伊朗莫拉薩得拉水電站技術(shù)方案優(yōu)化分析

左秋平

（中國(guó)葛洲壩集團(tuán)國(guó)際工程有限公司，北京 100022）

1 工程概況

莫拉薩德拉水電站位于伊朗法爾斯省的科爾河上，具有防洪、灌溉、供水和發(fā)電等功能，主要建筑物包括：72 m高的堆石壩、開(kāi)敞式溢洪道、直徑4.5 m長(zhǎng)3286 m的引水隧洞和一座2臺(tái)裝機(jī)11萬(wàn)kW的地面廠房，總庫(kù)容4.4億m3。

2 設(shè)計(jì)方案優(yōu)化

2.1 引水隧洞及豎井

洞長(zhǎng)：將原設(shè)計(jì)長(zhǎng)3600 m引水隧洞優(yōu)化成3286 m，減少314 m長(zhǎng)洞開(kāi)挖，節(jié)約工期2個(gè)月。

轉(zhuǎn)角：將原設(shè)計(jì)洞軸線上143°、176°的轉(zhuǎn)角換成半徑分別為400 m、40 m的圓弧連接，保證了水流平順，方便了襯砌混凝土鋼模臺(tái)車行走。

進(jìn)水口選址：向下游移238 m，改善了進(jìn)洞地質(zhì)條件，節(jié)約工期。

出水口選址：向下移70余m，盡可能避開(kāi)不良地質(zhì)段，減少開(kāi)挖、支護(hù)工程量，節(jié)約工期。

支洞：保留2號(hào)支洞，取消1號(hào)支洞，節(jié)省了56 m長(zhǎng)支洞和1.8 km長(zhǎng)筑路工程量，加快了洞挖施工。

調(diào)壓井：井口地形為坡地，考慮地質(zhì)原因，將明挖底部設(shè)計(jì)抬高2 m，方便井挖和液壓滑升模板輔助設(shè)施的安裝，節(jié)省井口支護(hù)工程量，同時(shí)增加2 m深單價(jià)較好的井挖施工，節(jié)約了工期。

2.2 壓力鋼管與電站廠房設(shè)計(jì)優(yōu)化

廠房選址：將招標(biāo)設(shè)計(jì)選定廠址順河流向下移234 m，使其座落在相對(duì)較緩的高邊坡下，地質(zhì)條件亦較為有利，盡管壓力鋼管增加了一定長(zhǎng)度，但有利于土建和壓力鋼管施工。重要的是，與主合同要求相比，降低水輪機(jī)安裝高程，在不改變已訂貨發(fā)電機(jī)組的條件下，增加機(jī)組運(yùn)行水頭4 m，使機(jī)組年發(fā)電量增加11.93GWH（1號(hào)機(jī)）和12.72GWH（2號(hào)機(jī)），為項(xiàng)目向業(yè)主實(shí)施變更索賠取得了籌碼。

廠房裝修：設(shè)計(jì)院裝修方案業(yè)主不接受，但業(yè)主方案和電站廠房單元功能矛盾多，且主要裝飾材料要進(jìn)口，工期會(huì)被拖延。2006年8月,通過(guò)就近調(diào)查并與業(yè)主聘請(qǐng)的專家反復(fù)磋商，大幅修改業(yè)主方案，就地組織裝修材料與人力資源施工，保證了工期、質(zhì)量，降低成本近70萬(wàn)美元。

壓力鋼管：變雙管設(shè)計(jì)為單管設(shè)計(jì)，底部設(shè)岔管,減少高邊坡開(kāi)挖 3000 m3，混凝土 1000 m3，鋼筋20 t，鋼管60 t，方便施工，節(jié)約工期。

高邊坡排水：基于廠房后高邊坡的地下水和地質(zhì)條件，為確保高邊坡的穩(wěn)定，除實(shí)施常規(guī)邊坡支護(hù)及排水孔外，在高邊坡上不同高程布置了三道共24個(gè)深井自動(dòng)排水設(shè)施，降低邊坡地下水位，有利于邊坡穩(wěn)定，業(yè)主作為合同外項(xiàng)目處理支付40萬(wàn)美元。

尾水區(qū)橋梁：合同固定費(fèi)用很低，但實(shí)際造價(jià)將達(dá)55萬(wàn)美元，工程量大，施工資源不足。項(xiàng)目部以兼顧方便地方交通為由，提出將施工期涵管橋改造為永久橋的方案，獲得業(yè)主批準(zhǔn)。實(shí)施總投入13萬(wàn)美元，降低施工成本42萬(wàn)美元，施工質(zhì)量好，獲業(yè)主、地方政府好評(píng)。

3 臨建布置優(yōu)化

施工道路：取消投標(biāo)時(shí)規(guī)劃的從廠房至調(diào)壓井翻山筑10 km長(zhǎng)的施工道路，改為從首部2號(hào)營(yíng)地修筑簡(jiǎn)易施工道路至調(diào)壓井,方便施工管理，節(jié)省了筑路費(fèi)用。

砂石骨料加工系統(tǒng)：將系統(tǒng)布置在業(yè)主指定河段的天然砂石骨料開(kāi)采點(diǎn)的左岸邊（水庫(kù)淹沒(méi)區(qū)，冬雨訊期3個(gè)月不考慮生產(chǎn)），通過(guò)加強(qiáng)日常生產(chǎn)、運(yùn)輸管理確保了庫(kù)區(qū)蓄水前三個(gè)月完成全部加工、運(yùn)輸任務(wù)及設(shè)備拆除轉(zhuǎn)運(yùn)。每年冬汛前，利用毛料歸集備料，疏通河道，筑防沖體，作到4個(gè)冬汛安全度汛。該布置節(jié)省了毛料和棄料的二次轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)（棄料占約30%）。

