.2.2 壩料制備

土料的顆粒級配和含水量指標是控制大壩填筑施工質量的關鍵參數，是制約填筑施工進度的主要因素。因此，必須嚴格制備土料，使土料的顆粒級配及含水量指標達到招標文件技術條款的要求，經檢測合格方允許運輸上壩壓實。

開采前，在料場的指定的位置重點復查，按設計量確定范圍后，立面開采，開采過程中，如果土料在平面和立面上顆粒粒徑不均勻，可先用推土機送土送料，使不同部位的土料充分混合，然后反鏟裝車再次混合，遇到塊石由反鏟剔除。土料場土料天然含水量接近最優含水量，采用“堆牛”的方法悶土能調整天然含水量，“堆牛”過程中，由現場質檢人員控制人工補充部分水分，使天然含水量大于上壩控制含水量的2%～3%，如果天然含水量偏大，可在制備場進行翻曬（翻曬時間等參數根據試驗確定），質檢人員現場控制含水量，達到要求后“堆牛”，合格土料方準予裝運上壩。

3 結語

本次設計從各個土料場的地質條件、交通條件及施工條件等角度進行分析和比較，選定了陸潔沖土料場、大湴塘土料場Ⅰ區、大湴塘土料場Ⅱ區，并對各個大壩的土料需求進行了調配。目前，秦鏡水庫正在緊張的施工當中，通過工程實踐表明，采用該土料設計方案，工程實際施工達到了設計預期目標，既節約了工程投資，又滿足了大壩填土的需求及質量要求，確保了秦鏡水庫工程的工程進度。

參 考 文 獻

[1]廣西玉林水利電力勘測設計研究院.廣西陸川縣秦鏡水庫工程初步設計報告[R].2017.

[2]SL 274—2001，碾壓式土石壩設計規范[S].

[3]NB/T 35062—2015，碾壓式土石壩施工組織設計規范[S].

[4]水利部水利水電規劃設計總院，關志誠.水工設計手冊 第6卷 土壩設計[M].第2版.北京：中國水利水電出版社，1978.

[責任編輯：陳澤琦]