巴基斯坦卡洛特水電站施工總布置規(guī)劃

潘少華 楊學(xué)紅 羅立哲

摘要：巴基斯坦卡洛特水電站為“一帶一路”首個(gè)大型水電投資建設(shè)項(xiàng)目。施工總布置規(guī)劃作為環(huán)評(píng)、社評(píng)的一個(gè)重要方面，規(guī)劃合理性事關(guān)工程建設(shè)全局?？偨Y(jié)了卡洛特水電站施工總布置規(guī)劃的關(guān)鍵影響因素，介紹了工程施工場地條件、重點(diǎn)施工工廠規(guī)劃、棄渣場規(guī)劃和營地及供水供電規(guī)劃等。目前，卡洛特水電站施工正緊張有序向前推進(jìn)，前期征地拆遷過程也較為順利。從現(xiàn)場施工情況來看，施工總布置規(guī)劃總體上是合理的，為工程的有序建設(shè)創(chuàng)造了良好條件。

關(guān)鍵詞：施工總布置;施工工廠;棄渣場;卡洛特水電站;巴基斯坦

中圖法分類號(hào)：TV511 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2020.03.001

文章編號(hào)：1006 - 0081（2020）03 - 0001 - 05

1 工程背景

卡洛特水電站位于巴基斯坦旁遮普省境內(nèi)吉拉姆河卡洛特橋上游1 km，下距曼格拉大壩74 km，西距伊斯蘭堡直線距離約55 km。從伊斯蘭堡-拉瓦特-本多里和從伊斯蘭堡-卡胡塔-科特里均可到達(dá)壩址。

壩址以上流域面積26 700 km2，多年平均流量819 m3/s，多年平均年徑流量258.3億m3。工程為單一發(fā)電任務(wù)的水電樞紐。水庫正常蓄水位461 m，正常蓄水位以下庫容1.52億m3，電站裝機(jī)容量720 MW，保證出力116.1 MW，多年平均年發(fā)電量32.1億kW·h，年利用小時(shí)數(shù)4 452 h。

卡洛特水電站于2016年12月開工建設(shè)，2018年10月實(shí)現(xiàn)工程截流，預(yù)計(jì)2021年4月首臺(tái)機(jī)組具備商業(yè)運(yùn)行條件，2021年11月工程完工。工程區(qū)屬中低山地貌。工程建設(shè)征地主要涉及環(huán)境敏感的國家森林保護(hù)區(qū)。

2 施工總布置總體思路

以方便施工、保障施工場地安全、對(duì)環(huán)境及社會(huì)影響小為原則，首先分析工程主要影響因素和施工場地條件，其次對(duì)重點(diǎn)施工工廠和存、棄渣場開展重點(diǎn)研究，再結(jié)合施工進(jìn)度、施工分標(biāo)等研究施工場地重復(fù)利用的可行性，盡量減少施工占地[1-2]。

3 施工總布置主要影響因素

卡洛特水電站溢洪道工程規(guī)模較大，開挖料棄渣量大，且開挖料作為瀝青混凝土心墻堆石壩主要填筑料，施工時(shí)要避免轉(zhuǎn)運(yùn)或倒運(yùn)等;混凝土骨料料源有天然砂礫石料場和人工骨料場，距離壩址均較遠(yuǎn)，其選擇對(duì)場地的利用與堆存影響較大;骨料加工系統(tǒng)布置在場內(nèi)或場外也影響施工總布置方案。同時(shí)施工場地窄小，存、棄渣場地緊張?？偟膩碚f，影響工程施工總布置的主要因素包括：①溢洪道和大壩施工方案和進(jìn)度計(jì)劃;②骨料加工系統(tǒng)和混凝土系統(tǒng)的布置;③存、棄渣場位置及規(guī)劃;④EPC總承包商的管理經(jīng)驗(yàn)和管理模式。

