宋瀟逸，楊依然，李煜然

(中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)華東電力設(shè)計(jì)院有限公司，上海 200063)

0 引言

我國(guó)光熱發(fā)電已逐步開(kāi)展。截至2018年底，國(guó)家能源局公布的首批20個(gè)光熱示范項(xiàng)目已并網(wǎng)發(fā)電3座，其中2座塔式電站1座槽式電站[1]?！笆濉睍r(shí)期，我國(guó)能源供需形態(tài)深刻變化，能源國(guó)際合作邁向更高水平[2]，快速積累并提高光熱電站的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與方法，將更有利于我國(guó)設(shè)計(jì)行業(yè)的未來(lái)發(fā)展。

本文探討的迪拜700 MW光熱和250 MW光伏太陽(yáng)能電站項(xiàng)目，是全球迄今為止最大的太陽(yáng)能發(fā)電項(xiàng)目。我院作為該項(xiàng)目的主要設(shè)計(jì)方，在面對(duì)了一系列新的挑戰(zhàn)的同時(shí)，也積累了一些寶貴的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。如該項(xiàng)目占地面積大，位于高低起伏的沙漠區(qū)域且需要固沙，鏡場(chǎng)樁基數(shù)量眾多且分散，所以該項(xiàng)目的場(chǎng)平工程較常規(guī)電廠(chǎng)項(xiàng)目工程量大、成本高。

本文基于傳統(tǒng)場(chǎng)平設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了一系列優(yōu)化，對(duì)該項(xiàng)目中某一槽式光熱區(qū)域的場(chǎng)平設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的分析對(duì)比，優(yōu)化后的方法可有效降低項(xiàng)目造價(jià)。希望為今后該類(lèi)型的項(xiàng)目場(chǎng)平設(shè)計(jì)提供借鑒。

1 槽式光熱電站簡(jiǎn)介及項(xiàng)目概況

1.1 槽式光熱電站發(fā)電原理簡(jiǎn)介

如圖1所示，槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電主要由四部分組成：鏡場(chǎng)、換熱系統(tǒng)、儲(chǔ)熱裝置和汽輪發(fā)電裝置等部分。槽式拋物面將太陽(yáng)光聚焦在一條線(xiàn)上，在焦線(xiàn)上安裝管狀集熱器，以吸收聚焦的太陽(yáng)輻射能，將管內(nèi)的熔鹽(或?qū)嵊?加熱，熔融鹽(或高溫導(dǎo)熱油)釋放的熱能用來(lái)產(chǎn)生蒸汽，推動(dòng)蒸汽渦輪機(jī)發(fā)電；而其中有些熱能被儲(chǔ)存在高溫熔融鹽貯罐內(nèi)，以便在夜晚或者陰雨天釋放出來(lái)產(chǎn)生電力。[3]

圖1 槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)示意圖[4]

1.2 迪拜700 MW光熱和250 MW光伏太陽(yáng)能電站項(xiàng)目基本情況介紹

迪拜700 MW光熱和250 MW光伏太陽(yáng)能電站位于迪拜以南50 km處的迪拜馬克圖姆太陽(yáng)能園區(qū)內(nèi)，為該園區(qū)第四期太陽(yáng)能發(fā)電項(xiàng)目，項(xiàng)目占地面積約44.3 km2，約等于100個(gè)2×1 000 MW燃煤火力發(fā)電機(jī)組的占地面積(參考電力工程項(xiàng)目建設(shè)用地指標(biāo)中表3.2.4[5])。

如圖2所示，該項(xiàng)目總平面布置主要分為3×200 MW槽式光熱廠(chǎng)區(qū)、1×100 MW塔式光熱電廠(chǎng)、250 MW光伏電廠(chǎng)、公用設(shè)施區(qū)域及安裝組合區(qū)域。本文將以PT2廠(chǎng)區(qū)為研究對(duì)象，闡述槽式光熱電站場(chǎng)平設(shè)計(jì)的優(yōu)化過(guò)程。

