錦屏一級水電站施工總布置研究

曹 華

(中國水電顧問集團成都勘測設計研究院，四川 成都 610072)

1 前 言

錦屏一級水電站位于雅礱江下游河段的涼山州木里縣和鹽源縣境內，距西昌和冕寧的公路距離分別約為262km、183km。電站大壩為世界級的高混凝土雙曲拱壩，壩址區位于普斯羅溝與道班溝之間約1.5km的河段上。工程樞紐主要由混凝土雙曲拱壩、水墊塘及二道壩、右岸泄洪洞、右岸岸塔式進水口、引水系統、地下廠房及開關站等建筑物組成。壩體上設置4孔溢流表孔，堰頂高程1 871.5m，孔口尺寸11.5m×10m；5孔深孔，進口高程1 790.0m，孔口尺寸5.0m×6m。大壩壩頂高程1 885m，建基高程1 580m，最大壩高305m。錦屏一級水電站正常蓄水位為1 880m，總裝機容量為3 600MW(6×600MW)。

2 施工總布置條件

錦屏一級水電站位于高山峽谷地區，工程區所在位置河谷深切，兩岸基巖裸露，岸坡陡峻，階地不發育，呈典型的峽谷地貌。壩區附近可供利用的平緩山坡與灘地很少，除壩址附近沿江兩岸谷坡底部、沖溝出口處有零星的小塊緩坡地帶外，主要場地集中在大壩上游約10km、1 900.0m高程以上的蘭壩鄉，大壩下游約5km、1 900.0m高程以上的大坪以及大壩下游約14km、1 625.0m高程以上的大沱才有較為平緩的地形。因此施工布置條件較差，施工總布置十分困難。

3 施工總布置

3.1 施工總布置原則

(1)本工程規模巨大，樞紐建筑物布置集中，土石方挖填、混凝土澆筑等工程量大，樞紐建筑物地處高山峽谷河段，各工程部位施工干擾較大，場內公路線路布置以及施工場地布置十分困難。因此，為了能適應本工程地形、地貌條件，減少施工干擾和緩解場內交通的矛盾，同時考慮今后的分標施工的需要，施工總布置宜采用分區布置。各分區根據施工需要設置的施工工廠設施，采用分散與集中相結合的布置方式。

(2)施工總布置遵循有利于工程施工、方便職工生活、少占耕地、節約投資的原則。

(3)利用部分出渣平整部分場地，以滿足施工場地使用要求。

(4)工程的施工總布置方案應做到有利于地方經濟的發展。

3.2 施工總布置必須考慮的因素

由于本工程地處高山峽谷地區，施工場地布置條件極差，同時場內交通展線非常困難，因此如何綜合考慮本工程地形地貌、對外交通線路以及場內交通線路的走向，使各施工場地的布置做到既有利生產，又方便生活是本工程施工總布置的難點和重點。

3.2.1 有利生產，方便生活

根據“有利生產，方便生活”的原則，將施工供風、水、電系統、混凝土拌和等系統布置于各施工工作面附近，采用分散布置與開辟場地相結合的方法，以緩解場地緊張的矛盾。其他施工設施以由近而遠的原則，分散布置。

3.2.2 施工場地布置與混凝土骨料料源的關系

錦屏一級混凝土人工骨料料源有大理巖和砂板巖兩種，大理巖料場有三灘右岸和蘭壩兩處。

(1) 三灘右岸料場位于雅礱江右岸、大壩上游3km處，由于料場位置、開采、加工條件均較理想，前期作了大量工作，經材料試驗數據統計，巖石濕抗壓強度雖大于60MPa的在80%以上，但碎石壓碎指標基本均大于20%，僅個別組指標小于20%，在19%左右。

(2) 蘭壩大理巖料場位于大壩上游、雅礱江右岸，巖性淺灰～灰白色致密大理巖和灰色網紋狀致密大理巖夾少量白色細隱晶大理巖條帶。該料場灰白色致密大理巖各項技術指標均較理想，可滿足人工骨料要求；灰色網紋狀致密大理巖軟化系數較低，碎石耐磨性差，人工砂堅固性超標。

該料場處于大壩上游，料場高程1 670～2 240m，根據施工總進度安排，大壩第九年汛期水位為1 868.77m，故料場規劃開采高程在1 870m以上，據地質資料估算1 880m高程以上總儲量約500萬m3，不能滿足整個工程混凝土骨料用量。而且料場緊臨公路，料場長度、寬度均約300m，開采場地狹窄，開采條件較差。

