總承包模式下漁梁水庫工程設(shè)計(jì)及優(yōu)化思路

劉冬霞

(貴州省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，貴陽550002)

總承包模式下漁梁水庫工程設(shè)計(jì)及優(yōu)化思路

劉冬霞

(貴州省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，貴陽550002)

結(jié)合總承包模式的特點(diǎn)，進(jìn)一步研究工程的特點(diǎn)來進(jìn)行工程布置及建筑物設(shè)計(jì)工作，并同時(shí)結(jié)合前期工作結(jié)果找出適合總承包模式下的設(shè)計(jì)優(yōu)化思路，以便于工程在設(shè)計(jì)工程中和實(shí)施工程中的優(yōu)化找準(zhǔn)方向。

總承包模式;工程設(shè)計(jì);優(yōu)化思路

1 簡介

本項(xiàng)目以設(shè)計(jì)采購施工總承包(EPC)的項(xiàng)目管理模式建設(shè)，是我省項(xiàng)目承發(fā)包模式與國際通行模式的進(jìn)一步接近，也是我省項(xiàng)目承發(fā)包模式的一個(gè)突破性進(jìn)步。

為了充分發(fā)揮EPC項(xiàng)目管理模式的優(yōu)點(diǎn)，力求做到方案優(yōu)化、技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟(jì)合理，用盡量節(jié)約的物耗能耗創(chuàng)造滿足要求的社會(huì)財(cái)富，同時(shí)明確總承包項(xiàng)目設(shè)計(jì)內(nèi)容及優(yōu)化思路［1］。

2 工程概況

主要包括3個(gè)方面的內(nèi)容:

2.1 工程地理位置

本水庫是以灌溉、縣城供水為主，兼有農(nóng)村人畜飲水的綜合利用工程，主要是解決5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的農(nóng)田灌溉及江口縣城的供水問題，以及農(nóng)村人畜飲水問題。

工程壩址位于縣城西面的錦江閔孝河段一級支流英溪河下游河段上，壩址距縣城12 km，距閔孝鎮(zhèn)5 km，305省道從壩址下游約1 km處通過，另有鄉(xiāng)村公路通往壩址及庫區(qū)，交通較為便利［2］。

2.2 工程等別及建筑物級別

2.2.1 工程等別及建筑物級別

本工程由首部樞紐、灌區(qū)工程和縣城供水工程3部分組成，水庫總庫容1 500萬m3，壩型為拱壩，最大壩高50 m，屬中壩;灌區(qū)總面積2 893 hm2，縣城供水人口8.38萬人，鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村人畜飲水供水23 720人，總干渠渠首設(shè)計(jì)引用流量3.52 m3/s;縣城日平均供水15 571 m3/d，最大日供水量20 242 m3/d。灌區(qū)工程還包括兩座泵站，其中舒家龍泵站裝機(jī)容量4×1 250 kW+3×900 kW，何家壩泵站裝機(jī)容量 3×1 000 kW。

可研報(bào)告審查意見中，同意本工程水庫規(guī)模中型、工程等級為Ⅲ等，其樞紐主要建筑物如大壩、溢流表孔、放空底孔、放水管為3級，灌區(qū)建筑物泵站為3級，渠道及渠系建筑物、供水管道及其它建筑物為5級，臨時(shí)建筑物如導(dǎo)流建筑物為5級。

初步設(shè)計(jì)階段按照審查意見及規(guī)程規(guī)范對工程等別及建筑物級別復(fù)核如下:

根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252—2000)、《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50288—99)及《泵站設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50265—2010)的規(guī)定，本工程為III等中型工程，樞紐主要建筑物大壩、溢流表孔、放空底孔為3級建筑物;灌區(qū)及供水工程為小(1)型，灌區(qū)泵站為3級建筑物，渠道及渠系建筑物、水池、縣城供水管道為5級建筑物，臨時(shí)工程為5級建筑物［3］。

2.2.2 洪水標(biāo)準(zhǔn)

