雷萬君,王 飛
(中國水電顧問集團成都勘測設計研究院,四川 成都 610072)
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,壩頂總長度581.85m。
泄洪建筑物主要包括5個溢流表孔和2個沖砂底孔。5個溢流表孔分別布置在11~15號溢流壩段,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。
左沖砂底孔進口布置在廠房6號壩段,底板高程3 200.00m,底孔進口斷面為5m×6m(寬×高),出口斷面為4m×4m;右沖砂底孔布置在10號壩段,底板高程3 200.00m,底孔進出口斷面相同,為5m×6m(寬×高)。
主廠房包括主機間及安裝間。主機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)安裝三臺軸流式水輪發(fā)電機組,單機容量12萬kW,總裝機36萬kW,機組安裝高程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。
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級階地開闊平坦,順河長度大于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級寬緩階地,坡度10°~15°。右岸Ⅱ級階地較平坦開闊,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號小沖溝、1號小沖溝、3號小沖溝,均位于右岸。在左岸Ⅱ級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,右岸臺地覆蓋層厚度較淺,一般為40 ~50m。
1.3.1 與上游藏木電站的關系
藏木水電站與加查水電站同屬一個項目業(yè)主,兩項目壩軸線相距僅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目。根據(jù)藏木水電站建設進度計劃,并考慮加查水電站可能的建設計劃,預計最早加查水電站籌建準備工程開工時,藏木水電站將進入工程完建期。
1.3.2 與下游“拉~林鐵路”的關系
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,拉林鐵路預計在2013年6月前動工開建。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。對電站下游工作面施工及后期永久運行存在一定的干擾。
由于兩工程規(guī)模相當,距離較近,本著節(jié)約工程占地原則,且同屬一個項目業(yè)主,加查水電站施工總布置考慮將對利用藏木水電站業(yè)主和承包商營地、綜合倉庫、砂石加工系統(tǒng)等設施開展可行性分析。
根據(jù)施工總進度安排,本工程施工期高峰年平均人數(shù)約為3 700人,需新建生活福利設施建筑面積37 000m2。首先在施工進度上滿足利用藏木已建營地的要求;其次,藏木水電站施工期多年平均勞動力人數(shù)約為3 600人,已建承包商營地建筑面積52 800m2;業(yè)主營地建筑面積17 010m2。因此,加查水電站承包商及業(yè)主營地可以利用藏木電站已建營地。
另外,緊鄰藏木營地的藏木電站綜合倉庫在時間以及規(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地方案比較章節(jié)。
考慮到與下游拉林鐵路的相互關系,可能存在的干擾,在設計初期擬定了上游橋和下游橋兩個方案。
2.2.1 下游施工橋方案
臨時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地布置情況,該施工橋位于拉林鐵路下游。左岸布置的1號公路、7號公路以及右岸布置的2號公路、4號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,在兩個項目不同時施工的前提下,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
對于下游施工橋方案,考慮到兩個項目可能同時施工的因素,以及加查電站公路開挖邊坡對拉林鐵路橋的影響,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)點是可以避開本工程與拉林鐵路的干擾;缺點是需要加大左岸1號公路、右岸2號公路的縱坡,兩條道路的最大縱坡達到12%,長度約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。
根據(jù)施工總布置條件、料源選擇規(guī)劃、施工總進度安排,結合施工分標初步規(guī)劃,考慮藏木水電站的建設進度等因素,對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個方案。
(1)方案1。在不考慮藏木水電站建設等外因條件下,在壩址左岸上游集中設置砂石骨料加工系統(tǒng)和混凝土生產(chǎn)系統(tǒng),承擔整個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等外因條件,由于右岸導流明渠混凝土工程量較大(約30萬m3),施工時段跨越了冬季和夏季,從減小導流明渠混凝土運輸距離、有利于混凝土溫度控制以及有利于工程籌建項目實施、有利于工程分標等因素,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,在右岸下游增設一套規(guī)模相對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)模按滿足導流明渠混凝土工程施工強度要求設置。為避免導流明渠部分開挖可用渣料左、右岸往返運輸,在右岸下游相應增設回采渣場。
(3)方案3。本方案與方案1類似,也不考慮藏木水電站建設等外因條件,全工程集中設置一個砂石加工系統(tǒng),設置方案與方案1相同,混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)分左、右岸設置,同方案2。
(4)方案4。根據(jù)藏木水電站建設進度計劃,并結合加查水電站可能的籌建進度計劃安排,預計加查水電站導流明渠工程施工與藏木水電站建設高峰期不重疊,且兩項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。該方案成品骨料運距增加5km。
加查水電站混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)的設置同方案3,即左、右岸分別設置混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)。
2.4.1 技術比較
從有利于導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;從物料運輸方面分析,方案2最優(yōu),方案3次之,方案1相對較差,方案4最差;從有利于工程分標方面分析,方案2、3、4基本相當,方案1較差。
參與比較的4個方案,技術上均是可行的,沒有明顯的制約因素,且方案間各有優(yōu)缺點,需結合經(jīng)濟分析綜合選定。
2.4.2 經(jīng)濟比較
從渣料運輸、毛料運輸、成品骨料運輸、混凝土運輸、砂石、混凝土系統(tǒng)建廠及土地使用費等方面對4個方案進行經(jīng)濟綜合分析,各方案的總費用為: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。
從比較結果可以看出,方案1最經(jīng)濟,方案2與方案1相當,方案4最不經(jīng)濟,方案3介于方案1和方案4之間。
2.4.3 比選結論
綜合技術、經(jīng)濟比較,方案4已無優(yōu)勢,可以舍棄。
與方案1相比,方案3費用增加約2 300萬元,但是在導流明渠混凝土溫度控制、工程分標等方面,具有較大優(yōu)勢。
方案3、方案2都有利于導流明渠混凝土溫度控制、有利于工程分標。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,為了減少對當?shù)厝罕娚a(chǎn)、生活的不利影響,減少征地,同時考慮到工程分標等因素,本階段推薦方案3,即樞紐建筑物開挖有用渣料運至左岸2號渣場堆存,在左岸上游建沙石骨料加工系統(tǒng),左、右岸分設混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)。
根據(jù)本工程樞紐布置特點、施工場地條件、施工總布置及場地規(guī)劃情況,施工場地布置劃分為以下2個區(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地上,距壩址約0.2km。
1號供水站: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號渣場布置于壩址上游左岸約1.0km處河灘地上,2號渣場位于壩址左岸上游約0.5km的S306省道靠山側(cè)坡地上。
1號供風站、機電設備庫、鋼管及機電拼裝場、鋼筋木材加工廠、機械修配廠、汽車保養(yǎng)站、油庫等設施分布在S306與1號公路之間的緩坡地上。
(2)右岸工區(qū)。該工區(qū)主要布置了施工機械停放場、下游混凝土系統(tǒng)、2號供風站、2號供水站等設施。
根據(jù)加查水電站的工程特點,在施工總布置設計時充分考慮了如征地問題、與上下游電站的關系、與地方其他設施建設等的關系,對施工總布置方案從綜合技術、經(jīng)濟等方面進行了分析、研究,提出了可行性方案。對其他類似工程施工總布置方案設計提供了參考。
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