西藏加查水電站施工總布置方案研究

雷萬君，王 飛

(中國(guó)水電顧問集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，四川 成都 610072)

1 工程概況

1.1 樞紐建筑物布置

加查水電站位于西藏自治區(qū)加查縣境內(nèi)的雅魯藏布江干流上，距加查縣城上游約5km。正常蓄水位為3 246m，死水位3 242m，正常蓄水位以下庫容為0.266億m3，具有日調(diào)節(jié)性能，裝機(jī)容量360MW，年發(fā)電量為16.73億kW·h，加查水電站的主要開發(fā)任務(wù)為發(fā)電。

加查水電站攔河壩主要由左岸接頭土石壩、左岸擋水壩、安裝間壩段、廠房壩段、右沖沙底孔壩段、溢流壩段、右岸擋水壩段組成。各擋水建筑物壩頂高程3 249.00m，壩頂總長(zhǎng)度581.85m。

泄洪建筑物主要包括5個(gè)溢流表孔和2個(gè)沖砂底孔。5個(gè)溢流表孔分別布置在11～15號(hào)溢流壩段，表孔孔口尺寸16m×21m(寬×高)，溢流表孔為開敞式，堰頂高程為3 225.00m。

左沖砂底孔進(jìn)口布置在廠房6號(hào)壩段，底板高程3 200.00m，底孔進(jìn)口斷面為5m×6m(寬×高)，出口斷面為4m×4m；右沖砂底孔布置在10號(hào)壩段，底板高程3 200.00m，底孔進(jìn)出口斷面相同，為5m×6m(寬×高)。

主廠房包括主機(jī)間及安裝間。主機(jī)間縱軸線同壩軸線平行，廠房縱軸線距壩軸線間距62.40m。廠內(nèi)安裝三臺(tái)軸流式水輪發(fā)電機(jī)組，單機(jī)容量12萬kW，總裝機(jī)36萬kW，機(jī)組安裝高程3 192.24m。

加查水電站樞紐建筑物三維效果見圖1。

圖1 加查水電站樞紐建筑物三維效果示意

主體工程主要工程量見表1。

1.2 地形地質(zhì)條件

壩址區(qū)所在河段兩岸山體雄厚，河谷深切但開闊，為“U”型寬谷，現(xiàn)代河床偏右岸，較順直，江水流向N60°E?？菟谒患s3 203m，水面寬約60～120m。兩岸階地發(fā)育，左岸沿江Ⅱ級(jí)階地開闊平坦，順河長(zhǎng)度大于1.5km，橫河寬約280～300m，前緣高程3 255～3 256m，拔河約50～52m；其后部發(fā)育Ⅲ級(jí)寬緩階地，坡度10°～15°。右岸Ⅱ級(jí)階地較平坦開闊，橫河寬約100～150m，前緣高程3 255～3 256m，拔河約50～52m；前緣江邊下部為基巖陡坎，基巖面拔河高約8～12m；后緣為基巖斜坡，坡度35°～40°。

表1 主體工程主要工程量匯總

壩址區(qū)發(fā)育的沖溝主要為2號(hào)小沖溝、1號(hào)小沖溝、3號(hào)小沖溝，均位于右岸。在左岸Ⅱ級(jí)階地前緣覆蓋層下分布一古河槽，槽谷形態(tài)寬緩不明顯，寬約450m，中心線距主河道約250m，較兩側(cè)基巖面低約10～30m；往下游深槽形態(tài)明顯，深約30～50m，寬約300m。左岸臺(tái)地覆蓋層厚度一般為50～60m，深槽部位覆蓋層較深，為85～89m，右岸臺(tái)地覆蓋層厚度較淺，一般為40 ～50m。

1.3 與外圍項(xiàng)目的關(guān)系

1.3.1 與上游藏木電站的關(guān)系

藏木水電站與加查水電站同屬一個(gè)項(xiàng)目業(yè)主，兩項(xiàng)目壩軸線相距僅6km。

加查水電站壩址左岸上游約2km布置有藏木水電站業(yè)主及承包商營(yíng)地、綜合倉庫。右岸上游約5km布置有藏木水電站砂石加工系統(tǒng)。

藏木水電站為在建項(xiàng)目。根據(jù)藏木水電站建設(shè)進(jìn)度計(jì)劃，并考慮加查水電站可能的建設(shè)計(jì)劃，預(yù)計(jì)最早加查水電站籌建準(zhǔn)備工程開工時(shí)，藏木水電站將進(jìn)入工程完建期。

1.3.2 與下游“拉～林鐵路”的關(guān)系

拉薩至林芝鐵路是青藏鐵路延伸線，也是川藏鐵路的重要組成部分，拉林鐵路預(yù)計(jì)在2013年6月前動(dòng)工開建。其中，拉～林鐵路加查段通過高架跨河橋從加查電站壩址下游約500m通過。對(duì)電站下游工作面施工及后期永久運(yùn)行存在一定的干擾。

