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水库弃渣场堆筑量计算及方案比选

更新时间:2009-03-28

弃渣堆筑量计算是水利工程施工组织及水土保持设计中的重要环节,弃渣量的计算成果直接关系到弃渣场设计及施工方案选优。弃渣堆筑量是指自然条件下的地形与由设计基准面形成的设计地形之间的体积变化。因此弃渣量的计算也可以看做为土方量的计算。目前主要采用三角网法、方格网、断面法、等高线法四种方法计算土方量。由于南方CASS软件提供的土方量计算方法多样,操作简便。因此此次将基于南方CASS软件结合工程案例,选取合适的土方量的计算方法开展堆筑量计算及方案比选。

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1.计算方法

目前南方CASS软件主要提供了DTM法、方格网法、断面法、等高线法4种方法。

1.1 DTM法

DTM法是分别将现状地形测点、设计基准点插(差)值成为三角网,描绘现状地形和设计地形。然后通过计算现状三角网和设计三角网组成的三棱柱体积来计算填挖土方量。DTM对地形起伏较大的地区描绘精确,但是其对于基础数据的精度要求较高,需要大量分布均匀的散点数据构建三角网。

1.2 方格网法

方格网法是采用高程点插(差)值形成规定大小的方格网来描述地形,然后通过计算现状地形和设计地形形成的正四棱柱体积来计算填挖土方量。

1.3 断面法

等高线法是根据相邻等高线所围成的棱台,通过计算棱台体积得到两根闭合等高线间的土方量。该方法主要应用于在地形起伏较大的山区。

据了解,青岛市土壤盐渍化、土壤板结等现象比较严重。对此,青岛市即墨区农业局副局长梅义兵表示,土壤改良迫在眉睫。亲土1号顺应了农业发展需要,将给农民带来福音。

1.4 等高线法

断面法是通过将相邻断面面积与断面间距相乘得到的棱柱体体积来计算场地的土方量,该方法在带状地形区域的土方量计算方面应用较广。

采用D8法计算项目区的坡度值。项目区的坡度分为 4级,0~10°,10~20°,20~30°,大于 30°。由坡度分布成果可以看出,现状弃渣场的西部地形呈沟状,坡度较陡,地形坡度为20~30°,局部地区坡度达到30°。中东部地区的地形坡度在10~20°,部分地区地形坡度小于10°,地形较平缓。

2.工程实例

2.1 项目区概况

一是分区平坡堆筑方案。根据地形坡度将弃渣场共分为6个弃土区,分区1的设计基准面按照3051m控制;分区2的设计基准面按照3061m控制;分区3的设计基准面按照3072m控制,分区4的设计基准面按照3082m控制;分区5的设计基准面按照3089m控制;分区6的设计基准面按照3097m控制;各分区之间采用挡墙进行分隔,土方平均堆高为9m。

所谓内部控制,是指一个单位为实现业务目标,保护资产的安全和完整,确保会计信息正确可靠,确保实施的自我调整、约束、规划和评估。商业政策可以确保商业活动有序开展。主要包括控制环境、会计制度及控制程序3个方面。会计制度占据内部控制制度的核心地位,其实施内容在企业发展中起着关键作用。

2.2 堆筑方案设计

此次弃渣有两个难点,首先,弃渣场东西地区高差过大,根据1:2000地形图,场区最大高差达到53m。其次,弃渣区域地形坡度变化大,其上部总体地势较平坦,下部为山区沟道,周围有山脊线控制,渣场北部靠近高速公路,且高速公路路面最大高程为3090m。因此采用单一的平坡堆筑、斜坡堆筑方案容易出现渣体漫过公路或挡墙修筑过高的问题。

在式(1)和式(2)中,k值为0.8,α角度为40°,D值为0.12km,风浪爬高按坝前多年平均风速V=1.4m/s。

结合现状地形条件,初步拟定以下3个堆筑方案。

云南某水库项目,选定某处山区作为小型水库枢纽工程的弃渣堆放场地,预计枢纽工程弃渣总量为8万m3。该弃渣场与省级公路相接,交通便利。弃渣场区占地面积为2.27万m2,东西长约330m,南北长95m。地势总体呈现为东高西低,其中最高高程为3097m,最低高程为3044m。此次采用等高距为1m的1:2000等高线地形图,开展弃渣场的堆筑量计算。

其实正派、魔教,并无高低贵贱之分,只是人们往往囿于成见,被思想上的枷锁蒙蔽了双眼,看不见退一步以后的海阔天空。

二是平坡、斜坡组合堆筑方案。在弃渣场下游拟修建拦渣坝,以3051m作为设计基准面,采用平坡堆筑,以充分利用沟道弃渣。3051m至3097m基准面之间地形变化不大,因此采用斜坡堆筑,坡比为0.18。

三是缓坡堆筑方案。以弃渣场高程3097m和3043m等高线线作为分界线,以两侧山脊线作为控制边线,采用缓坡弃渣,坡比约为0.15。

2.3 计算方法选取

通过对上述4种土方量计算方法进行了对比。三角网法能够较为真实反映起伏比较大的项目区地形,但是对高程数据要求高;方格网法的计算速度快、计算成果的可视化程度高,但对于地形起伏大的山区,计算精度较低。根据项目区的地形坡度情况及设计方案,此次主要采用DTM法来计算各设计方案的土方堆筑量。

2.4 填挖方计算

此次采用项目区1:2000地形图作为DTM的数据源,采用南方CASS软件,通过创建DTM模型、确定弃土分界线及设计高程,分别计算“分区平坡堆筑方案”、“平坡、斜坡组合堆筑方案”、“缓坡堆筑方案”。经过计算,方案1分区平坡堆筑方案的可堆筑量为6.48万m3,方案2平坡、斜坡组合堆筑方案可堆筑量为8.10万m3,方案3缓坡堆筑方案可堆筑量为9.17万m3

3.结论

从土方计算成果来看,方案1的土方弃渣量最少,而且修建的挡墙较多,较不经济。方案2、3的计算成果均能满足水库预计弃渣8万m3的要求,其中方案3缓坡堆筑方案可弃渣量最多,而且方案3能够较好利用项目区地形,既能充分利用好西侧沟道区域,又能以两侧山脊线作为控制,使得弃渣量大而且修建的挡墙较少,因此将方案3缓坡堆筑方案作为此次推荐方案。□

 
李磊
《河北水利》 2018年第03期
《河北水利》2018年第03期文献

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