(3) 大奔流溝砂巖料場位于雅礱江左岸、錦屏一級壩址下游約8.5km處、大奔流溝兩側，料場上游邊界距大奔流溝約250m，料場下游邊界距大奔流溝約750m，料場總長度約1 000m。僅計大奔流溝下游側(不計大奔流溝上游側)、高程1 662m以上，有用層儲量約1 200萬m3。

根據錦屏一級水電站工程混凝土骨料料源選擇專題研究成果，工程混凝土骨料選用了開采大奔流溝砂巖料場和三灘右岸大理巖料場兩種料源的組合骨料料源方案，同時分別在料場附近各建一個砂石加工廠。

3.2.3 施工場地布置與對外交通的關系

擬定的錦屏一級對外交通主干線，為自大河灣東端磨房溝電站下游7km左右，進錦屏二級輔助洞(以下簡稱輔助洞)至大河灣西端，于錦屏一級壩址下游約4km處出洞，出洞后連接錦屏一級低線公路，輔助洞長度約17.5km。初擬輔助洞2003年開工，2007年通車。在此前，對外交通主要依靠輔助線，即此段由江口沿大河灣，經九龍河口、大沱等逆江而行至壩址，江口至壩址公路里程約110km 。在輔助洞通車前，對外交通主要依靠輔助線；輔助洞通車后，對外交通主要依靠主干線?？紤]到部分施工設施如倉庫、綜合加工系統等，需布置于對外交通主干線附近，以避免物資倒運及部分加工成品長距離運輸易變形等問題。

綜上所述，在進行施工總布置研究時，施工場地以不同用途可按三種情況考慮：

(1) 必須布置于壩址附近的施工設施，如供風、水、電、混凝土拌和等系統；

(2) 受一定條件制約的施工設施，如砂石加工廠受料場、混凝土拌和廠位置、倉庫、綜合(含鋼筋、木材)加工系統等；

(3) 布置條件相對受制約較少的施工設施，如機械修配(含機械修配廠、汽車保養廠)系統等。

(4)同時考慮到錦屏二級同期施工對施工場地的需求。

3.3 施工場地分區規劃布置方案

根據工程區域內的地形、地貌特征以及施工場內交通規劃的成果，工程區域內可能的施工場地大致可劃分為七個區域：

(1)蘭壩區：位于大壩右岸上游10km的蘭壩鄉；

(2)壩區：位于廠壩區內上、下游左、右兩岸；

(3)大坪區：位于大壩右岸下游約5.5km，主要場地分布在1 900.0m高程以上；

(4)印把子溝區：位于大壩左岸下游約6km，主要場地分布在1 650.0m高程以上；

(5)大沱區：位于大壩左岸下游約14.4km處，主要場地分布在1 625.0m高程以上；

(6)東端松林坪區：位于大壩下游錦屏二級水電站的廠址附近的松林坪，距壩址公路距離約23km；

(7)三灘右岸區：位于大壩上游右岸，主要場地分布在1 900.0m高程以上，距壩址公路距離約3.5km。

根據場地區域的分布狀況并結合上述需要考慮的施工總布置約束條件，施工總布置分區規劃擬定了以下三個方案：

方案一 綜合考慮布置中的各種因素，擬定施工場地布置共七個區：

①蘭壩工區位于蘭壩鄉，主要用于部分承包商營地，布置有施工生活設施，綜合加工系統等，占地面積約為4.60hm2；

②位于壩址上下游2km范圍內壩區，布置有混凝土系統、風、水、電等設施，占地面積約為5.41hm2。

③位于大壩上游的三灘右岸工區，主要布置有砂石加工系統，占地面積約為10.00hm2；

④大坪工區位于大坪，主要用于部分承包商以及業主營地，布置有倉庫系統、綜合加工系統及部分生活設施，占地面積約為21.94hm2，其中業主營地8.00hm2；

⑤印把子溝工區位于印壩子溝口，布置有砂石加工系統、供水系統等設施，占地面積為40.30hm2，其中大奔流溝料場26.26hm2。

⑥大沱工區位于大沱，主要用于部分承包商營地，布置有生活設施、修配系統、土料場等，占地面積約為11.06hm2；

⑦位于松林坪的東區，布置有永久設備庫及部分生活設施，占地面積約為5.00hm2。

本布置方案的特點是：布置方案比較適合本工程的地形、地貌特征，施工區內壩址上、下游均布置有施工場地。分標后各承包商之間營地分離，具有相對的獨立性，相互干擾較小。業主營地離對外交通線路以及施工現場較近，對現場的施工管理比較方便。但由于施工場地布置分散，戰線較長，需新建的場內公路較多；部分承包商營地距施工現場較遠，不利于生產。同時業主營地與部分承包商營地位置較近，相互之間有一定干擾。