2 施工總布置方案擬定及比選

2.1 可利用的上游藏木電站施工設(shè)施分析

由于兩工程規(guī)模相當(dāng)，距離較近，本著節(jié)約工程占地原則，且同屬一個(gè)項(xiàng)目業(yè)主，加查水電站施工總布置考慮將對(duì)利用藏木水電站業(yè)主和承包商營(yíng)地、綜合倉庫、砂石加工系統(tǒng)等設(shè)施開展可行性分析。

根據(jù)施工總進(jìn)度安排，本工程施工期高峰年平均人數(shù)約為3 700人，需新建生活福利設(shè)施建筑面積37 000m2。首先在施工進(jìn)度上滿足利用藏木已建營(yíng)地的要求；其次，藏木水電站施工期多年平均勞動(dòng)力人數(shù)約為3 600人，已建承包商營(yíng)地建筑面積52 800m2；業(yè)主營(yíng)地建筑面積17 010m2。因此，加查水電站承包商及業(yè)主營(yíng)地可以利用藏木電站已建營(yíng)地。

另外，緊鄰藏木營(yíng)地的藏木電站綜合倉庫在時(shí)間以及規(guī)模上也可滿足加查電站施工要求，一并考慮利用。

藏木砂石加工系統(tǒng)的利用分析見施工場(chǎng)地方案比較章節(jié)。

2.2 場(chǎng)內(nèi)交通、跨河橋方案擬定

考慮到與下游拉林鐵路的相互關(guān)系，可能存在的干擾，在設(shè)計(jì)初期擬定了上游橋和下游橋兩個(gè)方案。

2.2.1 下游施工橋方案

臨時(shí)跨河橋布置在壩址下游，考慮到樞紐布置、拉林鐵路及右岸施工場(chǎng)地布置情況，該施工橋位于拉林鐵路下游。左岸布置的1號(hào)公路、7號(hào)公路以及右岸布置的2號(hào)公路、4號(hào)公路需穿過拉林鐵路。道路的路基寬度為10.5m，拉林鐵路跨河橋橋墩凈間距為35m，因此，在兩個(gè)項(xiàng)目不同時(shí)施工的前提下，可以避開相互影響。布置見圖2。

圖2 下游施工橋布置示意

2.2.2 上游施工橋方案

對(duì)于下游施工橋方案，考慮到兩個(gè)項(xiàng)目可能同時(shí)施工的因素，以及加查電站公路開挖邊坡對(duì)拉林鐵路橋的影響，擬定了上游施工橋方案(布置見圖3)。上游施工橋方案的優(yōu)點(diǎn)是可以避開本工程與拉林鐵路的干擾；缺點(diǎn)是需要加大左岸1號(hào)公路、右岸2號(hào)公路的縱坡，兩條道路的最大縱坡達(dá)到12%，長(zhǎng)度約150m。

2.2.3 方案選定

上游施工橋方案比下游施工橋方案場(chǎng)內(nèi)公路減少約1.5km，并且充分考慮了與拉林鐵路可能存在的干擾，有利于電站封閉管理，減少了場(chǎng)內(nèi)道路占地及投資。因此，本工程推薦上游施工橋布置方案。

2.3 主要施工設(shè)施布置方案擬定

根據(jù)施工總布置條件、料源選擇規(guī)劃、施工總進(jìn)度安排，結(jié)合施工分標(biāo)初步規(guī)劃，考慮藏木水電站的建設(shè)進(jìn)度等因素，對(duì)開挖可用料的堆存規(guī)劃、砂石加工和混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)的布置規(guī)劃擬定了以下4個(gè)方案。

(1)方案1。在不考慮藏木水電站建設(shè)等外因條件下，在壩址左岸上游集中設(shè)置砂石骨料加工系統(tǒng)和混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)，承擔(dān)整個(gè)工程的砂石骨料和混凝土生產(chǎn)。

圖3 上游施工橋布置示意

(2)方案2。本方案與方案1類似，也不考慮藏木水電站建設(shè)等外因條件，由于右岸導(dǎo)流明渠混凝土工程量較大(約30萬m3)，施工時(shí)段跨越了冬季和夏季，從減小導(dǎo)流明渠混凝土運(yùn)輸距離、有利于混凝土溫度控制以及有利于工程籌建項(xiàng)目實(shí)施、有利于工程分標(biāo)等因素，本方案除保留方案1在左岸上游布置的砂石骨料加工和混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)外，在右岸下游增設(shè)一套規(guī)模相對(duì)較小的砂石骨料加工系統(tǒng)和混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)，系統(tǒng)規(guī)模按滿足導(dǎo)流明渠混凝土工程施工強(qiáng)度要求設(shè)置。為避免導(dǎo)流明渠部分開挖可用渣料左、右岸往返運(yùn)輸，在右岸下游相應(yīng)增設(shè)回采渣場(chǎng)。

(3)方案3。本方案與方案1類似，也不考慮藏木水電站建設(shè)等外因條件，全工程集中設(shè)置一個(gè)砂石加工系統(tǒng)，設(shè)置方案與方案1相同，混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)分左、右岸設(shè)置，同方案2。

