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库区浅淹区垫高造地工程分区设计应用

2019/08/10 阅读:

摘要:在水库移民安置实施过程中,为了解决移民的居住用地和生产用地,需要在库区的浅淹没区进行垫高造地。某水库浅淹区垫高造地工程包括生产用地、居住用地和防护工程,垫高造地工程多采用分层碾压填筑,本文根据库区浅淹区垫高造地工程的不同用途提出了分区设计,经过投资对比分析,采用分区设计,即对生产区不压实,其经济效益巨大。

关键词:垫高防护;水库移民;分区设计;投资分析

1引言

国家实施“一带一路”以来,西北地区已建成一批大坝水库、电站;流域开发进度向中上游延伸,而流域中上游多为山区,用地面积有限,移民安置逐渐成为制约水电工程开发进度的制约因素。因此妥善的制定移民搬迁和生产安置方案,往往对整个电站的移民安置工作起决定性作用。黄河流域上游地形受限,可用于安置移民的土地资源非常有限,因此,为了解决移民的居住用地或生产用地,需要在库区的浅淹没区进行垫高造地[1][2][3][4],并在临水侧设置防护工程。现有工程多为满铺压实填筑,工程投资较大,本文根据垫高防护工程的不同用途进行分区设计,分别提出了各区域的填筑要求,尤其提出了生产区不压实的填筑方案,并应用于黄河流域某电站库区垫高防护工程中。

2工程概况

某水电站是一座以发电为主、兼顾防洪任务的大型水电工程。水库正常蓄水位为2715.00m,死水位为2710.00m,水库蓄水将大量房屋和耕地淹没,为保持地区政治、经济、文化中心的地位,维护少数民族的团结稳定,促进地区和谐快速发展,解决库区移民的生产、居住用地问题,实施垫高防护工程。垫高防护区位于库岸边的半岛区域的浅淹没区,垫高防护工程将保护区内人口约4700人、防护面积1512亩,其中耕地831.99亩,建设用地680.01亩。防洪标准为20年一遇,堤防工程的级别为4级。

3填筑分区设计

3.1平面分区布置

为完成工程任务,将垫高防护工程分为生产区垫地、居住区垫地和外部防护堤3个部分。紧邻库区布置防护堤工程,防护堤平面布置总长度约3325.44m,程“C”字型。紧邻防护堤填方高度较高,未来将可能较大的沉降变形,不利于房屋安全,若采取工程加固措施处理成本较大,性价比明显较低,因此将生产区垫地紧邻防护堤布置,作为安全缓冲区,布置面积831.99亩,居住区垫地布置于填方高度较低的区域,布置面积680.01亩,其平面分区见图1。

