范 雄 安

(華電金沙江上游水電開發(fā)有限公司，四川 成都 610041)

1 工程概況

葉巴灘水電站樞紐建筑物由混凝土拱壩、泄洪消能建筑物及引水發(fā)電建筑物三大部分組成?；炷岭p曲拱壩壩高217m，電站采用全壩身泄洪，泄洪建筑物具有“高水頭、大泄量、窄河谷”的特點，地下引水發(fā)電系統(tǒng)洞室群規(guī)模巨大，電站總裝機(jī)容量2 240 MW，廠內(nèi)安裝4×510 MW的機(jī)組和2×200 MW的環(huán)保機(jī)組(互為備用)。

葉巴灘水電站是我國海拔最高的特高拱壩工程，氣候條件復(fù)雜，年間、日間溫差大，大壩混凝土溫控防裂難度極高。電站本身區(qū)域地質(zhì)條件復(fù)雜，地震烈度高，設(shè)計地震加速度達(dá)0.354 g。拱壩建基面存在深卸荷帶巖體，壩肩、廠房結(jié)構(gòu)面復(fù)雜，地應(yīng)力極高。工程整體難度大。

水電站壩址區(qū)河谷深切，呈“V”型峽谷，兩岸岸坡陡峻，山體雄厚，壩區(qū)施工場地十分匱乏，基本無可利用的平緩臺地或灘地。僅金沙江降曲河口上游1 km有一緩坡臺地，尾水洞出口上游地形坡度較緩，場平后可以作為施工場地。降曲河及俄德西溝作溝水處理后可作為渣場。降曲河內(nèi)從達(dá)西溝溝口至業(yè)主營地有大片河灘地及一級階地，距壩址約7-11 km，可以作為施工場地。

2 施工總布置原則

2.1 考慮項目特征因素

2.1.1 樞紐布置緊湊

葉巴灘水電工程樞紐布置方案為：混凝土雙曲拱壩，壩身泄洪(5個表孔、4個深孔)，挑流消能，右岸布置地下廠房及尾水建筑物。導(dǎo)流洞、拱壩、水墊塘、二道壩、進(jìn)水口、引水道、廠房等主要樞紐建筑物均布置于拱壩附近，水工建筑物布置較集中。同時主要道路采用隧道形式，且利用渣場形成場地布置加工廠，對自然邊坡破壞較少，從源頭盡量做到環(huán)保水保。

2.1.2 地形狹窄 地質(zhì)條件復(fù)雜

葉巴灘水電站場地分布不均，樞紐區(qū)山高坡陡，緩坡較少，施工場地匱乏，布置大型施工輔企困難。各施工場地均存在不同程度的不利地質(zhì)條件，壩址區(qū)兩岸坡腳、緩坡地帶共發(fā)育9處堆積體，易產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害。樞紐區(qū)二級結(jié)構(gòu)面不發(fā)育，但三級結(jié)構(gòu)面非常發(fā)育，以橫河向為主的斷層、緊密擠壓帶條數(shù)眾多。圍巖以花崗巖為主，但同一巖級的變模普遍較同類工程降低1-2 GPa。同時地應(yīng)力高，最大地應(yīng)力達(dá)37.57 MPa。

2.1.3 地處偏僻 交通閉塞

葉巴灘水電站位于四川白玉縣和西藏貢覺縣交界的金沙江干流河段上。從成都出發(fā)至壩址，經(jīng)國道G317線路全長1 096 km、經(jīng)G318線路全長881 km，冬季冰雪難行，交通條件較差。

壩址區(qū)位于青藏高原和川西北高原，遠(yuǎn)離水汽源地，氣候寒冷干燥，多大風(fēng)，日照時間長，呈現(xiàn)長冬無夏短春秋的特點。工程地處核心康巴藏區(qū)，社會環(huán)境復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)，基礎(chǔ)設(shè)施落后，物資極度匱乏。同時具有海拔高、低溫時間長、協(xié)調(diào)難度大等特點，對人員和物資組織、施工工效、工期影響較大。

2.2 施工總布置規(guī)劃原則

施工總布置遵循因地制宜、因時制宜，環(huán)境友好、有利生產(chǎn)、方便生活、易于管理、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的總原則。結(jié)合工程特點，在可研階段主要遵循以下施工總布置規(guī)劃原則：