圖2 迪拜700 MW光熱和250 MW光伏太陽(yáng)能電站主要區(qū)域劃分圖

1.3 PT2廠(chǎng)區(qū)概況

PT2廠(chǎng)區(qū)分為鏡場(chǎng)區(qū)域和動(dòng)力島POWER BLOCK區(qū)域(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“PB區(qū)域”)。其中，鏡場(chǎng)區(qū)域共包含約530個(gè)鏡組，每個(gè)鏡組之間設(shè)有滲水溝及二級(jí)檢修道路。根據(jù)工藝布置的要求，鏡場(chǎng)又可按照方位劃分為NW/W/SW/NE/E/SE六個(gè)區(qū)域，各區(qū)域之間設(shè)有一級(jí)檢修道路。

PB區(qū)域作為儲(chǔ)熱、換熱及發(fā)電的主要場(chǎng)所，布置于鏡場(chǎng)最中央的區(qū)域，有利于保證PB區(qū)域到鏡場(chǎng)所有集熱器回路單元的總距離最小，將導(dǎo)熱油傳輸過(guò)程中的熱量損失降至最低。

為降低風(fēng)沙對(duì)槽式集熱器聚焦的影響，鏡場(chǎng)及PB區(qū)域四周需設(shè)置6.80m高的防風(fēng)墻；若鏡場(chǎng)各區(qū)塊間存在高差，區(qū)塊之間也需增設(shè)防風(fēng)墻。

2 沙漠地區(qū)槽式光熱電站場(chǎng)平設(shè)計(jì)的特殊要求

2.1 沙漠地區(qū)場(chǎng)地固化要求

該項(xiàng)目位于沙漠地區(qū)，其自然地形主要分為戈壁和移動(dòng)沙丘。如圖3，PT2廠(chǎng)區(qū)南部和北部屬戈壁地形，地勢(shì)平緩，起伏較小，場(chǎng)地自然標(biāo)高相對(duì)較低；廠(chǎng)區(qū)中部為沙丘地形，地勢(shì)高低起伏變化較大，場(chǎng)地自然標(biāo)高相對(duì)較高。廠(chǎng)區(qū)場(chǎng)地地勢(shì)大體呈東高西低，原始自然標(biāo)高介于134-170 m之間(迪拜市政高程基準(zhǔn)DMD，下同)。場(chǎng)地表層浮沙積沙嚴(yán)重，需采取措施進(jìn)行固沙。

圖3 PT2廠(chǎng)區(qū)自然標(biāo)高示意圖

結(jié)合常規(guī)場(chǎng)地固化措施及迪拜當(dāng)?shù)貙?shí)際經(jīng)驗(yàn)，廠(chǎng)區(qū)大面積沙丘固化方案主要有三個(gè)：碎石層覆蓋固沙、化學(xué)試劑固沙及廠(chǎng)區(qū)下方開(kāi)挖的聚合物覆蓋固沙。

1)若采用碎石層覆蓋，由于迪拜碎石資源緊缺，需大量進(jìn)口碎石，運(yùn)距遠(yuǎn)，成本高；

2)若采用化學(xué)試劑，則存在環(huán)境污染的隱患，且噴灑化學(xué)試劑的砂層無(wú)法承受荷載，后期維護(hù)費(fèi)用高；

3)若采用從廠(chǎng)區(qū)下方開(kāi)挖的聚合物覆蓋固沙，材料充足、成本低廉。

通過(guò)試驗(yàn)研究論證，該聚合物平鋪在場(chǎng)地表面后澆水壓實(shí)，固沙效果理想，故而本項(xiàng)目考慮從地下開(kāi)挖足量的聚合物用于覆蓋全廠(chǎng)，進(jìn)行固沙處理。

2.2 鏡場(chǎng)工藝布置對(duì)場(chǎng)平設(shè)計(jì)的要求

鏡場(chǎng)內(nèi)坡向或坡度不同的兩區(qū)塊間的變坡線(xiàn)需與集熱器回路單元保持平行，不得與之交叉；

站址區(qū)域盡量平坦，鏡場(chǎng)內(nèi)各區(qū)塊任意方向的坡度不得大于1.00%；

鏡場(chǎng)內(nèi)各區(qū)塊無(wú)東西方向上的坡向要求，但考慮迪拜位于赤道以北，南北方向上需保證北高南低或南北齊平[6]；

若鏡場(chǎng)內(nèi)相鄰兩區(qū)塊間必須設(shè)置高差時(shí)，為避免風(fēng)沙影響高處槽式集熱器的聚焦而導(dǎo)致集熱性能受損，兩區(qū)塊海拔較高的一側(cè)需設(shè)置防風(fēng)墻；