3.1 溢洪道和大壩施工方案和進(jìn)度計(jì)劃

根據(jù)施工方案和進(jìn)度計(jì)劃，溢洪道分進(jìn)水渠、控制段和泄水渠3個(gè)區(qū)進(jìn)行開挖施工?？刂贫伍_挖安排在河床截流前完成，與大壩填筑進(jìn)度不匹配，因此該區(qū)域開挖有用料需臨時(shí)堆存。進(jìn)水渠和泄水渠開挖需給混凝土澆筑預(yù)留一定的施工工期，其開挖進(jìn)度也無法與大壩填筑進(jìn)度完全匹配，因此這兩個(gè)區(qū)域的部分開挖利用料也需要臨時(shí)堆存。溢洪道轉(zhuǎn)運(yùn)利用料共計(jì)約108.41萬m3。

3.2 骨料加工系統(tǒng)和混凝土系統(tǒng)的布置

工程混凝土骨料主要來源于比珥（Beor）砂礫石料場，距離壩址較遠(yuǎn)。砂石加工系統(tǒng)可以選擇布置在料場附近和壩址區(qū)內(nèi)兩種方案。瀝青混凝土骨料來自于伊斯蘭堡（Islamabad）以西約20 km的塔克西拉（Taxila）山石料場。

骨料加工系統(tǒng)和混凝土系統(tǒng)作為工程最重要、規(guī)模最大和占地面積最大的施工工廠，其布置對(duì)施工總布置格局有很大的影響[3]。

3.3 存、棄渣場規(guī)劃

該工程土石方棄渣量大，約1 020.25萬m3，存料量也較大，約108.41萬m3。合理進(jìn)行存、棄渣場的規(guī)劃是施工總布置的一項(xiàng)重要內(nèi)容。根據(jù)地形地質(zhì)條件，并考慮社會(huì)環(huán)境影響，施工區(qū)適合存、棄渣的主要為地塊①、⑥和⑩（見圖1），同時(shí)也可考慮將導(dǎo)流隧洞進(jìn)口至大壩間庫區(qū)范圍作為棄渣場的可能性。存、棄渣場的布置規(guī)劃不僅關(guān)系到場內(nèi)物料的流向、場內(nèi)交通布置和工程投資，同時(shí)也關(guān)系到環(huán)境保護(hù)、水土保持和工程安全。因此，存、棄渣場的布置也是影響施工總布置格局的主要因素。

3.4 EPC總承包商的管理經(jīng)驗(yàn)和管理模式

EPC總承包商的管理經(jīng)驗(yàn)和管理模式影響工程分標(biāo)方案，進(jìn)而影響施工總布置格局。標(biāo)段越多，施工營地及附屬工程設(shè)施用地就需細(xì)分以滿足不同標(biāo)段在不同時(shí)段的需求。目前，該工程主體工程分為兩個(gè)標(biāo)，邀請(qǐng)兩家分包商進(jìn)行施工。1號(hào)分包商負(fù)責(zé)大壩及圍堰、溢洪道的施工，2號(hào)分包商負(fù)責(zé)導(dǎo)流隧洞和引水發(fā)電系統(tǒng)的施工。

4 施工場地條件

壩址河床兩岸漫灘不發(fā)育，僅局部見有狹窄的亂石堆積漫灘或基巖灘，寬度小于10 m。近岸地帶有3級(jí)階地分布，Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)和Ⅲ級(jí)階地階面高程分別約為424，462m和512m，各級(jí)階地地形平緩。除左岸上游Ⅰ級(jí)階地為堆積階地外，其余均為基座階地或侵蝕階地。

壩址區(qū)左岸沖溝較發(fā)育，大部分為淺切沖溝，切割深度一般小于10 m。上下游各有1條大型支流溝谷，分布于壩址上游約2 840 m和下游約570 m。支流枯期流量小，幾近干涸，洪水期流量增大。

壩址區(qū)右岸沖溝不發(fā)育，且大部分切割深度均不大。下游約1 800 m有1條大型支流，溝谷枯期流量較小，洪水期流量較大。溝內(nèi)上游約1 850 m分布有吉拉姆河二級(jí)支溝，為季節(jié)性沖溝。

