王壯海

(海南省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院,?？?570000)

0 前 言

紅嶺水利樞紐工程是國家172項(xiàng)節(jié)水供水重大水利項(xiàng)目之一，是以農(nóng)業(yè)灌溉和城鄉(xiāng)供水為主，結(jié)合防洪，兼顧發(fā)電等綜合利用的大型水利樞紐工程。紅嶺灌區(qū)工程是紅嶺水利樞紐工程的配套項(xiàng)目，通過紅嶺水庫跨流域自流引水進(jìn)入瓊東北部地區(qū)和中部的屯昌縣，主要承擔(dān)海口市美蘭和瓊山區(qū)、文昌市、定安縣、瓊海市及屯昌縣的農(nóng)田灌溉用水、文昌市區(qū)和屯昌縣縣城供水、部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水及沿途部分農(nóng)村人畜飲水任務(wù)。紅嶺灌區(qū)工程的渠系79條，渠道全長518.23 km。

灌區(qū)工程地處海南島東北部，其范圍主要介于萬泉河流域以北、南渡江以東地帶，灌區(qū)地勢總體輪廓是南高北低，橫跨大起伏山地、剝蝕臺地、丘陵、熔巖堆積臺地、低海拔平原等多種類型的地貌。灌區(qū)的地形特點(diǎn)是以中部五指山為隆起核心，向四周外圍逐級遞降，由臺地、丘陵而后是低海拔平原組成環(huán)形層狀地貌，梯級結(jié)構(gòu)明顯。測區(qū)范圍大地構(gòu)造從空間分布上，以各種方向，不同形式和不同性質(zhì)構(gòu)造形跡組合，有近東西向構(gòu)造帶、北東向構(gòu)造帶、北西向構(gòu)造帶，其中東西向構(gòu)造帶、北東向構(gòu)造帶控制著測區(qū)沉積建造、巖漿活動、成巖作用及晚近時(shí)期的山川地勢的展布。區(qū)內(nèi)成土母質(zhì)主要為花崗巖、玄武巖、砂頁巖的風(fēng)化物和河流沖積物、海相沉積物等，表層土壤類型有黃色磚壤、鐵質(zhì)磚紅壤、赤紅壤和濱海砂土等，地面蓄水能力差，植被稀疏。

本文以海南紅嶺灌區(qū)工程為例，對灌區(qū)工程填筑料料場的選擇、規(guī)劃和開采設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析和論述，可為類似灌區(qū)工程的料場選擇和規(guī)劃提供參考。

1 堆石料設(shè)計(jì)開采量和實(shí)際現(xiàn)狀

1.1 堆石料設(shè)計(jì)開采量

本灌區(qū)骨干工程系統(tǒng)及囤蓄水庫灌區(qū)干渠改造工程混凝土(包埋石混凝土等)總量為162.96萬m3，漿砌石為21.05萬m3，土方填筑量1 356.74萬m3，經(jīng)場內(nèi)土石方平衡后，需要外運(yùn)土方為362.35萬m3(自然方)，工程需要塊石量為27.34萬m3，砂料為108.88萬m3，碎石為155.35萬m3(包臨時(shí)路面用量)。渠道所用砂、碎石、塊石，由于渠線長，用量不大，不宜設(shè)置集中的砂石料加工系統(tǒng)[1-3]。根據(jù)海南省生態(tài)省規(guī)劃，一般情況不允許自行進(jìn)行開采砂石料，在工程區(qū)的石料場和砂料場均為列入規(guī)劃內(nèi)的料場，目前正在進(jìn)行商業(yè)開采，因此工程所用的石料和砂料按市場價(jià)購買。地質(zhì)勘察階段在灌區(qū)沿線勘察及復(fù)核石料場17個(gè)，砂料場5個(gè)，土料場20個(gè)。

圖1 總干渠、東干渠系統(tǒng)工程與各料場分布的相對位置關(guān)系

1.2 砂料場分布及質(zhì)量評價(jià)

海南省現(xiàn)有砂礫料開采系根據(jù)采砂規(guī)劃，辦理采砂許可證后，才能進(jìn)行砂礫料的開采，現(xiàn)砂礫料均已商業(yè)化，建設(shè)所需砂礫料，均從商業(yè)砂礫料開采場購運(yùn)。紅嶺灌區(qū)所需砂礫料，根據(jù)渠道就近原則[4-5]，選取了南中砂料場、定城砂料場、晉文砂料場、永發(fā)砂料場、晉文砂料場、文教砂料場共5處料場作為砂礫料購運(yùn)料場。海南省北部地區(qū)的工程建設(shè)用砂均是到這幾個(gè)砂料場購買，類比海南省北部地區(qū)已建工程，經(jīng)過調(diào)查的商業(yè)性開采的砂料場均未含有堿活性成分，砂料場的儲量和質(zhì)量均能滿足要求。5處砂礫料場砂料均為中粗砂，砂質(zhì)較純，質(zhì)量較好，交通方便，儲量達(dá)626.4萬m3，資源裕度系數(shù)5.76，可以滿足本工程需求。由于現(xiàn)砂礫料均已商業(yè)化，運(yùn)輸條件成熟，均可汽車直接運(yùn)至工地。

1.3 石料場分布及質(zhì)量評價(jià)