鏡場(chǎng)區(qū)域標(biāo)高與PB區(qū)域標(biāo)高的差值不大于13.50 m；

2.3 經(jīng)濟(jì)性要求

槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)是目前最成熟、成本最低的太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)[7]，采取措施降低場(chǎng)平成本，對(duì)占地面積大的項(xiàng)目的成本控制十分重要。

PT2廠(chǎng)區(qū)面積約9 km2，場(chǎng)平面積大；場(chǎng)地最大高差可達(dá)36.00 m，地形起伏大，盡可能降低土石方工程量可有效控制工程成本；

PT2鏡場(chǎng)大、小樁基數(shù)量之和共計(jì)可達(dá)2～3萬(wàn)個(gè)，盡可能控制鏡場(chǎng)樁長(zhǎng)、少采用大樁，可降低造價(jià)；

由于防風(fēng)墻造價(jià)高昂，約3000元/m，盡可能不做臺(tái)階、不額外設(shè)置防風(fēng)墻，降低造價(jià)；

保證聚合物開(kāi)挖量滿(mǎn)足廠(chǎng)區(qū)固沙需求，避免采用額外措施增加固沙成本。

3 傳統(tǒng)場(chǎng)平設(shè)計(jì)流程及存在的問(wèn)題

3.1 PT2廠(chǎng)區(qū)傳統(tǒng)場(chǎng)平設(shè)計(jì)思路

1)確定土方平衡原則

由于廠(chǎng)區(qū)占地面積大，且各個(gè)廠(chǎng)區(qū)內(nèi)地勢(shì)均高低起伏。經(jīng)初步估算，PT1及塔式光熱廠(chǎng)區(qū)的土方量約數(shù)百萬(wàn)方、PT2及PT3廠(chǎng)區(qū)的土方量可達(dá)上千萬(wàn)方，為減少土方運(yùn)距，優(yōu)先考慮保持各廠(chǎng)區(qū)內(nèi)土石方工程量填挖自平衡。

2)選擇豎向布置形式

分析地形可知，PT2廠(chǎng)區(qū)東高西低，中間高兩側(cè)低。若考慮土石方工程量最省，應(yīng)結(jié)合自然地勢(shì)變化，在南北方向上平整成中間高兩側(cè)低的三個(gè)臺(tái)階。但這會(huì)導(dǎo)致南、北區(qū)塊與中部區(qū)塊之間存在高差，需增設(shè)約8 000 m長(zhǎng)、3.50 m寬的碎石檢修道路，約7 500 m長(zhǎng)、6.80 m高的防風(fēng)墻，自然邊坡或擋墻等，工程量及造價(jià)均相應(yīng)增加。并且南、北區(qū)塊的集熱器回路單元需分別向遠(yuǎn)離PB區(qū)域的方向移動(dòng)，鏡場(chǎng)集熱性能將一定程度受損。

若采用平坡式布置，土石方工程量大于階梯式布置，但鏡場(chǎng)內(nèi)區(qū)塊間的高差消除后，可節(jié)省道路、防風(fēng)墻等工程量，并使得南、北區(qū)塊的集熱器回路單元靠近PB區(qū)域，鏡場(chǎng)集熱性能優(yōu)化。

綜合對(duì)比后，認(rèn)為采用平坡式布置更有利于降低成本，結(jié)合鏡場(chǎng)北高南低的要求，初步確定場(chǎng)地平整坡向?yàn)槲鞯蜄|高、南低北高。

3)土方平衡計(jì)算

經(jīng)全廠(chǎng)統(tǒng)籌考慮，除PT2廠(chǎng)區(qū)自平衡的需求外，PT2廠(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)需開(kāi)挖出約210萬(wàn)方的聚合物用于固沙覆蓋，開(kāi)挖聚合物的主要區(qū)域位于鏡場(chǎng)的北部及西南部。將廠(chǎng)區(qū)分為西、中、東三塊，采用方格網(wǎng)法進(jìn)行土方試算至PT2填挖平衡，最終結(jié)果為：挖方1 392.20萬(wàn)方,填方1382.80萬(wàn)方。