在分析研究工程區(qū)地形地貌和地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，將施工場地進(jìn)行分區(qū)分塊（見圖1）。各分區(qū)分塊均未見滑坡、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象。施工場地①、⑥和⑩為沖溝地形，適宜作為棄渣場。地塊①位于巴基斯坦國家森林公園范圍內(nèi)。施工場地②、③、④、⑤、⑦、⑧和⑨均為階地或坡地地形，適宜作為施工設(shè)施場地，也可用于布置棄渣場。但地塊②、⑤和⑨多為房屋建筑和農(nóng)田，拆遷困難。因此，適宜本工程的施工場地為地塊③、④、⑥、⑦、⑧和⑩。總體而言，工程施工場地布置條件較狹小。

5 重點(diǎn)施工工廠規(guī)劃

5.1 天然砂石加工系統(tǒng)

由于該工程普通混凝土骨料全部由比珥天然砂礫石料場開采加工，該料場距離壩區(qū)平均運(yùn)距20 km，根據(jù)砂石加工系統(tǒng)設(shè)置的場地條件等因素，對(duì)砂石加工系統(tǒng)考慮了場內(nèi)、場外設(shè)置兩個(gè)方案進(jìn)行比選。從總費(fèi)用（含場地平整、毛料和成品骨料運(yùn)輸、供水供電、征地移民等費(fèi)用）、場地條件、供水與供電條件和征地移民難易程度等方面綜合分析比較，推薦砂石加工系統(tǒng)場內(nèi)設(shè)置方案。

根據(jù)地形條件和加工規(guī)模，天然砂石加工系統(tǒng)位于溢洪道下游，緊臨溢洪道，布置在場內(nèi)10號(hào)公路和原公路所圍成的區(qū)域內(nèi)（地塊③右下），占地面積約11萬m2。

5.2 瀝青礦料加工系統(tǒng)

該工程瀝青混凝土骨料全部來自塔克西拉山灰?guī)r料場，該料場距離壩區(qū)運(yùn)距約106 km。鑒于該灰?guī)r料場現(xiàn)有多家工廠生產(chǎn)混凝土骨料，因此考慮直接購買成品骨料運(yùn)輸至壩區(qū)和購買毛料運(yùn)輸至壩區(qū)現(xiàn)場加工兩個(gè)方案進(jìn)行比選。

主要從總費(fèi)用（含場地平整、毛料和成品骨料運(yùn)輸、供水供電、征地移民等費(fèi)用）、場地條件等方面進(jìn)行分析比較，推薦從現(xiàn)有加工廠直接購買成品骨料的方案。

5.3 普通混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)

普通混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)承擔(dān)溢洪道、電站廠房、引水工程和導(dǎo)流工程混凝土的生產(chǎn)任務(wù)，合計(jì)約107.07萬m3。

截流前混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)主要承擔(dān)導(dǎo)流工程的混凝土生產(chǎn)任務(wù)，配置2座HL115-3F1500型自落式攪拌樓，銘牌生產(chǎn)能力為230 m3/h，三班制生產(chǎn)，能滿足高峰月混凝土澆筑強(qiáng)度約為5.0萬m3的要求。截流后混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)主要承擔(dān)溢洪道、電站廠房、引水工程的混凝土生產(chǎn)任務(wù)，三班制生產(chǎn)。

根據(jù)地形條件，從減少骨料和混凝土運(yùn)距的角度出發(fā)，混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)位于溢洪道下游，緊臨溢洪道和天然砂石加工系統(tǒng)，布置在場內(nèi)10號(hào)公路和原公路所圍成的區(qū)域內(nèi)（地塊③右中），占地面積約3.8萬m2。

5.4 瀝青混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)

瀝青混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)承擔(dān)瀝青心墻2.77萬m3混凝土的生產(chǎn)任務(wù)，高峰澆筑強(qiáng)度20 t/h，配置1座JX1000拌和樓，按三班制生產(chǎn)。

根據(jù)地形條件，為了減少混凝土運(yùn)距，瀝青混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)位于大壩下游，布置在場內(nèi)1號(hào)公路和場內(nèi)3號(hào)公路所圍成的區(qū)域內(nèi)（地塊⑦左上），占地面積約1.85萬m2。

6 存、棄渣場規(guī)劃

根據(jù)施工進(jìn)度和土石方平衡，該工程土石方棄渣量約1 020.25萬m3，大壩填筑轉(zhuǎn)運(yùn)利用約108.41萬m3。

根據(jù)地形地質(zhì)條件，且充分考慮導(dǎo)流隧洞進(jìn)口至大壩間庫區(qū)范圍作為棄渣場，該工程共規(guī)劃5處存棄渣場，總棄渣容量為1 480萬m3，總存料容量150萬m3。

