新疆水利工程土石方平衡與壩型選擇分析

斯干旦?木明

摘? 要：新疆水利工程項目的土石方平衡與壩型的選擇已經成為影響水利工程項目性能的重要因素，本文通過對新疆水利工程土石方平衡的相關問題進行闡述后，結合工程案例對其壩型選擇知識點展開分析，希望為全面提升水利工程項目性能提供支持。

關鍵詞：新疆水利工程;土石方平衡;壩型

新疆地區氣候具有干旱、少雨與蒸發多等特征，在這一特殊的氣候條件下，當地的水利工程項目建設也具有新的要求。所以為順應未來當地水利工程項目發展的要求，則需要實現工程項目中的土石方平衡，這對于提高水利工程項目生態與社會效益的意義重大，值得關注。

1新疆水利工程土石方平衡分析

1.1新疆水利工程項目土石方平衡的特殊要求

為實現土石方平衡的目標，水工建筑物的布置相對集中，并且一般項目中的地質地貌復雜;同時受到新疆地區特殊地質條件的影響，大部分水利工程項目位于中高山區或者峽谷等位置，有助于工程項目的利用。同時項目所在位置的河床覆蓋面積較大，這也為工程施工提供了必要的支持。

1.2土石方平衡的重要性

土石方平衡影響到水工輸電工程地質勘探、料場選擇以及工程項目進度等方面，對于整個項目有直接影響，不容忽視。（1）對工程項目進度的影響。在水利工程項目中需根據地質專業對開挖土石料的評價做好土石方數據平衡工作，本階段的重點是從時間與空間維度來合理規劃開挖與填筑部位，保證后續工程項目施工順利進行。同時在堆石壩、土石壩等項目施工中，按照工程項目分區以及分期的要求實現土石方平衡，可以順應導流度汛的需求，降低外部因素對工程施工的影響。（2）對施工質量的影響。土石方平衡不僅有具體的數量要求，也對施工質量控制提出了新的要求，例如在堆石壩施工中因為土石方開挖料與填筑料在物理性質上存在明顯差異，所以物料的應用方向不同，例如在主堆石區通常會選擇具有良好物理性能的填筑材料，而次堆石區的材料性能可能略低于主堆石區。

1.3水利工程土石方平衡建議

根據新疆地區水電工程項目的經驗，本文認為在水電工程土石方平衡中應重點考慮以下幾方面因素的影響：（1）土石方平衡中應考慮到土石方填筑材料自身的物理性能，一般不同物理性能的物料在堆放要求以及開挖料利用率上存在差異，需要施工人員能夠合理布設交通道路，并根據施工進度管理要求、水工建筑物開挖部位、料場堆放場地等諸多因素做統籌分析。（2）針對與土石壩為核心的水電工程，在壩體填筑中應考慮度汛、導流等方面的要求，因此可采取的技術措施包括：①以壩體填筑上升為整體系統模擬的核心，其中的物料調配以及土方平衡等均應滿足壩體填筑上升的要求。②土方平衡中還應考慮設計方案中關于土石方平衡描述的數據，能根據不同部位開挖料的巖性等指標將其靈活地運用到建筑物上。所以在數據模擬中應考慮到開挖項目在空間與時間上的分解結果。（3）針對長距離運輸的水電項目，土石方的占比較高，所以土石方平衡影響到項目的經濟效益，因此在土石方平衡應重點考慮如何達到縮短工期與工程項目總投資的要求。

2新疆水利工程壩型選擇分析

本次研究中以新疆某水利工程項目為研究對象，基于土石方平衡闡述了壩型選擇的相關內容。

2.1工程項目概況

某水利工程項目位于天山北側山區，當地的平均降水量為450-460mm，植被覆蓋率30%左右。在該工程項目設計中，從土石方平衡等方面的考慮后，工程項目從工程布置、建筑材料、基礎條件、氣候條件等諸多方面的資料，在壩型選型中分別從土心墻壩與混凝土重力壩兩種類型出發進行綜合判斷后，根據評估結果，項目推薦使用混凝土重力壩的施工方案。整個工程項目的壩頂長度達到了201m，壩高55.5m，進口建筑物為輸水涵洞取水口。

2.2壩址項目地質與天然建筑材料

該項目的河谷位置呈現出“V”形，壩址區巖性為石炭系下統齊爾古斯套群的凝灰巖，河床覆蓋層漂卵石，最厚位置的厚度約為3.4m。在該工程項目施工期間周圍存在大量方便開采的砂礫巖，解決了部分混凝土項目的施工對材料的需求，并且從地質條件來看，地質條件符合重力壩或者土心墻壩的施工要求。

2.3水工建筑物的布置與土石方的動遷量

在對案例項目展開分析后，分別從對土心墻壩與重力壩開展土方平衡比較，其中土心墻壩的主要結構包括大壩、表孔溢洪道、供水管道等相關構筑物造成;而混凝土重力壩方案中的孔底、供水管以及表孔等部位均被設置在壩身上，與土心墻壩相比可以減少土石方的開挖量。

在對兩種壩型的工程量進行統計后可以發現，在瀝青混凝土心墻壩在施工中所產生的棄渣量約為46萬立方米，而混凝土重力壩的棄渣量約為20萬立方米。在該棄渣量的基礎上，按照棄渣堆的高度為5m，則瀝青混凝土心墻壩所產生的棄渣會多占地約5.2畝，所產生的環境污染問題更嚴重。同時從原材料使用量來看，瀝青混凝土心墻壩在施工中需要63.5萬立方米砂礫石材料，上述材料的占地面積約為34畝;而混凝土重力壩的砂礫石材料使用量為10.8萬立方米，占地面積約為16.7畝。

從上述數據中可以發現，在對兩種壩型的工程量進行比較后，結果顯示瀝青混凝土心墻壩的開挖量、棄渣量以及料場占地面積等明顯高于混凝土重力壩，因此可以認為在采用該壩型之后，所造成的水土流失量更大，對自然生態環境的影響不容忽視，所以在對比后可以認為混凝土重力壩方案的效益更理想。同時從土方動遷量來看，為了能夠保持正常的水庫的生態環境，在施工中選擇混凝土重力壩能夠取得更滿意的效果，該方案有助于減少棄渣量，并且保證了工程項目的總投資為1.31億元，混凝土心墻壩的造價為1.33億元，具有可行性。

3結束語

在新疆水利工程中，實現土石方平衡已經成為相關人員重點考慮的問題，為了能夠保證水利工程項目的經濟效益，在壩型選擇中應充分考慮到工程項目自身情況，進一步優化項目選型方案，這樣才能更好地順應未來工程項目發展要求，值得關注。

參考文獻：

[1]李淑珍. 水利工程土石方平衡與壩型選擇初探——以新疆某水利工程為例[J]. 中國水利， 2019（2）：2.

[2]劉愛玲. 關于水利水電工程中土石方施工技術探究[J]. 市場調查信息：綜合版， 2022（2）：3.9658851C-08D1-4363-A2F9-CE2C5FE3B389