4)確定豎向設(shè)計(jì)標(biāo)高

根據(jù)土方計(jì)算結(jié)果，確定豎向設(shè)計(jì)標(biāo)高，PB區(qū)域及其南北區(qū)域的鏡場(chǎng)標(biāo)高均為144.50 m，西側(cè)鏡場(chǎng)按2.50‰的坡度、東側(cè)鏡場(chǎng)按8.00‰的坡度分別自西向東逐漸升高。

3.2 傳統(tǒng)場(chǎng)平設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

傳統(tǒng)場(chǎng)平設(shè)計(jì)以土方平衡的結(jié)果來(lái)定豎向標(biāo)高，重點(diǎn)偏向于滿(mǎn)足鏡場(chǎng)的工藝要求，卻容易忽略成本要求。主要問(wèn)題如下：

1)場(chǎng)平設(shè)計(jì)時(shí)以考慮土方平衡為主，最終結(jié)果使得大面積地質(zhì)條件較好的戈壁區(qū)域(如NW/SW區(qū)域)成為填方區(qū)，導(dǎo)致部分樁長(zhǎng)增加。

2)部分區(qū)域?yàn)榫酆衔镩_(kāi)挖區(qū)域，最終結(jié)果卻為回填區(qū)，導(dǎo)致一方面此區(qū)域樁長(zhǎng)需要加長(zhǎng)；另一方面，此區(qū)域先挖后填，施工工期增加，且換填聚合物的砂石會(huì)使得最終場(chǎng)平方量額外增加。

3)部分戈壁區(qū)域地勢(shì)已經(jīng)比較平坦，雖然其面層坡度不均勻，但其實(shí)都可以滿(mǎn)足鏡場(chǎng)內(nèi)各區(qū)塊任意方向的坡度不大于1.00%的技術(shù)要求。若將整個(gè)鏡場(chǎng)區(qū)域設(shè)置為統(tǒng)一坡度，導(dǎo)致有大面積滿(mǎn)足要求的區(qū)域需要重新修正，既無(wú)形中增加了土方量，又增加了現(xiàn)場(chǎng)施工工作量。

4 場(chǎng)平優(yōu)化設(shè)計(jì)

針對(duì)3.2提到的問(wèn)題，優(yōu)化PT2場(chǎng)平設(shè)計(jì)。

4.1 土方填挖區(qū)域調(diào)整

1)根據(jù)自然地形調(diào)整

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)下PT2填方區(qū)域主要集中在NW、NE、SW區(qū)域；挖方區(qū)域集中在W、E、SE、PB區(qū)域。原始戈壁及聚合物主要在NW及SW區(qū)域。若要保證聚合物取料后無(wú)需換填，則NW及SW區(qū)域宜為挖方區(qū)。

2)根據(jù)樁長(zhǎng)優(yōu)化位置調(diào)整

樁基礎(chǔ)長(zhǎng)度的影響因素主要為下部巖層深度，當(dāng)巖層深度超過(guò)一定界限，則可以通過(guò)改變樁型(如圖4所示)，如使用大樁來(lái)增加樁的抗拉拔力。但當(dāng)巖層深度繼續(xù)加深到某一界限時(shí)，大樁長(zhǎng)度卻不會(huì)繼續(xù)增加。

圖4 槽式鏡樁基示意圖對(duì)比

由此，可以得出一個(gè)優(yōu)化思路，將原本因回填而導(dǎo)致樁長(zhǎng)增加區(qū)域的填方轉(zhuǎn)移至本身巖層就較深的大樁區(qū)域，使原回填區(qū)域的樁長(zhǎng)得以減小，而大樁區(qū)域的樁長(zhǎng)依然不變，從而降低樁的費(fèi)用。

根據(jù)該工程的地勘報(bào)告，得知NW、SW區(qū)域的巖層較淺，若由原設(shè)計(jì)的填方區(qū)改為挖方區(qū)可有效減少樁長(zhǎng)。