（1）1號(hào)棄渣場。位于大壩左岸下游6號(hào)沖溝（地塊⑥），距壩址下游約550 m，規(guī)劃棄渣至高程505 m，占地面積約15.37萬m2，棄渣容量420萬m3。

（2）2號(hào)存料場。位于場內(nèi)3號(hào)公路和地方簡易路圍成的區(qū)域內(nèi)（地塊⑦右），規(guī)劃存料至高程480 m，占地面積約4.13萬m2，存料容量50萬m3。

（3）3號(hào)棄渣場（庫內(nèi)棄渣場）。位于大壩上游河床，堆渣范圍從導(dǎo)流洞進(jìn)口下游60 m至大壩，規(guī)劃棄渣至高程455 m，占地面積14.53萬 m2，棄渣容量320萬m3。

（4）4號(hào)存棄渣場。位于大壩上游左岸緩坡地帶（地塊⑧），占地面積14.95萬m2，棄渣高程470～555 m，棄渣容量180萬m3。存料高程555～575m，存料容量100萬m3。

（5）5號(hào)棄渣場。位于大壩上游左岸沖溝內(nèi)（地塊⑩），占地面積24.00萬m2，棄渣高程520～620m，棄渣容量560萬m3。

考慮到工程主要由兩家分包商進(jìn)行施工，將1號(hào)棄渣場交由2號(hào)分包商使用，其他存棄渣場交由1號(hào)分包商使用。

7 其他施工設(shè)施規(guī)劃

7.1 營地

7.1.1 業(yè)主營地

（1） 業(yè)主建設(shè)管理營地。業(yè)主、咨詢工程師等管理人員的辦公生活設(shè)施集中布置在業(yè)主建設(shè)管理營地內(nèi)，方便溝通與管理。規(guī)劃布置時(shí)主要考慮交通便利、地形坡度小、受施工噪音及粉塵影響小、環(huán)境優(yōu)美、相對(duì)獨(dú)立等因素。擬選擇現(xiàn)有公路附近高程615～640 m坡地作為業(yè)主建設(shè)管理營地（地塊③左），見圖2。

按EPC施工模式，參照馬來西亞沫若水電站，施工高峰期按90人規(guī)?？紤]，各類建筑的總建筑面積6 140 m2，占地面積24 302 m2。

（2） 業(yè)主運(yùn)行管理營地。在河灣地塊（地塊④上），建設(shè)電站永久運(yùn)行管理營地，見圖2?？傉嫉孛娣e3.12萬m2，總建筑面積6 552 m2。

7.1.2 施工營地

施工人員按高峰期3 500人規(guī)?？紤]，人均建筑面積8～10 m2。辦公生活營地位于業(yè)主建設(shè)管理營地旁（地塊③左），布置在壩址右岸下游坡地上，靠近現(xiàn)有公路，見圖2。高程為560～615 m，建筑面積約29 279 m2，占地面積約5.00萬m2。施工營地供EPC承包商和兩家分包商共同使用。

7.2 供水供電

（1）施工供水。取水泵站分為兩級(jí)，一級(jí)泵站采用纜車式泵房，二級(jí)泵房采用固定式深井泵房，設(shè)計(jì)取水規(guī)模20 900 m3/d;水廠擬建在施工營地和現(xiàn)有公路之間（地塊③中上），設(shè)計(jì)規(guī)模19 000 m3/d，水廠高程550.0 m，水廠占地面積11 000 m2。

（2）施工供電。由于當(dāng)?shù)仉娏?yīng)較為緊張，為保證工程施工的順利進(jìn)行，對(duì)施工供電擬采用自建重油發(fā)電站供電的方式。

重油發(fā)電站的安全運(yùn)行對(duì)保證卡洛特水電站施工至關(guān)重要，站址選擇應(yīng)考慮洪水位、周邊地質(zhì)災(zāi)害、山洪等因素。重油發(fā)電站與水廠分別布置在現(xiàn)有公路左右側(cè)，重油發(fā)電站位于右側(cè)，高程為525 m，占地面積約0.8萬m2，見圖2。