方案二 擬定施工場地布置共六個區。即取消方案一中的蘭壩工區，將其相應設施移至大坪工區。

本布置方案的特點是：布置方案比較適合本工程的地形、地貌特征，施工區內幾乎所有施工場地均布置在壩址下游，尤其是在大坪的施工場地較為集中，施工戰線較短，需新建的場內公路較少，加之業主營地離對外交通線路和施工現場較近，對現場的管理比較方便。但由于施工場地布置較為集中，分標后各承包商營地相對方案一較擁擠，相互干擾較大，同時業主營地與部分承包商營地位置較近，相互之間也有一定干擾。

方案三 綜合考慮布置中的各種因素，擬定施工場地布置共五個區。同時考慮到錦屏二級水電站同期建設施工場地需要和場地限制，取消東區并將永久機電設備庫分設于大坪工區和漫水灣轉運站，將油庫調整布置于磨子溝。由于受交通條件限制，為滿足國家對火工材料儲運、使用的相關要求，確保運行安全，并結合錦屏二級西端施工的需要，在大沱工區磨子溝內設置前期火工材料庫，在壩區解放溝內設置火工材料庫。

由于錦屏二級西端建筑物施工開挖棄渣時間將延續到2011年以后，印把子溝渣場堆渣形成場地的時間已不能滿足金屬結構、壓力鋼管制造對場地使用時間的要求，因此，將金屬結構、壓力鋼管制造場分別布置到大坪工區以及壩區進水口平臺。同時為滿足錦屏二級西端工程施工場地需要，將布置于大沱的承包商營地、綜合修理系統移至大坪工區；結合工程混凝土料源選擇方案，分別在三灘右岸、印把子溝布置砂石加工廠：

①三灘右岸工區位于大壩上游右岸，主要布置有砂石加工系統，占地面積約為10.00hm2；

②位于壩址上下游2km范圍內壩區，布置有混凝土系統、風、水、電等設施，占地面積約為5.41hm2；

③大坪工區位于大坪，主要用于承包商營地，布置有倉庫系統、綜合加工系統、修配系統及生活設施，占地面積約為29.60hm2；

④印把子溝工區位于印壩子溝口，布置有砂石加工系統、供水系統、炸藥庫等設施，占地面積為40.30hm2，其中含大奔流溝料場26.26hm2；

⑤大沱工區，主要用于業主營地，布置有生活設施、土料場等，占地面積約為8.00hm2。

本布置方案的特點是：施工區內幾乎所有施工場地均布置在壩址下游，尤其是在大坪的施工場地布置更加集中，施工戰線較短，需新建的場內公路較少。承包商營地以及輔助加工設施集中布置在大坪，交通方便，距離施工現場近，既有利于生產，方便生活，又節約工程施工用地，同時若施工區域內發生重大事件時，還有利于快速反應；但由于施工場地布置集中，分標后各承包商營地均位于大坪，顯得比較擁擠，相互之間也存在一定干擾，而且位于大沱的業主營地離位于大坪的承包商營地以及對外交通線路距離均較遠，因此業主對承包商的管理較不方便。

各方案分區布置見表1。

對上述三個分區方案進行綜合比較后認為，方案三相對有優勢，較好地遵循了“有利生產，方便生活”的布置原則，同時也較好地兼顧了各種制約因素。

3.4 各分區內的主要設施

根據對上述的施工總布置分區規劃的比較研究，錦屏一級水電站工程施工場地布置分區方案選定為五個工區。根據各工區的實際情況以及其功能需要，在工區內設置的設施有：

(1)位于大壩上游的三灘右岸工區，主要布置有砂石加工系統；

(2)位于廠壩區內上、下游左、右兩岸的壩區，按各標的需要布置有混凝土系統、制冷系統、供風站、供水站、施工變電站、施工機械停放場以及壓力鋼管制造廠、炸藥庫等設施；

表1 各方案分區布置情況

(3)位于大壩下游右岸約5.5km、1 900.00m高程以上的大坪工區，主要布置有綜合倉庫、永久機電設備庫、承包商營地、鋼筋加工廠、木材加工廠、機械修配廠、汽車修配廠以及供水站、消防站等設施；