3)優(yōu)化聚合物取料位置

根據(jù)上述兩條，可將NW、SW區(qū)域設(shè)定為挖方區(qū)，進(jìn)一步優(yōu)化聚合物的選取位置。

根據(jù)鏡場(chǎng)場(chǎng)地北高南低的要求，若將NW區(qū)域標(biāo)高降低，則會(huì)導(dǎo)致W區(qū)域標(biāo)高隨之降低，則W區(qū)域挖方量增加。為盡可能降低土方量，優(yōu)先考慮僅在SW區(qū)域挖取聚合物。

綜上所述，PT2廠(chǎng)區(qū)的填挖區(qū)域宜調(diào)整為NW、W、SW、E區(qū)域?yàn)橥诜絽^(qū)，NE、SE區(qū)域?yàn)樘罘絽^(qū)。

4.2 土方平衡原則調(diào)整

由于填挖區(qū)域的調(diào)整，PT2廠(chǎng)區(qū)已無(wú)法滿(mǎn)足自平衡的要求，故考慮是否可以將還未施工的PT3區(qū)域土方與PT2區(qū)域綜合考慮。

根據(jù)PT3地勘報(bào)告顯示，該區(qū)域巖層較深，鏡場(chǎng)區(qū)域全部需要設(shè)置大樁。因此，將PT2多余土方量轉(zhuǎn)運(yùn)至PT3并不會(huì)造成PT3樁基費(fèi)用的改變。經(jīng)過(guò)地形分析發(fā)現(xiàn)，PT3填方區(qū)域恰好集中在西側(cè)，靠近PT2，所以也不會(huì)導(dǎo)致運(yùn)距過(guò)長(zhǎng)從而增加成本。因此，考慮PT2+PT3廠(chǎng)區(qū)土方平衡即可。

4.3 場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高確定及土方平衡計(jì)算

1) NW及W區(qū)域設(shè)計(jì)

根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，方格網(wǎng)法一般適用于場(chǎng)地地形比較平緩、豎向布置采用平坡式的廠(chǎng)區(qū)；斷面法一般適用于山丘地區(qū)[8]。NW區(qū)域?yàn)楦瓯诘匦危瑸闇p少動(dòng)土量，我們希望盡可能保持原地形的起伏坡度進(jìn)行設(shè)計(jì)，故而在此處結(jié)合了方格網(wǎng)法及斷面法進(jìn)行場(chǎng)平設(shè)計(jì)。

首先，抽出NW區(qū)域的地形數(shù)據(jù)，利用EXCEL表格檢查東西方向相鄰兩點(diǎn)間坡度是否大于1.00%，若大于1.00%，將相應(yīng)標(biāo)高的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，使其滿(mǎn)足要求；若小于1.00%，則維持原標(biāo)高不變。

然后，計(jì)算此區(qū)域填挖方相等時(shí)的平均標(biāo)高h(yuǎn)0；按10 m×10 m劃分方格網(wǎng)，計(jì)算水平方向等高距為10 m的等高線(xiàn)的平均標(biāo)高h(yuǎn)i，然后選擇hi最接近h0，即min(|hi-h0|)的一條等高線(xiàn)作為基準(zhǔn)線(xiàn)如圖5、6所示。

圖5 W區(qū)域豎向布置等高線(xiàn)示意平面圖(局部)

圖6 W區(qū)域標(biāo)高賦值基準(zhǔn)線(xiàn)示意剖面圖(局部)

最后將整個(gè)NW及W區(qū)域標(biāo)高全部賦值為這條基準(zhǔn)線(xiàn)的標(biāo)高。這樣既可保證鏡場(chǎng)場(chǎng)地北高南低或南北相等的要求；又可保持設(shè)計(jì)標(biāo)高順應(yīng)原始地形，將動(dòng)土量降至最低。

2) SW區(qū)域設(shè)計(jì)