7.3 綜合加工廠及機(jī)械修配停放廠

綜合加工廠及機(jī)械修配停放廠的布置主要考慮分標(biāo)的要求，其中1號(hào)分包商綜合加工廠及機(jī)械修配停放廠布置在溢洪道的兩側(cè)，2號(hào)分包商綜合加工廠及機(jī)械修配停放廠布置在廠房和溢洪道之間，以及1號(hào)棄渣場上游側(cè)，見圖2。

8 施工場地重復(fù)利用

卡洛特水電站工程區(qū)場地布置條件狹小，為克服這一難點(diǎn)，根據(jù)工程施工總進(jìn)度計(jì)劃和土石方平衡規(guī)劃，考慮施工場地的重復(fù)利用。

（1） 業(yè)主運(yùn)行管理營地。布置在導(dǎo)流隧洞上方，營地建設(shè)前該場地將用于分包商當(dāng)?shù)貑T工住宿和機(jī)械停放。

（2）3號(hào)棄渣場。位于大壩上游河床，河床截流前將用于圍堰截流備料。

（3） 4號(hào)存棄渣場。位于大壩上游左岸緩坡地帶，首先棄渣至高程555 m，棄渣容量180萬m3，然后存料至高程575 m，存料容量100萬m3。

（4）5號(hào)棄渣場。位于大壩上游左岸沖溝內(nèi)，將同時(shí)用于垃圾填埋場和表層土堆場。

（5）1號(hào)分包商綜合加工廠。在天然砂石加工系統(tǒng)和普通混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)投產(chǎn)前，1號(hào)分包商綜合加工廠部分場地將用于臨時(shí)混凝土拌合系統(tǒng)布置。

（6）2號(hào)分包商機(jī)械修配停放場。在天然砂石加工系統(tǒng)和普通混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)投產(chǎn)前，2號(hào)分包商機(jī)械修配停放場部分場地將用于臨時(shí)混凝土拌合系統(tǒng)布置。

9 結(jié) 語

卡洛特水電站施工總布置規(guī)劃考慮了施工進(jìn)度、施工分標(biāo)等條件，研究了施工場地重復(fù)利用方案，克服了工程區(qū)場地布置條件狹小的難點(diǎn)。作為“一帶一路”首個(gè)大型水電投資建設(shè)項(xiàng)目，施工總布置規(guī)劃充分考慮了社評(píng)、環(huán)評(píng)等要求，為工程建設(shè)的有序推進(jìn)創(chuàng)造了良好條件。

卡洛特水電站于2016年12月正式開工，計(jì)劃2021年4月首臺(tái)機(jī)組具備商業(yè)運(yùn)行條件，2021年10月全部4臺(tái)機(jī)組具備商業(yè)運(yùn)行條件。從現(xiàn)場情況來看，卡洛特水電站施工總布置方案符合工程實(shí)際且經(jīng)濟(jì)合理。

參考文獻(xiàn)：

[1] DL/T 5397-2007 水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] NB/T 35120-2018 水電工程施工總布置設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] 劉百興，倪錦初，朱衛(wèi)軍.水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)指南（第二版）[M]. 北京：中國水利水電出版社，2015.

（編輯：李 慧）

收稿日期：2019-11-01

General construction layout plan of Karot Hydropower Station in Pakistan

PAN Shaohua， YANG Xuehong， LUO Lizhe

（Changjiang Survey， Planning， ?Design And Research Co.，Ltd.，Wuhan 430010， China）

Abstract： Karot Hydropower Station is the first large-scale hydropower investment project of One Belt One Road Initiative. As the important aspects of EIA and SIA， the construction layout plan is closely related to the success of the overall project construction. The key influential factors of the general construction layout plan of Karot Hydropower Station are summarized， and the conditions of construction site， plans of major construction factories， dreg site， camp， power and water supply are introduced.？At present， the construction progresses forward on schedule， and the early land acquisition and demolition process is smooth. The construction layout is generally reasonable， which has paved the way to the orderly construction of the project.

Key words： construction layout; construction facility; dreg site; Karot Hydropower Station; ?Pakistan