陽江抽水蓄能電站下庫棄渣場排水設(shè)計

劉海博 段東亮

（廣東省水利電力勘測設(shè)計研究院，廣州 510635）

水電工程建設(shè)項目大多將產(chǎn)生大量棄渣直接堆于溝道內(nèi)，在降雨和上游來水的影響下，不但造成嚴重的水土流失，而且還破壞區(qū)域生態(tài)環(huán)境，更有甚者還會誘發(fā)滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，嚴重威脅著項目區(qū)及下游地區(qū)居民的生命、財產(chǎn)安全.

本文以陽江抽水蓄能電站下庫棄渣場為例，詳細介紹了棄渣場的排水設(shè)計，通過棄渣場排水設(shè)施建設(shè)，以期達到減少水土流失的目的.

1 工程概況

陽江抽水蓄能電站位于廣東省陽江市境內(nèi)，下庫棄渣場位置選擇在下庫大壩左岸一處沖溝內(nèi)，渣場為攔溝型棄渣場［1－2］，地形“口小肚大”，封閉條件較好，三面環(huán)山，堆渣高程75～105m，渣場級別為大型，總占地22.4hm2，堆渣量253.1萬 m3（松方），平均堆高約11m，最大堆渣高度30m，填筑周期為5年.工程區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，雨量充沛，冬季溫暖，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.

本棄渣場直接堆棄于沖溝的溝道上，與溝中來水方向垂直并阻斷上游來水通道.棄渣場使用周期長，擾動頻繁，且區(qū)域降雨量較大，棄渣場潛在水土流失嚴重.如何設(shè)計渣場的排水是本文討論的主要問題.

2 上游沖溝排水方案

根據(jù)相關(guān)設(shè)計規(guī)范［3－4］，綜合考慮棄渣場堆渣量、堆渣高度等因素，本棄渣場設(shè)計防洪標準定為50年一遇全年洪水，相應(yīng)設(shè)計流量Q＝35.78m3／s.

根據(jù)本工程特點，有兩種排水方案可供選擇.①箱涵式，即埋在渣場下部，進口與沖溝相連接，出口與原河溝相接.②排水渠式，即渣面與山坡坡腳相交處修建明渠，明渠沿渣場坡面兩側(cè)與原河溝相接.

2.1 箱涵排水方案

堆渣前在渣場底部提前修建排水箱涵，排水箱涵進口處修建擋墻，擋墻攔斷上游沖溝來水，箱涵出口修建消力池.排水箱涵分三條進水支線，分別接沖溝三處支流.排水箱涵采用城門洞型，經(jīng)計算，上游支線箱涵尺寸為1.5m（底寬）×2.0m（高），主線箱涵尺寸為2.0m（寬）×3.0m（高），頂拱中心角180°.排水箱涵及截水溝平面布置及大樣見圖1～3.

圖1 排水箱涵及截水溝平面布置圖

圖2 排水箱涵支線大樣圖

圖3 排水箱涵主線大樣圖

2.2 明渠排水方案

在渣場坡面邊緣修建明渠排水溝，水流順渣場兩測明渠最終從渣場坡腳兩側(cè)排出，匯入下游原河溝.明渠采用漿砌石結(jié)構(gòu)，梯形斷面，經(jīng)計算明渠斷面尺寸最大為3.0m（底寬）×2.5m（高），兩側(cè)邊坡坡比為1∶1.明渠平面布置及剖面見圖4～5.

圖4 周邊明渠排水平面布置圖

圖5 明渠大樣圖

方案比較：埋設(shè)箱涵不需要對棄渣進行碾壓，施工簡單，受洪水干擾小，施工期排水方便且不易造成水土流失.明渠方案如軸線設(shè)在渣場內(nèi)則對填渣施工要求高，否則易造成渠道沉降、開裂.如軸線設(shè)在棄渣邊緣，需增加征地投資；因軸線曲折，上下游落差較大，需設(shè)置消能及溢流工程措施，工程量較大，且運行管理難度較大.從工程布置、施工難易度、經(jīng)濟性及運行、維護和管理等方面綜合考慮，推薦埋設(shè)箱涵方案作為上游來洪排導(dǎo)式.

3 干砌石護坡及排水棱體

渣場下游堆渣邊坡按1∶3分三級放坡，每級高10m.為便于渣體排水、保護下游堆渣邊坡坡腳，堆渣前在沿坡腳線修筑7m高的塊石排水棱體，一級邊坡與排水棱體相銜接.為保護邊坡，設(shè)50cm厚的干砌石護坡進行防護.

4 截、排水溝

為疏導(dǎo)棄渣場兩側(cè)邊坡來水，避免渣體遭沖刷，減少水土流失，施工前應(yīng)在占地范圍線內(nèi)沿渣場四周等高線于原狀土上修筑截水溝.為保持截、排水溝排水順暢、避免斷面過大，減少占地，依地形對其進行分段設(shè)計，結(jié)合地形確定排水方向及斷面尺寸.

為解決場內(nèi)排水問題，避免場內(nèi)地表匯流對渣面造成沖刷，減少水土流失，堆渣平臺頂部修筑橫向截水溝，截水溝接入兩側(cè)截水溝排入下游溝道或匯入排水箱涵進口.

截水溝標準按規(guī)范要求取2～5年一遇，考慮到項目區(qū)距暴雨中心較近，取上限值，按5年一遇設(shè)計.場內(nèi)截排水系統(tǒng)平面布置及流向詳見圖1.

5 沉砂池

為減少棄渣場施工期水土流失，減少泥砂外溢及對下游產(chǎn)生的不良影響，在排洪箱涵出口下游設(shè)一大型沉砂池，依現(xiàn)狀地形進行擴挖形成，沉砂池下游側(cè)設(shè)碎石麻袋（利用開挖的砂石作填筑料）攔水埂緩流、沉砂，大雨后或定期、視淤積情況清淤.

6 結(jié) 論

渣場上游天然沖溝來水由排水箱涵排放，渣場表面及渣場周圍山體坡面匯水通過截水溝引至箱涵進水口或直接排到下游的天然河溝.堆渣完成后，在渣場頂面及坡面馬道設(shè)截水溝，截水溝、排水箱涵相連通，排水涵洞出口設(shè)沉砂池，可較好地解決渣場的排水問題，減少水土流失.

［1］ 趙 琴，鄭創(chuàng)新.溝道型棄渣場分類及工程防護措施分析［J］.中國水土保持，2010（4）：38－40.

［2］ 周天佑，卿太明.四川省開發(fā)建設(shè)項目棄渣量、棄渣場的類型與防洪標準［J］.四川水利，2014（3）：55－56.

［3］ GB50433－2008.開發(fā)建設(shè)項目水土保持技術(shù)規(guī)范［S］.

［4］ GB50201－2014.防洪標準［S］.