(1)本工程樞紐較集中，施工總布置采用集中與分散相結(jié)合的方式。

(2)布置協(xié)調(diào)緊湊，節(jié)約用地，盡量利用荒地、灘地、坡地，少占耕地和經(jīng)濟(jì)林地，充分利用地形，減少場平、減少搬遷。

(3)以主體工程施工需要為中心，與分標(biāo)規(guī)劃相協(xié)調(diào)，統(tǒng)籌兼顧，分區(qū)布置以減少施工干擾。

(4)利用出渣平整部分場地，以滿足施工場地使用要求。

(5)結(jié)合當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)發(fā)展規(guī)劃，生產(chǎn)、生活區(qū)適當(dāng)分開，避免相互干擾。

(6)施工場地布置滿足防洪及場地排水要求。

(7)滿足環(huán)境保護(hù)、水土保持和搬遷安置要求。

3 可研設(shè)計初始施工總布置規(guī)劃

根據(jù)樞紐布置特點、施工場地條件、料場位置、施工總布置及場地規(guī)劃原則，可研階段施工總布置初步將場內(nèi)劃分為大壩工區(qū)和降曲河工區(qū)。

3.1 料源規(guī)劃

葉巴灘水電站土石方填筑總量約57萬m3，混凝土總量約472萬m3，需成品骨料約1 118萬t，需要毛料約1 397萬t。為降低工程造價及考慮環(huán)保要求，可研階段考慮主要利用開挖棄渣料進(jìn)行圍堰填筑、優(yōu)先使用天然砂礫石料及洞挖料用作骨料原料，不足部分從人工骨料場開采補(bǔ)充。料源初步勘察情況如下：

(1) 天然料共4個料場，距壩址距離在7-13 km之間。天然砂礫石料可用作骨料的可采儲量約81萬m3，折合162萬t。

(2) 洞挖料堆存在降曲河渣場回采區(qū)，距壩址約3 km。洞挖料總量約391萬m3中，其中可利用且滿足人工骨料質(zhì)量要求的洞渣料約245萬m3，折合637萬t。

(3) 俄德西溝料場位于壩下游金沙江左岸，距壩址約2.5 km，儲量約800萬m3。天然料及洞挖料不足部分，料場需補(bǔ)充提供約598萬m3石料。

3.2 渣場規(guī)劃

葉巴灘水電站開挖總量約1 698萬m3，棄渣量折合松方約2 292萬m3。需要渣場轉(zhuǎn)存有用料約247萬m3，所需渣場容量巨大。

壩址上游降曲河及下游俄德西溝、三號溝均具有較大規(guī)模堆渣的條件。根據(jù)出渣部位、渣量、時段、強(qiáng)度以及混凝土骨料的回采要求，并考慮到施工場地的需要，根據(jù)地形地質(zhì)條件，規(guī)劃布置2個渣場，總?cè)萘? 410萬m3。

降曲河渣場分為開挖料棄渣區(qū)和混凝土骨料回采區(qū)兩個區(qū)。降曲河渣場棄渣區(qū)：位于降曲河口，最大堆渣高度約120 m，渣場容量1 350萬m3，規(guī)劃堆渣量1 288萬m3。降曲河渣場混凝土骨料回采區(qū)：位于降曲河內(nèi)棄渣區(qū)上游，主要堆放可用作加工混凝土骨料的洞渣料，總?cè)萘?00萬m3?；夭蓞^(qū)規(guī)劃堆渣量344萬m3，混凝土骨料回采量247萬m3，回采區(qū)最終堆渣量約97萬m3。

俄德西溝棄渣場：位于壩址下游左岸約2.5 km的俄德西溝溝內(nèi)，渣場容量600萬m3，規(guī)劃堆渣量600萬m3。

3.3 場內(nèi)交通規(guī)劃

結(jié)合現(xiàn)場地形地質(zhì)條件、施工總布置規(guī)劃和施工各階段物流方向、運(yùn)輸強(qiáng)度以及運(yùn)輸車輛等特點，規(guī)劃場內(nèi)交通布置格局為：左岸布置2 735 m(左岸低線)、2 894 m(左岸高線及混凝土供料線)、3 020 m(至俄德西溝棄渣場及料場)三層干線道路，同時還布置有左岸低線過壩交通隧洞，并從左岸高線公路接線至纜機(jī)平臺3 000 m高程；右岸布置有2 735 m(右岸低線)、2 894 m(右岸高線)、3 000 m(至出線場)三層干線道路，同時將進(jìn)廠交通洞上延作為右岸過壩交通，并從至出線場道路接線至右岸纜機(jī)平臺3 000 m高程?？傮w布置格局，建設(shè)期間形成上下游、左右岸、高中低、立體交叉的多循環(huán)交通網(wǎng)絡(luò)保障場內(nèi)運(yùn)輸通暢；建成后利用左右岸上壩公路、下游永久大橋、各工點檢修公路形成環(huán)線閉合交通，確保運(yùn)行期運(yùn)營、檢修通行需求。

