水利水電工程棄渣場水土保持工程措施探析

周文淵

（浙江中水工程技術有限公司，浙江 杭州 310000）

浙江境內丘陵地勢居多，河流受地勢影響，落差比較大，很多大型水電站都采用階梯式開發水庫電站，由于梯級開發受到工程所在河段地形的限制，棄渣場只能布置在水庫區的河道兩岸，相應的水庫型電站棄渣場產生一些水土流失問題，比如電站施工期，棄渣場要受到洪水的威脅；運行期，渣體坡面要受到水庫蓄水位升降的沖刷[1]。基于此，本文對浙江水利水電工程棄渣場水土保持工程的措施進行分析。

1 水庫型渣場的分類

棄渣場布置在水庫淹沒區，為達到更好的水保效果，對于棄渣場的水土保持措施要結合水庫的各項特征及數據，對水庫型棄渣場有針對性的進行分類防護[2]。一般分為三類：庫面型棄渣場、庫中型棄渣場、庫底型棄渣場，見表1。

表1 水庫型渣場的分類

2 水庫型渣場水土保持措施

棄渣場里的工程棄渣主要就是工程開挖的覆蓋層和塊石碎石，渣體沒有凝聚力。由于水庫型堆渣場的位置比較特殊，棄渣場的水土保持工程措施要分別考慮施工期和運行期兩個方面，并根據渣場的分類分別防護。

2.1 庫面型棄渣場

棄渣場渣體頂部高程高于正常蓄水位，渣體底部低于正常蓄水位的叫做庫面型棄渣場。水土保持防護措施分為棄渣場渣腳高程高于設計防洪水位和低于設計防洪水位兩種情況分別防護。

2.1.1 渣腳高程高于設計防洪水位

庫面型棄渣場渣腳高程高于設計防洪水位時，水電站施工期渣腳可以免受洪水影響；由于庫面型棄渣場的渣體底部低于正常蓄水位，運行期水庫水位升降會影響到渣體穩定性。

（1）渣腳防護。采用堤高2 m的重力式漿砌塊石攔渣堤對渣腳進行防護，頂寬在80 cm～100 cm，內部坡0.5 cm,,堤踵寬和堤趾寬為80 cm～100 cm，基座厚100 cm～120 cm。

（2）坡面防護。根據工程經驗，渣堆穩定邊坡比為1∶1.75，采用漿砌塊石工程護坡。在漿砌石工程施工前，采用砂礫石布置20 cm厚的墊層，護坡厚度不小于50 cm，正常蓄水位加安全超高（80 cm～100 cm）為護坡頂高度。

（3）排水措施。為保持渣體的穩定性，避免水土流失，攔渣堤及護坡內均設置梅花形排列的排水孔，排水孔孔徑為50 mm～100 mm,同行間距均為2.0 m；攔渣堤排水孔同列間距為0.5 m～1.0 m,護坡排水孔同列間距為2.0 m。庫面型棄渣場渣體頂部高程高于正常蓄水位，頂部的坡面受到雨水沖刷極易造成水土流失，要在渣體頂部內側設置標準為10年一遇24 h最大降雨量的排水溝來防御暴雨。

2.1.2 渣腳高程低于設計防洪水位

庫面型棄渣場渣腳高程低于設計防洪水位的，水電站施工期渣腳受洪水影響，運行期受到水庫水位升降的影響，護坡高程受到設計防洪水位的影響，施工期和運行期的護坡高程不同。

（1）渣腳防護。渣腳防護措施根據設計防洪水位與渣腳的關系確定，渣腳低于防洪水位3 m以下時，施工期洪水用攔渣堤防護洪水；渣腳低于防洪水位3 m以上時，從工程預算和工程進度兩方面考慮，用攔渣堤和護坡相結合的措施進行防洪。

