萬 露，張 宏

（中水東北勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司，吉林 長春 130021）

1 工程概況

遼寧某抽水蓄能電站位于遼寧省桓仁縣境內(nèi)，站址距桓仁縣城直線距離為40 km，距沈陽市直線距離為152 km。電站裝機容量為1 600 MW，共4 臺。電站建成后在系統(tǒng)中承擔(dān)調(diào)峰、填谷、儲能、調(diào)頻、調(diào)相、緊急事故備用等任務(wù)，下水庫兼具防洪、發(fā)電、灌溉綜合利用任務(wù)。建筑物主要由上水庫、下水庫、輸水系統(tǒng)和地下廠房系統(tǒng)等組成。

上水庫位于一撮毛山與其北側(cè)次高山之間的鞍部，通過開挖鞍部和在東西兩側(cè)筑壩形成水庫，正常蓄水位為1 069.00 m，設(shè)計洪水位（P=0.5%）為1 069.35 m，校核洪水位（P=0.1%）為1 069.45 m，死水位為1 015.00 m，水庫總庫容為744.80 萬m3，正常蓄水位以下庫容為735.80 萬m3，調(diào)節(jié)庫容為708.50 萬m3。下水庫為已建的某水利樞紐工程，控制流域面積為383 km2，壩址多年平均徑流量為1.63 億m3，正常蓄水位為425.00 m，死水位為414.00 m，總庫容為3 402.86 萬m3。上下水庫之間的直線距離約1 500.00 m，距高比為2.60。

電站為Ⅰ等大（1）型工程。永久性主要建筑物包括上水庫壅水建筑物、輸水系統(tǒng)建筑物、地下廠房、主變室、地面開關(guān)站、下水庫擋水及泄水建筑物等，為1 級建筑物；永久性次要建筑物包括進(jìn)廠交通洞、排水洞等，為3 級建筑物。樞紐工程區(qū)邊坡為A 類邊坡，永久性主要建筑物邊坡級別為1級；永久性次要建筑物邊坡級別為2 級。

2 施工分區(qū)布置

抽水蓄能電站上下水庫一般高差較大，上水庫一般位于高山頂部，地形條件陡峻，不適宜布置較多的施工臨建；下水庫一般位于天然河道干流，河灘地地形較緩，適宜布置施工臨建。

根據(jù)樞紐建筑物布置特點、施工場地布置條件、渣場和暫存場位置，以及施工總布置、場地規(guī)劃原則并結(jié)合對外交通路線及場內(nèi)交通布置[1]，確定該工程分兩大區(qū)域進(jìn)行布置。

2.1 上水庫施工區(qū)

上水庫施工區(qū)主要承擔(dān)上水庫庫盆、上水庫大壩、上水庫進(jìn)/出水口、引水隧洞上平段、上豎井等主體工程項目的施工。上水庫東、西主壩均采用鋼筋混凝土面板堆石壩方案。上水庫施工區(qū)需要布置的施工設(shè)施主要有施工營地、砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng)和混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)、綜合倉庫、金屬結(jié)構(gòu)拼裝廠、鋼筋木材綜合加工廠、施工機械修配廠和汽車保養(yǎng)站、暫存場等。受上水庫地形條件限制，不在上水庫施工區(qū)單獨布置鋼管加工廠，將其集中布置在廠道系統(tǒng)施工區(qū)。

上水庫地形條件陡峻，施工區(qū)集中布置難度較大，故上水庫施工區(qū)依托Y1永久上壩公路分散布置。

2.2 廠道系統(tǒng)施工區(qū)

廠道系統(tǒng)施工區(qū)主要承擔(dān)下水庫進(jìn)/出水口、廠道系統(tǒng)（引水隧洞中平段以下，包含中平段）、下水庫改造等主體工程項目的施工。相應(yīng)施工項目為土石方開挖（包括明挖、洞挖），各個隧洞襯砌混凝土澆筑，地下廠房、地面開關(guān)站等結(jié)構(gòu)混凝土澆筑，廠房機組設(shè)備安裝，閘門攔污柵等金屬結(jié)構(gòu)安裝等任務(wù)。廠道系統(tǒng)施工區(qū)布置的施工場地及設(shè)施主要有業(yè)主營地、施工營地、綜合倉庫、機電設(shè)備庫、機械設(shè)備停放場、施工機械修配廠和汽車保養(yǎng)站、金屬結(jié)構(gòu)拼裝廠、鋼管加工廠、砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng)、混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)、暫存場及表土?xí)捍鎴龅仁┕龅亍?/p>

廠道系統(tǒng)施工區(qū)地形條件平緩，故廠道系統(tǒng)施工臨建沿Y2 永久進(jìn)廠公路集中布置。

3 方案擬定

砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng)一般占地面積較大，且對地形、地質(zhì)條件有嚴(yán)格要求[2]，考慮抽水蓄能電站上水庫為減少棄渣、充分利用庫盆開挖料，一般選擇堆石壩壩型，因此，上水庫混凝土用量一般較少，為減少砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng)土建工程量和施工臨建占地面積，將砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng)集中布置于下水庫施工區(qū)是合適的。但當(dāng)上水庫混凝土用量較大時，就需要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟比選確定砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng)是集中布置還是分設(shè)布置[3]。