本工程地處山區(qū)，根據(jù)工程等級、規(guī)模及擬定的各建筑物級別，從而確定相應(yīng)的洪水標(biāo)準(zhǔn)如下:

2.2.2.1 首部樞紐建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)

拱壩及溢流道、放空底孔洪水標(biāo)準(zhǔn)按50 a一遇(P=2%)洪水設(shè)計(jì)，500 a一遇(P=0.2%)洪水校核;消能防沖建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)按30 a一遇洪水設(shè)計(jì)［4］。

2.2.2.2 灌區(qū)及供水區(qū)建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)

灌區(qū)泵站建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)按30 a一遇(P=3.33%)洪水設(shè)計(jì)，100 a一遇(P=1%)洪水校核;

縣城供水管道、渠道、渠系建筑物按10 a一遇(P=10%)洪水設(shè)計(jì)，涵洞洪水標(biāo)準(zhǔn)按10 a一遇(P=10%)洪水設(shè)計(jì)。

2.3 工程布置及建筑物

2.3.1 首部樞紐工程布置

水庫位于英溪河與閔孝河匯口上游約2.1 km，距江口縣城約15 km，江口縣城與水庫之間分布有大量的農(nóng)田、村寨、公路干線等，為保證緊急情況下能快速放空水庫，水庫設(shè)置放空底孔［5］。

根據(jù)選定的壩線及壩型，其首部樞紐布置為:拱壩+壩頂溢流表孔+右岸重力墩+放空底孔+取水口及放水管+環(huán)境放水管。

大壩壩型為C15混凝土雙曲拱壩，建基面高程404 m，最大壩高50 m，兩岸壩肩段置于弱風(fēng)化下至中上部，壩頂寬4 m，壩底最大寬度12 m，大壩厚高比0.24。壩頂高程為454 m，壩頂長113.354 m，溢流表孔處設(shè)交通橋，交通橋?qū)挒?.0 m，為保證人行安全，壩頂上下游面均設(shè)欄桿。上壩公路布置于右岸，從下游面由交通洞穿過孤峰通往左壩端。

重力墩布置在右壩端，底板高程430 m，頂面高程454.0 m，總高24 m，順?biāo)鞣较蝽敳繉?5 m，底部寬25 m，沿壩軸線方向長33 m，墩體材料為C15混凝土［6］。

溢洪表孔布置在河床段頂中部，溢流凈寬48 m，堰頂高程449 m，堰頂不設(shè)閘門控制，溢流堰為WES型實(shí)用堰;為方便運(yùn)行管理，溢流堰頂布置交通橋，橋面寬4 m，3個(gè)橋墩坐落在溢流堰斜坡至溢流堰反弧段位置，橋墩厚1 m，寬6 m，高11 m。

放空底孔靠溢流壩右側(cè)布置，軸線方向與拱中心線成23°角，進(jìn)口底板高程424.17 m，孔身斷面尺寸2.0 m×2.5 m，設(shè)事故檢修平板鋼閘門一扇。根據(jù)壓坡設(shè)計(jì)要求，出口斷面尺寸縮小為2.0 m×2.0 m，設(shè)弧形工作鋼閘門一扇，在433.67 m高程設(shè)置啟閉機(jī)室，布置一臺啟閉機(jī)。底孔全長35 m，出口采用挑流消能［7］。

取水口及放水管位于右壩段，樁號0+020.366，采用塔式取水，采用塔式取水，取水口底板高程433.0 m。沿水流方向依次設(shè)固定式攔污柵、檢修閘門。喇叭口后為閘門井，高21 m，事故閘門后設(shè)通氣兼進(jìn)人孔，閘門井后設(shè)漸變段，長3 m，圓孔后接放水管。

放水管沿河岸通過懸崖段，經(jīng)Φ1.6 m錐形閥后進(jìn)入消力池。放水管總長222.5 m，明管布置，光面管。錐形閥布置閘室內(nèi)。

在放水管末端地形平緩的位置布置消力池，使水流平穩(wěn)進(jìn)入總干渠，放水管1～2#鎮(zhèn)墩之間地形稍緩的位置設(shè) Φ300環(huán)境水管，兼作放水管的放空設(shè)施［8］。