3.4 規(guī)劃砂石混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)

規(guī)劃設(shè)置三套砂石加工系統(tǒng)：1#砂石加工系統(tǒng)，布置在左岸達(dá)西溝與降曲河交匯處的岸坡上，距壩址約6.5 km，主要供應(yīng)籌建準(zhǔn)備期成品骨料供應(yīng)，料源為天然砂礫石料。2#砂石加工系統(tǒng)，布置在左岸降曲河渣場2 855 m平臺，距壩址約2.0 km，承擔(dān)二道壩、水墊塘及引水發(fā)電系統(tǒng)成品骨料供應(yīng)，料源為回采洞渣料。3#砂石加工系統(tǒng)，布置在左岸俄德西溝渣場回填形成的場地上，距壩址約2.5 km，承擔(dān)大壩工程、導(dǎo)流底孔封堵等成品骨料供應(yīng)，需供應(yīng)成品骨料總量約645萬t，料源為人工骨料開采料。

規(guī)劃設(shè)置六套混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)，左、右岸各三套，分別承擔(dān)附近部位混凝土供應(yīng)。其中左岸高線混凝土系統(tǒng)設(shè)置于左岸纜機(jī)平臺，供應(yīng)大壩工程混凝土。

3.5 生產(chǎn)設(shè)施和生活營地

降曲河右岸規(guī)劃業(yè)主營地、魚類增殖站，左岸規(guī)劃1#、2#承包商營地。生產(chǎn)設(shè)施和生活營地主要規(guī)劃于降曲河渣場形成的平臺內(nèi)。

3.6 供水、供電系統(tǒng)布置

規(guī)劃建設(shè)4套供水系統(tǒng)，分別供應(yīng)生活區(qū)、1#砂石系統(tǒng)、樞紐區(qū)和俄德西溝工區(qū)。

規(guī)劃在降曲河喜樂溝溝口左側(cè)臺地設(shè)置220kv中心變電站，在俄德西溝近壩區(qū)、右岸壩頂附近各設(shè)置一個35 kV變電站。

4 施工總布置調(diào)整原因和思路

葉巴灘水電站于2015年開始籌建，2017年2月導(dǎo)流洞開工，至2018年底導(dǎo)流洞基本完成，在籌建期內(nèi)進(jìn)行場內(nèi)交通、溝水治理、營地建設(shè)、施工供電、炸藥庫、油庫、砂石混凝土系統(tǒng)等輔助工程施工?；I建初始，交通閉塞、通訊不暢、缺水缺電，生活、建設(shè)物資短缺，當(dāng)?shù)靥厥獾娜宋牡乩憝h(huán)境認(rèn)識和適應(yīng)過程，參工參建等因素影響，加之近年環(huán)保水保要求提高，因此，對原規(guī)劃的施工總布置進(jìn)行了大量的調(diào)整和優(yōu)化，并為后續(xù)主體工程的建設(shè)打下了良好基礎(chǔ)。優(yōu)化和調(diào)整思路如下：

(1)充分考慮當(dāng)?shù)靥厥獾牡乩砣宋沫h(huán)境，對料源、營地布置進(jìn)行調(diào)整。

(2)考慮前期主要通道形成前帶來的影響，適當(dāng)調(diào)整公路布置。

(3)充分考慮前期渣場問題，滿足環(huán)保水保要求。

(4)主要施工輔企要服務(wù)于主體工程建設(shè)，按照主體工程的要求而調(diào)整。

5 施工總布置調(diào)整和優(yōu)化

基于以上工程特點和調(diào)整思路，在籌建過程中對施工總體布置結(jié)合現(xiàn)場條件進(jìn)行了大量調(diào)整和優(yōu)化，對整個工程建設(shè)進(jìn)度、安全、質(zhì)量、環(huán)水保等方面的提升取得了良好的促進(jìn)效果。

