金沙江巴塘水电站土石方平衡研究

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2.吉林松江河水力发电有限责任公司白山134500

摘要：巴塘水电站工程于四川省甘孜州巴塘县巴楚河口上游约660m的金沙江干流上，工程以发电为主，为二等大（2）型工程；推荐坝型为沥青心墙堆石坝，主体和导流工程的石方开挖总量约1414.58万m3（自然方），可利用的开挖料约629.77万m3，通过合理分析并利用开挖料，实现为工程节约投资的目标。

关键词：巴塘水电站；土石方开挖；利用；弃渣；

1工程概况

巴塘水电站位于金沙江上游河段四川省和西藏自治区的界河上，右岸为西藏昌都地区芒康县，左岸为四川甘孜藏族自治州巴塘县。坝址位于四川省甘孜藏族自治州巴塘县巴楚河口上游约660m的金沙江干流上。坝址距成都市公路里程827.4km，距康定县公路里程465km，距巴塘县公路里9km。沿G318国道经巴塘县城可至巴楚河口，巴楚河口至坝址有简易公路约1km，对外交通较方便。

本工程以发电为主，为二等大（2）型工程。正常蓄水位为2545m，总库容1.41亿m3，电站装机750MW，多年平均发电量为33.75亿kW·h，装机年利用小时4500h。

巴塘水电站采用左岸溢洪道、明管引水、地面厂房的枢纽布置格局，主要建筑物包括挡水建筑物（沥青混凝土心墙堆石坝）、泄水建筑物（左岸开敞式溢洪道、左岸泄洪放空洞）、引水建筑物（左岸坝式进水口、明压力钢管）及左岸岸边发电厂房（地面主厂房、主变开关楼、尾水副厂房和尾水渠）、永久生态放水洞和鱼道。

2料源选择

2.1人工骨料料源

本工程人工骨料主要包括：混凝土骨料、反滤料及过渡料等。其中混凝土（含喷混凝土）130.92万m3，考虑砂石料加工系统和运输至各个浇筑面之间的运输损耗（系数1.25），需要毛料163.65万m3；过渡料（21.48万m3）、反滤料（6.19万m3）考虑加工及运输损耗（系数1.1），需要毛料30.35万m3；上述需要加工的混凝土骨料、反滤料及过渡料毛料共计需要194.0万m3。

本工程开挖料岩性为黑云母石英片岩，经试验研究，开挖料微风化及弱风化岩石质量完全能满足本工程人工骨料料源质量要求，因此本阶段人工骨料采用主体工程微风化及弱风化岩石开挖料。

2.2块石料料源

本工程所需块石料主要包括：坝体堆石料、压坡料、砌石护坡料等，所需块石料总量为252.09万m3（自然方）。本工程开挖料岩性为黑云母石英片岩，根据试验结果，枢纽建筑物开挖料中的弱风化及强风化岩块质量完全能够满足规范对坝体堆石料的要求，因此本工程块石料采用工程岩石开挖料。

综上所述，本工程坝料、混凝土骨料估计需要446.09万m3；枢纽区石方开挖总量约1414.58万m³（自然方），考虑爆破、回采及运输损耗，可利用总量共计629.77万m³（自然方），可利用总量/需用量=629.77/446.09=1.41，储备系数满足规范要求。储量完全能满足本工程料源的需求。

3土石方平衡分析

由于开挖料中弱风化、微风化岩体将作为骨料加工料，故坝壳堆石料与掺入一定量的可利用强风化料，堆石Ⅱ区作为支撑心墙的分区，将不允许掺入强风化料，采用弱风化料。堆石Ⅰ区长期位于水下，承受水压力，严格控制掺入比例，可用强风化料掺入比例不超过10%。堆石Ⅲ区位于坝体下游水上部分，控制可用强风化料掺入量不超过20%。

3.1开挖料利用原则

（1）左、右岸道路要在筹建期完成，开挖料需就近堆放，考虑将其开挖料堆存于1号、2号堆渣场作为垫高场地用。

（2）导流洞、泄洪放空洞及鱼道明挖料均在截流前完成，考虑将开挖弃料堆存于2号堆渣场作为垫高场地用，洞挖有用料堆于2号回采场，作为混凝土骨料、过渡料、反滤料使用。

（3）引水发电系统、溢洪道及大坝开挖弃料堆存于1号、2号及3号弃渣场；开挖料中用于混凝土骨料、反滤料、过渡料的微风化及弱风化料分别堆于2号回采场及混凝土用料临时堆放场；用于大坝填筑料的有用料堆于1号回采场。

3.2土石方开挖利用料分析

枢纽各部位开挖料利用如下：

（1）大坝石方明挖64.98万m3，石方洞挖2.87万m3，大坝开挖料不利用。

（2）泄洪洞石方明挖34.76万m3，石方洞挖16.07万m3，泄洪洞石方明挖不考虑利用，石方洞挖利用8.68万m3，石方洞挖利用料主要用于大坝过渡料及反滤料，其中过渡料利用1.87万m3，反滤料利用6.81万m3。