海南省石料開采需經(jīng)自然資源主管部門批準(zhǔn)，領(lǐng)取采礦許可證后，才能進(jìn)行石料的開采，現(xiàn)石料均已商業(yè)化，建設(shè)所需石料，均從商業(yè)開采料場購運(yùn)。紅嶺灌區(qū)所需石料，根據(jù)渠道就近原則，選取烏石石料場、烏坡石料場、東嶺石料場、同業(yè)石料場、中建石料場、魁進(jìn)石料場、石塘石料場、金雞嶺石料場、世紀(jì)石料場、咸來石料場、大路石料場、大勇石料場、黑山嶺石料場、赤紙石料場、南旭石料場、紅棉石料場、東路農(nóng)場石料場共17處料場作為石料購運(yùn)料場。石料場均為中～弱風(fēng)化花崗巖或玄武巖，巖石強(qiáng)度高，飽和抗壓強(qiáng)度多大于50 MPa，力學(xué)指標(biāo)均能滿足設(shè)計(jì)要求，開采方便，質(zhì)量較好，交通方便，儲量達(dá)1 609.6萬m3，資源裕度系數(shù)8.81，可以滿足本工程需求。由于現(xiàn)石料均已商業(yè)化，運(yùn)輸條件成熟，均可汽車直接運(yùn)至工地[6-7]。各料場均可以根據(jù)市場需求量進(jìn)行開采量的調(diào)整，當(dāng)市場需求量明顯增大時(shí)，可增加機(jī)器設(shè)備及人員，增加開采量，滿足工程需求。

2 料場生產(chǎn)供應(yīng)能力規(guī)劃分析

2.1 砂料場的生產(chǎn)供應(yīng)能力規(guī)劃

砂料場的分區(qū)供應(yīng)、計(jì)劃及生產(chǎn)供應(yīng)能力詳見表1、2。

表1 砂料場分區(qū)供應(yīng)量及生產(chǎn)供應(yīng)能力規(guī)劃表

總干渠、東干渠渠首至龍門鎮(zhèn)段(0+000.00 m～50+000.00 m)及西干渠的砂料選擇從永發(fā)砂場按市場價(jià)格購買；東干渠龍門鎮(zhèn)至甲子鎮(zhèn)段(50+000.00 m～99+000.00 m)選擇從定城砂場按市場價(jià)格購買；東干渠甲子鎮(zhèn)至末端段(99+000.00 m～+145+856.00 m)選擇從晉文砂場按市場價(jià)格購買；瓊海分干渠、重興分干渠選擇從南中砂場按市場價(jià)格購買；文教分干渠及支渠選擇從文教砂場及晉文砂場按市場價(jià)格購買。

根據(jù)施工進(jìn)度測算，總干渠與東干渠系統(tǒng)工程的混凝土澆筑高峰期在第三年2—4月份，初步統(tǒng)計(jì)需要砂料量為3.4萬m3/月，選用的砂料場總供應(yīng)能力為9.8萬m3/月，砂料場生產(chǎn)能力滿足施工要求。

2.2 石料場生產(chǎn)供應(yīng)能力規(guī)劃

石料場的分區(qū)供應(yīng)、計(jì)劃及生產(chǎn)供應(yīng)能力詳見以下說明及表2。

表2 石料場的分區(qū)供應(yīng)、計(jì)劃及生產(chǎn)供應(yīng)表

根據(jù)施工進(jìn)度測算，總干渠與東干渠系統(tǒng)工程的混凝土澆筑及砌石高峰期在第三年2—4月份，初步統(tǒng)計(jì)需要碎石量為3.8萬m3/月，塊石量為1.5萬m3/月，選用的石料場碎石總供應(yīng)能力為17.3萬m3/月，塊石總供應(yīng)能力為25.5萬m3/月，石料場生產(chǎn)能力滿足施工要求。

3 結(jié) 語

本項(xiàng)目目前已經(jīng)竣工驗(yàn)收，在實(shí)施過程中根據(jù)各個(gè)工區(qū)就近原則外購砂石料，各個(gè)商用砂石料場的生產(chǎn)能力遠(yuǎn)大于本項(xiàng)目的供應(yīng)強(qiáng)度需要，同時(shí)料場供應(yīng)商在供應(yīng)強(qiáng)度上為了滿足項(xiàng)目需要均可進(jìn)一步提高供應(yīng)能力。項(xiàng)目實(shí)施以來，本工程根據(jù)就近原則實(shí)際選用了全部5個(gè)砂料場，10個(gè)石料場(東嶺石料場、中建石料場、大路石料場、大勇石料場、魁進(jìn)石料場、黑山嶺石料場、世紀(jì)石料場、紅棉石料場、東路石料場、咸來石料場)。具體主要工程區(qū)域選用料場詳見表3。

表3 主要工程區(qū)域料場實(shí)際使用選擇

海南紅嶺灌區(qū)主體工程于2014年開工建設(shè)，項(xiàng)目實(shí)施后，土石料場規(guī)劃與開采能夠滿足施工填筑月高峰強(qiáng)度。料場選擇必須充分利用現(xiàn)場有利地形布置開采和運(yùn)輸?shù)缆?，道路布置宜少而精。開采初期就應(yīng)盡量形成寬闊的開采平臺，以利于機(jī)械設(shè)備布置和石料運(yùn)輸，容易形成開采規(guī)模，滿足施工填筑月高峰強(qiáng)度要求[8]。要高度重視土石料開采安全，因地形條件復(fù)雜，爆破飛石和爆破震動等安全問題突出，開采機(jī)械設(shè)備種類和數(shù)量繁多，開采機(jī)械設(shè)備運(yùn)行安全也必須高度重視[9]。同時(shí)，修建當(dāng)?shù)夭牧蠅?，料場的質(zhì)量、儲量、開采條件是影響工程質(zhì)量、進(jìn)度、投資的重要因素。因此，在設(shè)計(jì)工作中必須針對料場進(jìn)行詳細(xì)的勘察、試驗(yàn)、規(guī)劃，確定合理的開采方案。紅嶺灌區(qū)工程土石料場規(guī)劃研究對類似不允許自行進(jìn)行開采砂石料的工程項(xiàng)目，在料場選擇和規(guī)劃設(shè)計(jì)等方面提供了一定參考。