2.3.2 灌區(qū)工程布置

2.3.2.1 灌區(qū)分布

根據(jù)灌區(qū)地形、地質(zhì)條件，結(jié)合灌區(qū)耕地、水源等特點(diǎn)，將灌區(qū)分成3個(gè)大片區(qū):

1)第一片區(qū)為總干渠片區(qū)，包括本下游至塘坎寨洞灣一帶，本片區(qū)大部分灌面已由銅東灌區(qū)英溪引水工程解決，渠系配套工程已于2009年完成，水源來自英溪河，保證灌溉面積260 hm2，修建本將截?cái)嗥渌础Ｒ虼?，本將還原其灌溉流量，并覆蓋本總干渠與英溪引水渠兩個(gè)高程之間的農(nóng)田40 hm2，本將為此300 hm2農(nóng)田提供灌溉水源，為自流灌溉。

2)第二片區(qū)為塘花干渠片區(qū)，包括龍回至壩盤之間的錦江兩岸廣大農(nóng)田，由塘花干渠解決，灌面共計(jì)884 hm2，其中改善灌溉面積20 hm2，為自流灌溉。

3)第三片區(qū)為凱德干渠片區(qū)，包括黑巖、雙岑、洪坪、何壩、凱里、革張壩等江岑公路沿線的高山缺水地區(qū)，灌面共計(jì)1 750 hm2，其中改善灌面60 hm2，為提水灌溉。

2.3.2.2 渠系布置

為覆蓋上述灌區(qū)范圍，經(jīng)布置:

1)第一片區(qū)有總干渠和英溪支渠，總干渠自水庫引水沿英溪河右岸至1+664處跨過英溪河經(jīng)水銀溝、周家屯、水泥廠至塘坎寨，長15.903 km;英溪支渠為已建渠道，沿英溪河左岸至魚糧溪村，再經(jīng)水銀溝、周家屯、水泥廠、塘坎寨、五里橋直至洞灣，長約15 km，分布高程比總干渠低10余m。

2)第二片區(qū)有塘花干渠、塘花干管和壩盤支管，塘花干渠從塘坎寨經(jīng)滑石板、龍回，在廟灣跨過閔孝河，沿閔孝河右岸布置壩干管順河而下直至壩盤電站壩址位置，長13.665 km，其中塘花干渠長4.125 km，塘花干管長9.45 km;壩盤支管從壩盤電站壩址沿閔孝河右岸順河而下至壩盤椅子灣水庫，長9.45 km。

3)第三片區(qū)有凱德干渠、舒家龍泵站、洪坪支管(長4.549km)、岑洞坪支管(長 2.21km)、何壩支渠(渠道長2.05 km，管道長10.4 km)、何家壩泵站及渠系建筑物。

凱德干渠在水泥廠處從總干渠分水跨過閔孝河，經(jīng)凱德、蛇灣寨至舒家龍泵站，渠線4.7 km;舒家龍泵站從舒家龍蓄水池提水至569 m高位水池和天堂650 m高位水池;洪坪支管從569 m高位水池引水經(jīng)大灣、圍子邊、張海溪至小土坪高位水池，管線總長4.549 km;岑洞坪支管在大灣從洪坪支管分水，通過壓力管線經(jīng)陶嶺、下寨、上寨至譚井高位水池，管線總長2.21 km;何家壩支渠從天堂650 m高位水池引水，以明渠型式通過天堂，再采用壓力管線經(jīng)格洋溪、三道河、店上、沙壩直至何家壩，引水線路總長12.45 km;何家壩泵站從何家壩蓄水池提水至雷打坪840 m高位水池。

2.3.3 供水工程布置

本工程城鎮(zhèn)供水對象為江口縣城，規(guī)劃的新水廠位于江口縣城西側(cè)城郊的沙子坳，原始地面高程410～440 m。本項(xiàng)目負(fù)責(zé)將水采用自流方式引至沙子坳。

