蘇丹麥洛維大壩工程施工總平面布置設計優化

曹 輝

(中國水利水電第七工程局有限公司,四川成都 610081)

1 概 述

蘇丹麥洛維大壩工程位于蘇丹喀土穆白尼羅河(White Nile River)與青尼羅河(Blue Nile River)匯合處下游的尼羅河上。工程從左至右分別為左岸土堤、左岸面板堆石壩(含左岸灌溉取水口)、左河道粘土心墻壩、發電廠房壩段(取水口和發電廠房)、非溢流壩段、溢流壩段、右岸面板堆石壩(含右岸灌溉取水口)及右岸土堤。發電廠房裝機 120萬 kW,最大壩高 67 m。該工程于2003年 6月 15日開工,目前已基本完建。工程樞紐總平面布置見圖 1。

圖 1 樞紐總平面布置圖

麥洛維電站所在地域氣候條件為熱帶大陸氣候,年均氣溫為 29.1℃ ～29.2℃,最大日降雨量約 76 mm,11月 ～次年 4月一般無降雨記錄。年平均濕度為 23%～24%,12月份平均濕度最高為33%,5～6月份最小至 15%～16%。日平均蒸發量從 23.9 mm/d(Ⅸ)至 13.9mm/d(Ⅻ)。尼羅河汛期為 7～12月,枯期為 1～6月。

2 原合同文件中的施工總平面布置

原合同文件基本采用了招標文件的總體規劃,主要場地及設施布置見圖 2。承包商生活辦公營地及生產設施營地布置見圖 3、4。

3 履約期間的施工總平面布置優化

工程開工后,經過進一步的現場實地踏勘以及對現場地形的初步測量,主要對承包商施工營地位置、浮橋、實驗室、施工供電系統等幾個部分進行了優化。實施期間施工總布置及承包商營地布置情況分別見圖 5、6。

3.1 承包商生活辦公營地及生產設施布置調整

經過現場實際踏勘發現:合同文件中承包商生活辦公營地所在位置有許多巖石出露的小山丘和填滿砂礫的古河床(或沖溝),如果采用合同文件的布置,則場地平整工程量大并需要采用爆破手段。工程初期,承包商人員剛進場,當地分包商也沒有這個能力,只有等承包商的首批設備到場并且在得到蘇丹國防部批準使用炸藥后才能進行,故合同文件中的方案無法滿足施工進度。

圖 2 合同文件中施工總平面布置圖

圖 3 合同文件中承包商生產營地布置圖

為盡快進行施工臨建設施建設,經過對工程施工區域的水文氣象資料、尼羅河的水位流量關系、當地分包商的施工能力、對合同進度的影響等進行大量論證的基礎上,承包商提出了以下布置方案:

(1)充分利用原合同文件中右岸 1#施工主干道兩側的尼羅河一、二級階地作為承包商施工生活辦公以及生產設施的布置場地,即在原合同文件的基礎上向河側平行移動約 200 m。具體布置情況詳見圖 5、6。

圖 4 合同文件中承包商生活辦公營地布置圖

(2)對那些原始地形或地質情況無法滿足防汛要求或建筑物基礎要求的地方,采用石料場表面剝離的以及一期基坑開挖的無用料進行回填或換填后使用。

該方案具有以下優點:

(1)既可以避免必須使用爆破的大量石方開挖,又可以充分利用當地分包商盡可能早的開始臨建工程建設,為主體工程贏得時間;

(2)可以將一期基坑的無用料運距縮短;

(3)可以減少混凝土施工期間的混凝土入倉前的運輸距離,利于混凝土大壩施工的溫度控制。

圖 5 實施的施工總布置圖

圖 6 實施階段承包商營地布置圖

在與工程師/業主進行充分溝通的基礎上,2003年 8月 18日(承包商首批人員進場后的第40天),工程師 /業主批準了該方案。

3.2 施工交通的優化設計

(1)浮橋的優化設計。

施工期間,將浮橋設計分為兩期,布置如下:一期將原合同文件中布置的左河道浮橋軸線向上游移至一期下游圍堰左側與右河道一期下游圍堰堰頂連接,取消了原合同文件中的右河道浮橋;二期將浮橋軸線移至溢流壩和發電廠房壩段上游引渠與二期上游圍堰連接,充分利用一期右河道下游圍堰以及二期左河道上游圍堰作為交通通道。

該方案可將浮橋長度由原合同文件中的1 500 m減少為約 750 m,大大降低了施工成本。

(2)施工主干道的優化設計。

因右岸上游 Umm-Duweima石料場將作為混凝土骨料的主要料場,因此,將原合同文件中通往該料場的 1-2-1#施工主干道軸線由自溢流壩右側接右岸上游棄料場左側至料場改為自砂石加工系統的初碎車間接右岸上游棄料場右側至料場。這樣實施可以節約混凝土骨料的石料運距約0.5 km。整個工程混凝土共計約 180萬 m3,因此而節約 90萬 m3/km。

(3)施工供電的優化設計。

將原合同文件中在承包商生活辦公營地以及生產設施營地各布置一座柴油發電廠的方案優化為集中設計一座柴油發電廠。這樣實施既可以減少柴油發電廠的建安工作量,又可以充分提高施工期的用電保證率,從而降低運行費用。

(4)施工供水的優化設計。

將原合同文件中在右岸生活辦公區以及生產設施區分別布置供水系統,并在生產設施區內又將人工砂石骨料加工系統以及混凝土拌和系統的供水系統分開布置的方案優化為從尼羅河抽水至右岸一級水池(20 000 m3),再分別接管至生活辦公區以及生產設施區 3 000 m3水池,再接管至人工砂石系統以及混凝土拌和樓等集中用水點的相對集中供水方案。

這樣實施既可以減少建安工作量,又可以充分提高施工期的用電保證率,從而降低運行費用。

4 結 語

通過上述施工總布置設計優化,大大減少了施工期間承包商的臨建工程量以及臨建工程的運行費用,為承包商減少施工成本、獲取最后的施工效率打下了基礎。