(4)方案4。根據(jù)藏木水電站建設(shè)進(jìn)度計(jì)劃，并結(jié)合加查水電站可能的籌建進(jìn)度計(jì)劃安排，預(yù)計(jì)加查水電站導(dǎo)流明渠工程施工與藏木水電站建設(shè)高峰期不重疊，且兩項(xiàng)目混凝土骨料料源特性基本相同，因此本方案按照利用藏木水電站砂石骨料加工系統(tǒng)擬定。該方案成品骨料運(yùn)距增加5km。

加查水電站混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)置同方案3，即左、右岸分別設(shè)置混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)。

2.4 施工布置方案比選

2.4.1 技術(shù)比較

從有利于導(dǎo)流明渠混凝土溫度控制方面分析，方案2、3、4相同，方案1較差；從施工占地和征地方面分析，方案2較差，其它方案差別不大；從物料運(yùn)輸方面分析，方案2最優(yōu)，方案3次之，方案1相對(duì)較差，方案4最差；從有利于工程分標(biāo)方面分析，方案2、3、4基本相當(dāng)，方案1較差。

參與比較的4個(gè)方案，技術(shù)上均是可行的，沒有明顯的制約因素，且方案間各有優(yōu)缺點(diǎn)，需結(jié)合經(jīng)濟(jì)分析綜合選定。

2.4.2 經(jīng)濟(jì)比較

從渣料運(yùn)輸、毛料運(yùn)輸、成品骨料運(yùn)輸、混凝土運(yùn)輸、砂石、混凝土系統(tǒng)建廠及土地使用費(fèi)等方面對(duì)4個(gè)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)綜合分析，各方案的總費(fèi)用為：方案1為31 124萬元、方案2為31 291萬元、方案3為33 473萬元、方案4為42 648萬元。

從比較結(jié)果可以看出，方案1最經(jīng)濟(jì)，方案2與方案1相當(dāng)，方案4最不經(jīng)濟(jì)，方案3介于方案1和方案4之間。

2.4.3 比選結(jié)論

綜合技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，方案4已無優(yōu)勢(shì)，可以舍棄。

與方案1相比，方案3費(fèi)用增加約2 300萬元，但是在導(dǎo)流明渠混凝土溫度控制、工程分標(biāo)等方面，具有較大優(yōu)勢(shì)。

方案3、方案2都有利于導(dǎo)流明渠混凝土溫度控制、有利于工程分標(biāo)。但是，與方案2相比，方案

3節(jié)約占地約9.47hm2。

考慮到本工程地處高原少數(shù)民族地區(qū)，耕地資源極其有限，為了減少對(duì)當(dāng)?shù)厝罕娚a(chǎn)、生活的不利影響，減少征地，同時(shí)考慮到工程分標(biāo)等因素，本階段推薦方案3，即樞紐建筑物開挖有用渣料運(yùn)至左岸2號(hào)渣場(chǎng)堆存，在左岸上游建沙石骨料加工系統(tǒng)，左、右岸分設(shè)混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)。

3 施工總布置推薦方案

根據(jù)本工程樞紐布置特點(diǎn)、施工場(chǎng)地條件、施工總布置及場(chǎng)地規(guī)劃情況，施工場(chǎng)地布置劃分為以下2個(gè)區(qū)。

(1)左岸工區(qū)。沙石加工系統(tǒng)：布置在壩址上游左岸臺(tái)地上，距壩址約0.5km。

上游混凝土拌和系統(tǒng)：布置在壩址上游左岸臺(tái)地上，距壩址約0.2km。

1號(hào)供水站：布置在壩肩左岸S306省道附近。

變電站：布置在左岸混凝土系統(tǒng)附近。

大壩后冷系統(tǒng)：布置在左岸壩肩附近。

1號(hào)渣場(chǎng)布置于壩址上游左岸約1.0km處河灘地上，2號(hào)渣場(chǎng)位于壩址左岸上游約0.5km的S306省道靠山側(cè)坡地上。

1號(hào)供風(fēng)站、機(jī)電設(shè)備庫、鋼管及機(jī)電拼裝場(chǎng)、鋼筋木材加工廠、機(jī)械修配廠、汽車保養(yǎng)站、油庫等設(shè)施分布在S306與1號(hào)公路之間的緩坡地上。

(2)右岸工區(qū)。該工區(qū)主要布置了施工機(jī)械停放場(chǎng)、下游混凝土系統(tǒng)、2號(hào)供風(fēng)站、2號(hào)供水站等設(shè)施。

4 結(jié) 論

根據(jù)加查水電站的工程特點(diǎn)，在施工總布置設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了如征地問題、與上下游電站的關(guān)系、與地方其他設(shè)施建設(shè)等的關(guān)系，對(duì)施工總布置方案從綜合技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面進(jìn)行了分析、研究，提出了可行性方案。對(duì)其他類似工程施工總布置方案設(shè)計(jì)提供了參考。

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