（3）引水发电工程微风化及弱风化岩石开挖506.00万m3，可利用量344.08万m3，其中大坝堆石Ⅰ区利用了134.94万m3，大坝堆石Ⅱ区利用了30.45万m3，大坝堆石Ⅲ区利用了6.9万m3，过渡料利用8.14万m3，混凝土骨料利用了163.65万m3，利用料合计344.08万m3。强风化岩石开挖281.65万m3，可利用量191.08万m3，其中大坝堆石Ⅰ区利用了14.95万m3，大坝堆石Ⅲ区利用了8.48万m3，下游压坡及砌石护坡利用了18.29万m3，其他部位回填利用了14.95万m3，围堰填筑利用了111.68万m3，实际利用量168.35万m3。强风化剥离料、残积体、崩积体、坡积体等开挖总量为326.00万m3，全部弃于弃渣场。

（4）溢洪道工程微风化及弱风化岩石开挖56.00万m3，可利用量38.08万m3，全部由大坝堆石Ⅲ区利用，综合利用率68.0%。强风化岩石开挖24.00万m3，可利用量14.33万m3，未考虑利用，全部弃于弃渣场。强风化剥离料、残积体、崩积体、坡积体等开挖总量为31.00万m3，全部弃于弃渣场。

（5）鱼道工程进出口石方明挖16.36万m3，石方洞挖1.31万m3，全部弃于弃渣场。

（6）导流洞工程石方明挖32.26万m3，全部弃于弃渣场。石方洞挖共计21.97万m3，实际利用13.53万m3，主要用于过渡料。

3.3弃渣流向分析

本工程各部位弃渣流向如下：

（1）大坝工程：石方明挖最终弃渣90.97万m3（松方，下同），石方洞挖最终弃渣4.02万m3，均堆于1号弃渣场。

（2）泄洪洞工程：石方明挖最终弃渣48.66万m3，石方洞挖最终弃渣10.35万m3，均堆于1号弃渣场；泄洪洞石方洞挖利用量12.15万m3，堆于2号回采场。

（3）引水发电工程：微风化及弱风化岩石最终弃渣226.69万m3，堆于1号弃渣场；微风化及弱风化岩石最终利用量481.71万m3，分别堆于1号、2号回采场及混凝土用料临时堆放场。强风化岩石最终弃渣157.72万m3，堆于1号弃渣场及截流备料场；强风化岩石最终利用量168.35万m3，堆于1号回采场。引水发电系统强风化剥离料、残积体、崩积体、坡积体等最终弃渣419.00万m3，分别堆于1号、2号、3号弃渣场。

（4）溢洪道工程：微风化及弱风化岩石最终弃渣25.09万m3，堆于1号弃渣场；微风化及弱风化岩石最终利用量47.48万m3，堆于1号回采场。强风化岩石最终弃渣33.60万m3，堆于1号弃渣场。溢洪道工程强风化剥离料、残积体、崩积体、坡积体等最终弃渣39.75万m3，堆于1号弃渣场。

（5）鱼道工程：石方明挖最终弃渣22.91万m3，石方洞挖最终弃渣1.84万m3，均堆于1号弃渣场。

（6）导流洞工程：石方明挖最终弃渣45.16万m3，石方洞挖最终弃渣11.81万m3，均堆于1号弃渣场；导流洞石方洞挖利用量18.59万m3，堆于2号回采场。

（7）场地平整工程：场地平整开挖20.70万m3（自然方），经平整后，最终弃渣3.78万m3，堆于1号弃渣场。

（8）左岸道路工程：左岸道路开挖最终弃渣50.51万m3，堆于2号弃渣场。

（9）右岸道路工程：右岸道路开挖最终弃渣78.00万m3，堆于1号弃渣场。

4结语

工程开挖可用的黑云母石英片岩骨料所检各项物理、力学性能指标均满足《水工混凝土施工规范》DL/T5144-2015对细、粗骨料品质要求。主体工程开挖弱风化以下黑云母石英片岩料可以满足作为混凝土骨料、大坝过渡料及反滤料的要求。

主体和导流工程的石方开挖总量约1414.58万m3（自然方），可利用的开挖料约629.77万m3，弃渣总量共计1269.84万m3（松方），开挖弃渣分别堆于1号、2号及3号弃渣场，有用料堆存于1号、2号及混凝土用料临时堆放场，通过合理利用开挖料，实现为工程节约投资的目标。

参考文献：

[1]NB/T35041-2014，水电工程施工导流设计规范.

[2]DL/T5397—2007，水电工程施工组织设计规范.

[3]《水工混凝土施工规范》DL/T5144-2015.

[4]《水工混凝土砂石骨料试验规程》DL/T5151-2014.