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摘要:在水庫移民安置實施過程中,為了解決移民的居住用地和生產用地,需要在庫區的淺淹沒區進行墊高造地。某水庫淺淹區墊高造地工程包括生產用地、居住用地和防護工程,墊高造地工程多采用分層碾壓填筑,本文根據庫區淺淹區墊高造地工程的不同用途提出了分區設計,經過投資對比分析,采用分區設計,即對生產區不壓實,其經濟效益巨大。
關鍵詞:墊高防護;水庫移民;分區設計;投資分析
1引言
國家實施“一帶一路”以來,西北地區已建成一批大壩水庫、電站;流域開發進度向中上游延伸,而流域中上游多為山區,用地面積有限,移民安置逐漸成為制約水電工程開發進度的制約因素。因此妥善的制定移民搬遷和生產安置方案,往往對整個電站的移民安置工作起決定性作用。黃河流域上游地形受限,可用于安置移民的土地資源非常有限,因此,為了解決移民的居住用地或生產用地,需要在庫區的淺淹沒區進行墊高造地[1][2][3][4],并在臨水側設置防護工程。現有工程多為滿鋪壓實填筑,工程投資較大,本文根據墊高防護工程的不同用途進行分區設計,分別提出了各區域的填筑要求,尤其提出了生產區不壓實的填筑方案,并應用于黃河流域某電站庫區墊高防護工程中。
2工程概況
某水電站是一座以發電為主、兼顧防洪任務的大型水電工程。水庫正常蓄水位為2715.00m,死水位為2710.00m,水庫蓄水將大量房屋和耕地淹沒,為保持地區政治、經濟、文化中心的地位,維護少數民族的團結穩定,促進地區和諧快速發展,解決庫區移民的生產、居住用地問題,實施墊高防護工程。墊高防護區位于庫岸邊的半島區域的淺淹沒區,墊高防護工程將保護區內人口約4700人、防護面積1512畝,其中耕地831.99畝,建設用地680.01畝。防洪標準為20年一遇,堤防工程的級別為4級。
3填筑分區設計
3.1平面分區布置
為完成工程任務,將墊高防護工程分為生產區墊地、居住區墊地和外部防護堤3個部分。緊鄰庫區布置防護堤工程,防護堤平面布置總長度約3325.44m,程“C”字型。緊鄰防護堤填方高度較高,未來將可能較大的沉降變形,不利于房屋安全,若采取工程加固措施處理成本較大,性價比明顯較低,因此將生產區墊地緊鄰防護堤布置,作為安全緩沖區,布置面積831.99畝,居住區墊地布置于填方高度較低的區域,布置面積680.01畝,其平面分區見圖1。
3.2豎向分區及填筑設計
(1)防護堤填筑標準由于工程區位于黃河灘附近,砂礫石料源充足而土料相對較少,故堤身選用砂礫石料填筑,要求分層填筑壓實,分層厚度小于50cm,根據GB50286-2013《堤防工程設計規范》[5],無粘性土采用相對密度控制,3級以下堤防填筑料壓實相對密度不應小于0.60。由于填筑料未經篩選,堤殼填料易發生凍脹破壞,影響護坡質量。故,距墊層垂直距離1.5m范圍內的砂礫石,粘、粉粒含量應小于6%(即該層優先填筑含泥量小的天然砂礫石)。(2)生產區豎向分區及填筑標準考慮到工程區存在大量的建筑垃圾,且建筑垃圾堆積在工程區表層,在造地前應進行集中處理,將其填筑于生產區最底層;建筑垃圾以上,正常蓄水位以下的填料采用天然砂礫石,天然砂礫石填筑高程高于正常蓄水位以上60cm,作為毛細水隔斷層。砂礫石以上填筑50cm土墊層,土墊層上填筑50cm厚耕植土。為了便于灌溉、排澇,根據水工《設計手冊第9卷灌排供水》(第二版)[7]表面坡度取1‰。根據TD/T1036-2013《土地復墾質量控制標準》[6]耕地復墾質量控制標準,除配套設施(包括灌溉、排水、道路、林網等)應滿足當地同行業工程建設標準要求外,耕地復墾各層填筑標準沒有強制要求,與使用耕地的年限有關。為此,本文擬定兩個方案,方案1:工程完工即可使用,填筑標準為砂礫石壓實相對密度不應小于0.60;方案2:工程完工3年后,各土層經過自然沉降,方可使用,各層均采用松方填筑不壓實,每層分層不小于50cm,為防止發生不均勻沉降。按照青水建[2009]875號《青海省水利水電建筑工程預算定額》[8],生產區填筑土方松方系數取1.33,天然砂礫石松方系數取1.07,按照松方系數分別考慮預留填高。(3)居住區填筑標準根據GB50007-2011《建筑地基基礎設計規范》[9]中關于地坪以下壓實度要求(即壓實系數不小于0.94);砌體承重及框架結構在地基主要受力層范圍內的壓實系數不小于0.97,在地基主要受力層范圍以下的壓實系數不小于0.95;另根據JTGD30-2015《公路路基設計規范》[10]對于填方路基壓實度不小于0.94,考慮安置區戶型及路網交叉布置等因素,本次設計中采用壓實系數0.97。為了雨水能夠快速排出場,地根據CJJ83-2016,《城鄉建設用地豎向規劃規范》[11],表面坡度取3‰。(4)分區邊界設計本文考慮到各部位施工特性,設計考慮安全性,將壓實填筑區邊界向松方填筑區內放坡。坡度取設1:1.5。豎向分區及填筑示意圖,見圖4。圖中:1-①為一般砂礫石回填(相對密度不應小于0.60);1-②粘、粉粒含量應小于6%的砂礫石回填(相對密度不應小于0.60);2-①為建筑垃圾區(不壓實);2-②為一般砂礫石回填(不壓實);2-③一般土墊層(不壓實);2-④耕植土層(不壓實);3為砂礫石回填(壓實系數0.97)
4投資分析
根據生產區兩個方案,進行投資分析,針對耕植土除外的壓實土層和不壓實土層進行比較,材料和運距相同,價格水平相同,不壓實填筑單價18.53,壓實填筑單價25.48。推遲耕種期間,每年進行補償[12],補充費取1040元/(畝),投資分析表見1。經過投資對比分析,不壓實填筑方案相比壓實填筑方案節約2242.4萬元,節省投資24.45%,具有很高的經濟效益。
5結論
本文對于水庫墊高造地工程中提出了合理的平面分區與豎向分區解決方案,增加工程的可實施性;同時,在土方工程量較大時,對于壓實要求較低的生產區墊地,提出了不壓實(自然沉降)的新方法,在本例工程中節省投資24.45%,取得了巨大的經濟效益。
參考文獻:
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[5]GB50286-2013,堤防工程設計規范[S].
[6]TD/T1036-2013,土地復墾質量控制標準[S].
[7]董安建,李現社.水工設計手冊第9卷灌排供水[M].(第2版).北京:中國水利水電出版社2014.
[8]青水建[2009]875號,青海省水利水電建筑工程預算定額[S].
[9]GB50007-2011,建筑地基基礎設計規范[S].
[10]JTGD30-2015,公路路基設計規范[S].
[11]CJJ83-2016,城鄉建設用地豎向規劃規范[S].
[12]國務院令第471號,大中型水利水電工程建設征地補償和移民安置條例[S].
作者:馬超 陳亮 薛霄 單位:中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司