5.1 料源調(diào)整

因河道砂石料征地困難，原規(guī)劃的4個天然砂礫石料場，少量開采后進(jìn)行了場地恢復(fù)，前期籌建準(zhǔn)備工程料源全部調(diào)整為洞挖料。

5.2 增加臨時排水洞

前期交通及溝水處理工程規(guī)劃渣場為降曲河渣場，在降曲河排水洞投運(yùn)前場內(nèi)渣場容量不能滿足工程需要。為解決前期籌建工程棄渣問題，保證導(dǎo)流洞等后續(xù)工程能按期開工，滿足環(huán)境保護(hù)和水土保持要求，在降曲河口附近右岸布置一條長度較短的臨時排水洞，將降曲河水通過臨時排水洞引排至金沙江，提前啟用降曲河下游部分渣場。

5.3 道路布置調(diào)整和優(yōu)化

根據(jù)現(xiàn)場實際調(diào)整低線臨時道路1#、2#公路線型并調(diào)整路面結(jié)構(gòu)為碾壓混凝土；對施工期臨時道路3#公路隧道及其支線洞室襯砌進(jìn)行了優(yōu)化取消；優(yōu)化取消3#路降曲河河口橋，采用明線方案連接3-1#隧道和3-2#隧道；膠帶機(jī)和場內(nèi)交通共用隧道7#公路隧道，優(yōu)化減少共用交通隧道長度400 m；調(diào)整下游永久橋至進(jìn)廠隧道位置處，減少建設(shè)征地，同時縮短廠房出渣運(yùn)距。

可研階段計劃壓力鋼管在洞外焊接整圓、分節(jié)運(yùn)輸進(jìn)入引水道下平段，現(xiàn)調(diào)整為分瓣在洞內(nèi)組裝。壓力鋼管運(yùn)輸通道的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)(3-2#隧道、4#公路隧道上游段、7#臨時橋)進(jìn)行了優(yōu)化。

5.4 砂石系統(tǒng)布置調(diào)整

原規(guī)劃1#砂石加工系統(tǒng)，布置在左岸達(dá)西溝與降曲河交匯處的岸坡上，料源為天然砂礫石料。由于天然砂礫石料場大部未能使用，料源更改為洞挖料。因此，將1#砂石加工系統(tǒng)位置調(diào)整至降曲河臨時排水洞下游側(cè)，降低了道路通行量、骨料轉(zhuǎn)運(yùn)和混凝土運(yùn)輸距離。

5.5 供水、供電系統(tǒng)優(yōu)化

規(guī)劃1#供水系統(tǒng)供應(yīng)生活區(qū)用水，鑒于各生活營地用水量不大且臨近降曲河邊，調(diào)整為各營地打井取水，取消1#供水系統(tǒng)。規(guī)劃2#供水系統(tǒng)供應(yīng)1#砂石系統(tǒng)用水，由于系統(tǒng)位置調(diào)整，取消2#供水系統(tǒng)。3#、4#供水系統(tǒng)不變。

結(jié)合現(xiàn)場實際地形及功能需要，壩區(qū)原規(guī)劃2座施工35kv變電站調(diào)整為3座，分別位于降曲河口、左岸壩肩、右岸低線。

5.6 其他

5-1#隧道原設(shè)計為特長隧道，調(diào)整部分路段為明線，使其在如蘇溝段出洞再進(jìn)洞，優(yōu)化為兩座長隧道，增加施工工作面并改善洞室運(yùn)行工況；新增504#隧道施工便道及施工支洞，提前進(jìn)行504#隧道施工，保障左岸纜機(jī)平臺開挖通道等。這些調(diào)整和優(yōu)化保障了施工進(jìn)度，并降低了工程投資。

6 結(jié) 語

水電工程施工總布置應(yīng)充分考慮工程區(qū)域環(huán)境、現(xiàn)場實際條件、工程布置特點、施工總工期、質(zhì)量安全及環(huán)水保等因素，且應(yīng)隨著工程推進(jìn)和現(xiàn)場條件變化進(jìn)行合理調(diào)整，而不是一成不變，關(guān)鍵要有服務(wù)圍繞工程、提高建管效率的理念，葉巴灘水電站結(jié)合實際進(jìn)行施工總布置的局部調(diào)整和優(yōu)化，使得工程安全、高效、經(jīng)濟(jì)、快速，為主體工程的順利開展創(chuàng)造了有利條件。