3.2竖向分区及填筑设计

(1)防护堤填筑标准由于工程区位于黄河滩附近,砂砾石料源充足而土料相对较少,故堤身选用砂砾石料填筑,要求分层填筑压实,分层厚度小于50cm,根据GB50286-2013《堤防工程设计规范》[5],无粘性土采用相对密度控制,3级以下堤防填筑料压实相对密度不应小于0.60。由于填筑料未经筛选,堤壳填料易发生冻胀破坏,影响护坡质量。故,距垫层垂直距离1.5m范围内的砂砾石,粘、粉粒含量应小于6%(即该层优先填筑含泥量小的天然砂砾石)。(2)生产区竖向分区及填筑标准考虑到工程区存在大量的建筑垃圾,且建筑垃圾堆积在工程区表层,在造地前应进行集中处理,将其填筑于生产区最底层;建筑垃圾以上,正常蓄水位以下的填料采用天然砂砾石,天然砂砾石填筑高程高于正常蓄水位以上60cm,作为毛细水隔断层。砂砾石以上填筑50cm土垫层,土垫层上填筑50cm厚耕植土。为了便于灌溉、排涝,根据水工《设计手册第9卷灌排供水》(第二版)[7]表面坡度取1‰。根据TD/T1036-2013《土地复垦质量控制标准》[6]耕地复垦质量控制标准,除配套设施(包括灌溉、排水、道路、林网等)应满足当地同行业工程建设标准要求外,耕地复垦各层填筑标准没有强制要求,与使用耕地的年限有关。为此,本文拟定两个方案,方案1:工程完工即可使用,填筑标准为砂砾石压实相对密度不应小于0.60;方案2:工程完工3年后,各土层经过自然沉降,方可使用,各层均采用松方填筑不压实,每层分层不小于50cm,为防止发生不均匀沉降。按照青水建[2009]875号《青海省水利水电建筑工程预算定额》[8],生产区填筑土方松方系数取1.33,天然砂砾石松方系数取1.07,按照松方系数分别考虑预留填高。(3)居住区填筑标准根据GB50007-2011《建筑地基基础设计规范》[9]中关于地坪以下压实度要求(即压实系数不小于0.94);砌体承重及框架结构在地基主要受力层范围内的压实系数不小于0.97,在地基主要受力层范围以下的压实系数不小于0.95;另根据JTGD30-2015《公路路基设计规范》[10]对于填方路基压实度不小于0.94,考虑安置区户型及路网交叉布置等因素,本次设计中采用压实系数0.97。为了雨水能够快速排出场,地根据CJJ83-2016,《城乡建设用地竖向规划规范》[11],表面坡度取3‰。(4)分区边界设计本文考虑到各部位施工特性,设计考虑安全性,将压实填筑区边界向松方填筑区内放坡。坡度取设1:1.5。竖向分区及填筑示意图,见图4。图中:1-①为一般砂砾石回填(相对密度不应小于0.60);1-②粘、粉粒含量应小于6%的砂砾石回填(相对密度不应小于0.60);2-①为建筑垃圾区(不压实);2-②为一般砂砾石回填(不压实);2-③一般土垫层(不压实);2-④耕植土层(不压实);3为砂砾石回填(压实系数0.97)

4投资分析

根据生产区两个方案,进行投资分析,针对耕植土除外的压实土层和不压实土层进行比较,材料和运距相同,价格水平相同,不压实填筑单价18.53,压实填筑单价25.48。推迟耕种期间,每年进行补偿[12],补充费取1040元/(亩),投资分析表见1。经过投资对比分析,不压实填筑方案相比压实填筑方案节约2242.4万元,节省投资24.45%,具有很高的经济效益。

5结论

本文对于水库垫高造地工程中提出了合理的平面分区与竖向分区解决方案,增加工程的可实施性;同时,在土方工程量较大时,对于压实要求较低的生产区垫地,提出了不压实(自然沉降)的新方法,在本例工程中节省投资24.45%,取得了巨大的经济效益。

参考文献:

[1]黄文虎.水库垫高防护工程规划垫高高程确定的方法探讨[J].低碳技术,2017,(7):74-75.

[2]洪金山,刘莹莹.关于水电站库区防护工程垫地措施的应用及有关问题的探讨[J].西北水电,2014,(2):45-47

[3]张哲.水库移民安置过程中垫高防护工程探索[J].东北水利水电,2017,(10):54-56.

[4]汤卫字,蒋建东,朱丽江.亭子口库区农田防护工程低地垫高方案研究[J].水利水电快报,2009,(2):36-39.

[5]GB50286-2013,堤防工程设计规范[S].

[6]TD/T1036-2013,土地复垦质量控制标准[S].

[7]董安建,李现社.水工设计手册第9卷灌排供水[M].(第2版).北京:中国水利水电出版社2014.

[8]青水建[2009]875号,青海省水利水电建筑工程预算定额[S].

[9]GB50007-2011,建筑地基基础设计规范[S].

[10]JTGD30-2015,公路路基设计规范[S].

[11]CJJ83-2016,城乡建设用地竖向规划规范[S].

[12]国务院令第471号,大中型水利水电工程建设征地补偿和移民安置条例[S].

作者:马超 陈亮 薛霄 单位:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司

库区浅淹区垫高造地工程分区设计应用

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