（2）坡面防護。與工程防護和棄渣場渣腳高程高于設計防洪水位的處理措施相同。不同點為坡頂高度為施工期校核洪水位加安全超高（80 cm～100 cm）。

（3）排水措施。排水措施與2.1.1的排水標準相同。

2.2 庫中型棄渣場

根據庫中型棄渣場的特點，防護分為渣場底部高于死水位和低于死水位兩種情況。

2.2.1 渣場底部高于死水位

當渣體底部高于死水位時，渣體的全部位于水庫發電庫容內，渣體在水庫運行期受到水庫水位升降的影響非常大，因此要對整個渣體進行防護，包括渣腳、坡面、渣頂。

（1）渣腳防護。當渣場底部高于死水位時，渣腳防護要考慮渣腳施工期是否受到設計防洪水位的影響，分兩種情況考慮。施工期渣腳不受設計防洪水位影響時，攔渣堤施工期可以不考慮這部分，渣腳防護同2.1.1；施工期渣腳受設計防洪水位影響時，渣腳防護同2.1.2。

（2）坡面防護。整個渣體都在水中，坡面防護要考慮抗沉降與變形，因此實際工程中渣堆穩定邊坡提高到1∶2.0，坡面防護采用厚度不低于50 cm的干砌大塊石來護坡，正常蓄水位加安全超高（80 cm～100 cm）為護坡頂部高程。

（3）渣體頂面防護。庫中型棄渣場低于正常蓄水位，水庫水位升降時渣頂的棄渣很容易被水沖刷進入水中造成水土流失，故工程中采用不低于50 cm厚的干砌大塊石防護渣頂。

2.2.2 渣場底部低于死水位

當渣場底部低于死水位時，渣體在水庫運行期間不受水位升降的影響，水庫水位升降影響位于死水位以上部分的渣體。

死水位以上的渣體防護同2.1.1即可；重點注意的是渣場底部低于死水位的渣體。當渣場底部低死水位時，渣腳防護要考慮渣腳施工期是否受設計防洪水位的影響。施工期渣腳不受設計防洪水位影響，渣場底部低于死水位高于設計防洪水位時，攔渣堤只需要滿足攔渣的要求即可；施工期渣腳受設計防洪水位影響，渣場底部同時低于死水位和設計防洪水位時，攔渣堤要同時滿足防洪和攔渣的要求，渣腳防護措施根據設計防洪水位與渣腳的關系確定。

2.3 庫底型棄渣場

渣場位于水庫淹沒區的底部且渣體頂部低于死水位的叫做庫底型棄渣場。整個渣體不受水庫水位升降的影響，水保措施重點考慮的是施工期設計防洪水位。

2.3.1 渣腳高程高于設計防洪水位

根據水土保持相關規定，渣腳不受洪水影響時，渣腳水保措施只要滿足擋渣作用即可，具體施工同2.1.1水位渣腳防護。

排水措施采用梅花形排列方式布孔，在擋渣墻內從底部35 cm高度開始設置兩排排水管，兩行間距0.5 m，兩列間距2.0 m，可以有效排除渣體內的積水，渣堆穩定邊坡比采用1∶2.0，防止水土流失。

2.3.2 渣腳高程低于設計防洪水位

庫底型渣場渣腳高程低于施工期設計防洪水位，渣腳施工期受到洪水影響，渣腳在施工期水土防護的措施要兼具攔渣、防洪和排水三方面作用。

施工過程中，渣腳擋渣和防洪措施均要結合施工設計防洪水位，具體措施要根據設計防洪水位高度與渣腳高度的差值確定。施工期防護同2.1.2的渣腳防護，既可以達到工程的防洪要求又可以降低攔渣堤高度，節約預算；排水措施同2.3.1。

3 結語

棄渣場水土保持措施是水電站工程水土保持的重要內容，通過對水電工程中水庫梯級電站棄渣場的水土保持防護措施進行分析與總結[3]。綜上可知，棄渣場的水土保持工作要充分結合工程所在地的特點，針對不同渣場特征采取不同防護措施。只有做到全面分析考量，才能在最大程度上做好水保工作。