根據(jù)地勘報(bào)告及現(xiàn)場(chǎng)勘探顯示，當(dāng)W區(qū)域標(biāo)高降低至基準(zhǔn)線(xiàn)標(biāo)高時(shí)，已經(jīng)達(dá)到巖層，并且可以挖出聚合物約97.00萬(wàn)方。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工反饋的要求，對(duì)PT2廠(chǎng)區(qū)聚合物的需求由原來(lái)的210.00萬(wàn)方提高至500.00萬(wàn)方，則SW區(qū)域挖方量至少應(yīng)為403.00萬(wàn)方。以NW和W區(qū)域的基準(zhǔn)線(xiàn)標(biāo)高為初始值，將SW區(qū)域自北向南放坡，試算出接近403.00萬(wàn)方挖方的數(shù)值，從而得到SW區(qū)域的設(shè)計(jì)坡度。

3) PT2其他區(qū)域設(shè)計(jì)

NE、E、SE這三個(gè)區(qū)域由于地形變化不大且以沙漠地形為主，設(shè)計(jì)時(shí)考慮為一個(gè)整體，通過(guò)土方試算得出動(dòng)土量最小的設(shè)計(jì)標(biāo)高。但標(biāo)高調(diào)整時(shí)需要保障NE與NW之間的標(biāo)高銜接，避免出現(xiàn)臺(tái)階。

PB區(qū)域作為動(dòng)力島，區(qū)域內(nèi)建(構(gòu))筑物、設(shè)備及管線(xiàn)龐雜，為方便設(shè)計(jì)，該區(qū)域場(chǎng)地應(yīng)盡量不設(shè)坡度，并保證與周邊區(qū)域標(biāo)高可以順利銜接。同時(shí)，需檢查PB區(qū)域與鏡場(chǎng)最高處的標(biāo)高差是否滿(mǎn)足最大不超過(guò)13.50 m的技術(shù)要求。

4)優(yōu)化難點(diǎn)設(shè)計(jì)

根據(jù)之前的優(yōu)化過(guò)程，各區(qū)域基本都定出了設(shè)計(jì)標(biāo)高及坡度，但由于PB、SW、SE三個(gè)區(qū)域的豎向設(shè)計(jì)坡度不盡相同，造成了一塊收口區(qū)域的存在，以解決各區(qū)域銜接不順的問(wèn)題。

如圖7所示，收口區(qū)域北部為PB及W區(qū)域，西邊為SW區(qū)域，東邊為SE區(qū)域，且這三個(gè)面的標(biāo)高設(shè)計(jì)已經(jīng)完成。這就意味著，設(shè)計(jì)面北邊界確定為標(biāo)高+143.65 m的等高線(xiàn)；西邊界為起點(diǎn)標(biāo)高+143.65 m自北向南按0.30%坡度下降的等高線(xiàn)；東邊界線(xiàn)為標(biāo)高+143.65 m的等高線(xiàn)。由于三邊條件已確定且東西邊界線(xiàn)為兩條異面直線(xiàn)，所以，此區(qū)域無(wú)法構(gòu)成平面。在閉合該收口區(qū)域的過(guò)程中，筆者經(jīng)歷過(guò)幾種做法，詳見(jiàn)表1。

圖7 收口區(qū)域豎向布置示意圖

表1 收口區(qū)域做法簡(jiǎn)介

最終的解決方案為做法四。如圖7所示，將收口區(qū)域東側(cè)第一個(gè)鏡組的南北方向坡度設(shè)置為自北向南下降0.037 5%，相鄰兩個(gè)鏡組起點(diǎn)標(biāo)高相等，坡底標(biāo)高相差30.00 cm，該高差利用兩個(gè)鏡組中間的滲水溝做高差消除，最終形成結(jié)果如圖8。依次類(lèi)推，向西逐步降坡，直至南北方向坡度降低至SW的0.30%。

圖8 收口區(qū)域節(jié)點(diǎn)平剖面示意圖

這樣處理的好處是，一方面解決了東西兩個(gè)區(qū)域不同面的問(wèn)題；另一方面，保證了每個(gè)鏡組南北方向坡度不會(huì)發(fā)生變化。

5)土方計(jì)算結(jié)果及技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比

按照上述過(guò)程，最終土方計(jì)算結(jié)果為:挖方2 038.10萬(wàn)方，填方1 251.80萬(wàn)方，需向PT3外運(yùn)約786.00萬(wàn)方。經(jīng)后續(xù)計(jì)算，PT3廠(chǎng)區(qū)可消納余土，且PT3廠(chǎng)區(qū)總土方工程量并未增加，此處不再詳細(xì)描述。所以，在進(jìn)行兩個(gè)方案對(duì)比時(shí)采用的PT2廠(chǎng)區(qū)挖方量按2 038.10-786.00=1 252.10萬(wàn)方來(lái)統(tǒng)計(jì)。