4 施工方案優(yōu)化

4.1 控制井、調(diào)壓井開(kāi)挖和襯砌方案優(yōu)化

控制井開(kāi)挖直徑6.2 m，井深62 m。調(diào)壓井開(kāi)挖上口井直徑16.5 m，深12 m；下口井直徑11.5 m，深63 m。開(kāi)挖如采用反井鉆機(jī)，購(gòu)或租成本高，工期將滯后，現(xiàn)場(chǎng)采用自有地質(zhì)鉆打?qū)Э?，然后利用?dǎo)孔自下而上打?qū)Ь僮陨隙聰U(kuò)挖到設(shè)計(jì)直徑。

兩個(gè)井的襯砌均采用液壓滑模技術(shù)。施工中，預(yù)先安裝門軌，混凝土襯砌滑模持續(xù)滑升一次到頂成型。自制并安裝井口提升鋼桁架、井內(nèi)上下的鋼平臺(tái)、鋼滑模體及分料輸送系統(tǒng)，保證了施工質(zhì)量安全，降低了施工成本和勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短工期至少6個(gè)月。豎井開(kāi)挖和滑模襯砌的施工方法，吸引了伊朗業(yè)內(nèi)專家的多次參觀和好評(píng)。

4.2 廠房施工方案優(yōu)化

廠房墻體施工：在機(jī)電安裝工期緊張，土建混凝土入倉(cāng)手段不足的情況下，廠房澆筑在優(yōu)化泵送混凝土配合比的同時(shí)，在形象進(jìn)度安排上優(yōu)先形成上下游墻。在整個(gè)廠房工期緊張的情況下，確保了廠房橋機(jī)安裝投產(chǎn)的節(jié)點(diǎn)工期，為發(fā)電機(jī)組如期安裝贏得工期3個(gè)月。

水輪機(jī)蝸殼二期混凝土施工：采取對(duì)稱逐層澆筑方案，增加混凝土流動(dòng)性，確保了蝸殼底部二期混凝土充填密實(shí)和蝸殼定位后的精度。

4.3 臨時(shí)封堵、模板方案優(yōu)化

臨時(shí)封堵：自制臨時(shí)鋼結(jié)構(gòu)可移動(dòng)封堵門，先后用于大壩底部導(dǎo)水箱涵雙孔進(jìn)口（枯水期）和引水發(fā)電隧洞進(jìn)口（汛期），確保了導(dǎo)水箱涵進(jìn)口門軌順利安裝及二期混凝土澆筑，滿足了大壩如期蓄水的進(jìn)度要求和隧洞施工期安全度汛。

隧洞襯砌模板：隧洞下部混凝土澆筑采用自制移動(dòng)式鋼底模，上部采用12 m長(zhǎng)（可拆裝成4，6，8 m長(zhǎng)）自行式鋼模臺(tái)車，自行設(shè)計(jì)、加工。鋼模臺(tái)車底模能很好保證底圓的設(shè)計(jì)輪廓，便于臺(tái)車下部埋件的安裝和反弧面的抹面施工，移動(dòng)方便。鋼底模周轉(zhuǎn)使用超過(guò)42次，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和施工成本；3臺(tái)自行式鋼模臺(tái)車的投入保證質(zhì)量和工期。

壓力鋼管外包混凝土模板：自行設(shè)計(jì)、加工、使用6 m長(zhǎng)懸吊式鋼模臺(tái)車，用于廠房后邊坡壓力鋼管外包混凝土施工，能適應(yīng)40°以內(nèi)坡面，人工牽引行走，易安裝、固定、拆卸，周轉(zhuǎn)次數(shù)超過(guò)30次，大幅度降低了高邊坡作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度和施工成本，有利于施工質(zhì)量、進(jìn)度。

異形模板：對(duì)隧洞進(jìn)水口、控制井下部、調(diào)壓井下部等部位的漸變段模板和廠房的異形模板設(shè)計(jì)集思廣益，統(tǒng)籌考慮，自制各種異形模板，并盡可能使其加工件能通用或再利用。

4.4 壓力鋼管制作及安裝方案優(yōu)化

制作：自制自動(dòng)切割機(jī)方便將1200 t板材的下料，提高壓力鋼管制作效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了下料精度。配套投入保溫設(shè)施，使壓力鋼管制作在冬季能夠正常生產(chǎn)，保證了制作質(zhì)量，改變了制作滯后的局面，滿足了安裝進(jìn)度。

安裝：采用卷?yè)P(yáng)機(jī)配坡面導(dǎo)軌安裝,將每段鋼管用吊車卸裝在斜坡軌道上，用卷?yè)P(yáng)機(jī)將其沿軌道下放至安裝部位，方便施工，節(jié)省投入。

5 結(jié)語(yǔ)

伊朗莫拉薩德拉水電站施工中，通過(guò)優(yōu)化技術(shù)方案，降低了施工成本，節(jié)約了工期。作為項(xiàng)目的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，應(yīng)該根據(jù)項(xiàng)目的最新進(jìn)展及外界條件變化，經(jīng)常梳理整個(gè)后期的施工方案，從而及時(shí)正確決策最優(yōu)方案。