充分利用灌溉總干渠，從水庫至塘坎寨一段，利用灌溉總干渠引水，即是將縣城供水所需的0.3 m3/s流量疊加到總干渠，再從塘坎寨修建供水管道平行公路布置，經(jīng)過五里橋、基北自流至沙子坳水廠位置。

縣城供水的引水線路總長18.603 km，其中總干渠長15.903 km，供水管道長2.7 km，引水渠道兩側(cè)設(shè)置柵欄，以保證渠道水質(zhì)不受污染，供水管道采用埋管型式布置，以適應(yīng)城郊地帶的運(yùn)行和管理。

鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水及農(nóng)村人畜飲水涉及到閔孝鎮(zhèn)、雙江鎮(zhèn)、民和鄉(xiāng)等3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，供水范圍較為分散，本工程只為各受水點(diǎn)提供水源，供水管網(wǎng)、供水設(shè)施等根據(jù)國家政策另行解決。初步設(shè)計(jì)作了如下規(guī)劃:

1)閔孝鎮(zhèn)供水:受水點(diǎn)位于水庫附近，且水庫水位能滿足供水自流要求，由閔孝鎮(zhèn)從水庫自行引水或從總干渠上自行引水。

2)雙江鎮(zhèn)總干渠沿線村寨的農(nóng)村人畜飲水由各村組自行在總干渠引水或總干渠末端的水池引水。

3)雙江鎮(zhèn)天堂片區(qū)的農(nóng)村人畜飲水由各村組自行在天堂坪高位水池引水。

4)洪坪片區(qū)的農(nóng)村人畜飲水由各村組自行在洪坪支管沿線或小土坪高位水池引水。

5)岑洞坪片區(qū)的農(nóng)村人畜飲水由各村組自行在譚井高位水池引水。

6)何家壩片區(qū)的農(nóng)村人畜飲水由各村組自行在何家壩水池引水。

7)凱里片區(qū)的農(nóng)村人畜飲水由各村組自行在雷打坪高位水池引水。

3 優(yōu)化效果說明

設(shè)計(jì)優(yōu)化主要采用新工藝、新思路、新材料，結(jié)合工程現(xiàn)場精打細(xì)算，以期以最節(jié)約的方式做出符合規(guī)范要求的工程產(chǎn)品，節(jié)約社會(huì)資源、創(chuàng)造社會(huì)財(cái)富。其優(yōu)效果主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:

1)節(jié)約工程投資、簡化工程施工，使項(xiàng)目總承包者獲得直接的經(jīng)濟(jì)效益。由于初步設(shè)計(jì)階段已經(jīng)按盡量節(jié)約工程投資的思路設(shè)計(jì)，本階段雖然有一定的優(yōu)化余地，但在沒有做具體工作之前，并不能得出一個(gè)具體的效益數(shù)據(jù)。

2)通過新工藝、新思路、新材料的應(yīng)用，積累工程經(jīng)驗(yàn)，為今后的市場競爭創(chuàng)造良好的業(yè)績，以達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的效果。

［1］張志紅，王國安，李榮容.水庫工程設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)體系構(gòu)建初探［J］.人民黃河，2011，33(07):14-16.

［2］敖立飛.基于某實(shí)例水庫工程設(shè)計(jì)洪水的分析［J］.黑龍江水利科技，2013，41(10):170-172.

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［6］孫承熙.大綏芬河水庫工程設(shè)計(jì)與施工中若干問題［J］.東北水利水電，1988(11):4-8.

［7］景來紅，楊順群.寶泉抽水蓄能電站上水庫工程設(shè)計(jì)［J］.人民黃河，2002(06):25-26，47.

［8］宋文彬.鬧龍和水庫工程設(shè)計(jì)回顧［J］.黑龍江水利科技，2004，32(02):90-91.

TV877

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1007-7596(2014)05-0208-03

2013-12-12

劉冬霞(1981-)，女，山東臨朐人，工程師，從事水工建筑工作。