由于優(yōu)化計(jì)算時(shí)聚合物的需求根據(jù)施工要求，由210.00萬(wàn)方提高至500.00萬(wàn)方，故按照此要求對(duì)傳統(tǒng)方案的土方計(jì)算進(jìn)行調(diào)整，最終計(jì)算結(jié)果為：挖方1 506.70萬(wàn)方，填方1 499.70萬(wàn)方。

將兩種設(shè)計(jì)思路的土方量、大小樁數(shù)量等進(jìn)行對(duì)比，詳見(jiàn)表2。

表2 PT2廠(chǎng)區(qū)場(chǎng)平方案技經(jīng)比較表

由表2可見(jiàn)，PT2廠(chǎng)區(qū)場(chǎng)平設(shè)計(jì)優(yōu)化后，可降低造價(jià)約3 570萬(wàn)。

5 結(jié)論及建議

大型沙漠區(qū)域的槽式光熱電站占地面積大，土方工程量可達(dá)千萬(wàn)；加之鏡場(chǎng)樁基數(shù)量多且分散，全廠(chǎng)樁基數(shù)量約十幾萬(wàn)個(gè)，這些都是常規(guī)項(xiàng)目所不常見(jiàn)的。該類(lèi)項(xiàng)目的場(chǎng)平成本往往對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的成本控制及工期控制都十分關(guān)鍵，場(chǎng)平設(shè)計(jì)優(yōu)化工作是十分必要且重要的。

傳統(tǒng)場(chǎng)平設(shè)計(jì)思路為：分析地形→確定豎向設(shè)計(jì)形式→土方平衡計(jì)算→確定設(shè)計(jì)標(biāo)高。該種方法在國(guó)內(nèi)常規(guī)火電廠(chǎng)的設(shè)計(jì)中普遍適用。因?yàn)獒槍?duì)以往的火電、燃機(jī)電廠(chǎng)等場(chǎng)地，即使考慮某一區(qū)域樁基成本較大，可以通過(guò)降低該區(qū)域的標(biāo)高，采用階梯布置形式來(lái)解決。但由于槽式光熱電站一系列技術(shù)要求的限制及防風(fēng)墻較高昂的造價(jià)成本，使得傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思路無(wú)法發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。

本文提出的優(yōu)化思路為：分析地形→根據(jù)鏡場(chǎng)樁基及聚合物開(kāi)挖區(qū)確定全廠(chǎng)填挖區(qū)域→分區(qū)塊確定設(shè)計(jì)標(biāo)高→試算全廠(chǎng)土方→判斷土方平衡情況→進(jìn)行收口區(qū)域調(diào)整。

該思路從一開(kāi)始就將鏡場(chǎng)樁基納入場(chǎng)平成本考慮范圍，并采用先確定設(shè)計(jì)標(biāo)高再調(diào)整土方平衡的方式，以保證鏡場(chǎng)所處的沙漠區(qū)域處于挖方區(qū)以節(jié)省樁基費(fèi)用，且設(shè)計(jì)標(biāo)高盡量順應(yīng)地勢(shì)以減少動(dòng)土量，從而彌補(bǔ)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思路帶來(lái)的成本損失。

本文希望為廣大設(shè)計(jì)人員在同類(lèi)型光熱電站的場(chǎng)平設(shè)計(jì)上拓展出新的思路，但仍存在一些不足的問(wèn)題。比如NW及W區(qū)域按平均10 m等高線(xiàn)抽一個(gè)斷面去找基準(zhǔn)等高線(xiàn)的方法比較費(fèi)時(shí)，若后面的設(shè)計(jì)者能找到更好的軟件或算法去解決，將更有利于該種方法的廣泛應(yīng)用。