該工程混凝土及噴混凝土工程量總計111.21萬m3，其中主體工程噴混凝土工程量為108.95 萬m3，施工支洞噴混凝土工程量為2.26 萬m3。由于上水庫東、西主壩均需采用衡重式混凝土擋墻收坡，上水庫混凝土用量高達(dá)83.22 萬m3，占整個工程混凝土用量的75%，較其他面板堆石壩混凝土用量規(guī)模大，故砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng)和混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)的布置是影響整個工程投資的關(guān)鍵。因此，需對砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng)和混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)的布置進(jìn)行比選。考慮到混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)的布置應(yīng)盡量靠近澆筑地點，以防止混凝土在長距離、長時間運輸過程中出現(xiàn)離析、初凝等問題，若將混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)集中布置在廠道系統(tǒng)施工區(qū)，混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)距上水庫澆筑地的運距達(dá)14.00 km，距離過遠(yuǎn)，因此，在上水庫施工區(qū)和廠道系統(tǒng)施工區(qū)各布置1 套混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)，分別滿足各施工區(qū)的混凝土生產(chǎn)要求，不再進(jìn)行混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)布置比選，僅對砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng)的布置進(jìn)行比選。

初步擬定兩個砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng)的布置方案：方案一，砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng)集中布置在下水庫河道左岸岸灘，提供工程所需的全部混凝土骨料及墊層料；方案二，砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng)分2 處設(shè)置，分別設(shè)置在下水庫河道左岸岸灘及Y1 永久上壩公路馬蹄溝棄渣/暫存場附近的山坡上。各方案具體布置詳述如下。

1）方案一：砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng)庫集中布置方案。此方案擬在廠道系統(tǒng)施工區(qū)下水庫河道左岸岸灘集中設(shè)置1 處砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng)，供應(yīng)整個工程砂石骨料，上水庫施工區(qū)僅單獨布置混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)。其優(yōu)點：土建工程量小、占地面積少；缺點：上庫來料時毛料運距大，成品骨料運距遠(yuǎn)，轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)多，骨料遜徑現(xiàn)象嚴(yán)重。

2）方案二：砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng)分設(shè)布置方案。此方案擬在上水庫施工區(qū)Y1 永久上壩公路馬蹄溝棄渣/暫存場附近的山坡上和廠道系統(tǒng)施工區(qū)下水庫河道左岸岸灘各設(shè)置1套砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng)。上水庫施工區(qū)砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng)主要供應(yīng)：上水庫鋼筋混凝土面板堆石壩墊層料，東、西主壩壩腳擋墻和基礎(chǔ)處理混凝土，廠道系統(tǒng)引水上豎井段（包括）以上輸水隧洞混凝土，上水庫進(jìn)/出水口混凝土，上水庫結(jié)構(gòu)混凝土，1號施工支洞混凝土等所需骨料；廠道系統(tǒng)施工區(qū)砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng)主要供應(yīng)：廠道系統(tǒng)引水上豎井段（不包括）以下輸水隧洞混凝土、廠房混凝土、下水庫進(jìn)/出水口混凝土、交通洞和通風(fēng)洞混凝土，以及2～6號施工支洞混凝土等所需骨料。廠道系統(tǒng)施工區(qū)砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng)布置位置與集中布置方案一致，僅占地面積較集中布置方案略小。其優(yōu)點：毛料及成品骨料運距小；缺點：土建工程量大、占地面積大。

4 方案比選

綜上，擬定的兩種布置方案僅對上水庫施工區(qū)混凝土骨料、墊層料毛料及成品料運輸產(chǎn)生影響，故總布置方案比選僅分析上述影響，進(jìn)而確定推薦方案。

從毛料運輸方面，方案二較方案一運距減少6.50 km；從成品料運輸方面，方案二較方案一減少7.00 km；從土建費用方面比較，方案二土建費用較方案一多2 236萬元；從占地方面比較，方案二較方案一建設(shè)征地總面積多了7.93 hm2，主要實物指標(biāo)差異為林地增多8.65 hm2、耕地減少0.72 hm2。兩方案經(jīng)濟比較見表1。

表1 兩方案經(jīng)濟比較表 萬元

由表1可知，方案二整體投資較方案一更少，且砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng)分設(shè)布置能有效減少物料倒運，更易于施工組織管理，故選擇方案二為推薦方案。

5 結(jié)語

砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模、投資大，是水電工程施工組織設(shè)計的重點，其規(guī)劃布置的合理性直接影響整個工程的工期、投資和質(zhì)量。此次方案對比主要考慮了毛料運輸、成品料運輸、土建費用、占地費用等因素，沒有考慮由于系統(tǒng)布置不同造成生產(chǎn)工藝流程不同，進(jìn)而對砂石骨料單價的影響，在今后的研究中需進(jìn)一步改進(jìn)和完善。