(4)印把子溝工區位于大壩下游左岸約6km、1 650.00m高程以上，主要布置有下游印壩子溝人工砂石加工系統、供水站等設施；

(5)大沱工區位于大壩下游左岸約14.4km處、1 625.00m高程以上，主要布置有業主營地、供水站等設施。

3.5 施工營地

根據分標方案及施工總進度安排，對施工期各標勞動力分年度及多年平均使用人數測算，錦屏一級施工期高峰人數約為12 788人，同時考慮錦屏二級西端工程施工期高峰人數約為3 530人，共計多年平均人數約為12 267人。考慮現場無任何可利用的社會服務設施，需建承包商營地生活福利房約14.73萬m2以及業主營地生活福利房7.35萬m2(含錦屏二級西端)。根據施工場地分區規劃，將施工期生活營地分為4個區：

(1)大坪營地，位于大壩下游右岸約5.5km的大坪工區1 925～2 095m高程處，規劃布置有主體工程營地建筑面積為14.07萬m2，占地面積為16.7萬m2。

(2)印壩子溝營地，位于大壩下游左岸約6km的印壩子溝1 900～1 925m高程處，規劃布置有印把子砂石加工系統承包商運行人員營地，建筑面積約為3 600m2，占地面積為6 000m2。

(3)大沱營地，位于大壩下游左岸約14.4km的大沱工區1 625～1 675m高程處，規劃布置有業主、設計、監理及錦屏二級西端閘壩標的營地，建筑面積為7.35萬m2，占地面積約為13.22萬m2。

此外，由于施工準備工程與營地建設同期進行，為滿足前期項目的建設需要，根據地形、地貌條件和現場的實際情況，在施工區內還設置了施工臨時過渡營地，主要建筑物為臨時簡易磚瓦房和臨時活動板房，總建筑面積為30 914m2。這些施工臨時過渡營地，在施工準備期結束后逐步拆除。

3.6 特殊倉庫

(1)油庫位于大壩左岸下游約14km的磨子溝口，建筑面積為500m2，占地面積為5 000m2。

(2)炸藥庫為滿足分期施工和適應現場條件的需要，選定了兩個地址分兩期分別實施。炸藥庫由業主引進有能力的銷售商負責興建、運行管理。各標施工標段可根據需要在該處采購。

①磨子溝炸藥庫位于磨子溝口，由業主委托專業設計單位設計，主要負責錦屏一級水電站工程前期項目和錦屏二級水電站實施所需的炸藥供應和儲存。炸藥庫為地下式，儲存容量為50t。

②解放溝炸藥庫位于壩區解放溝口，由業主委托專業設計單位設計，主要負責錦屏一、二級水電站主體工程實施所需的炸藥供應和儲存。炸藥庫為地下式，儲存容量為150t。

3.7 渣場布置規劃

本工程主體及導流工程土石方開挖量共為2 202.79萬m3(自然方，含施工附加量)，折合松方約為3 304.20萬m3。工程的開挖出渣基本沒有回采再利用要求。由于洋房溝距離壩址較遠，需新建至渣場的道路工程量太大，通過施工總布置優化調整后，將本工程的棄渣場調整布置在肖廠溝、三灘溝、道班溝以及印壩子溝共計4個渣場，以滿足工程的棄渣需要。

(1)肖廠溝渣場，位于大壩上游右岸約3km處的肖廠溝內及大壩上游右岸約2km處1 675m高程以下的緩坡地帶，堆渣高程設置為1 640.00～1 770.00m，渣場容量約為120萬m3。主要堆存CI標、場內公路及三灘右岸料場的開挖棄渣。

(2)三灘溝渣場位于大壩上游左岸約5km的三灘溝，堆渣高程為1 850.00m，渣場容量為2 254.12萬m3。主要堆存CII標、CIII標、CIV標、三灘右岸料場等開挖棄渣共計1 604.01萬m3(松方)。

(3)印把子溝渣場位于大壩下游左岸約10km的印把子溝，堆渣高程1 900.00m，容量為1 443.41萬m3。主要堆存CI標工程的后期開挖出渣、CII標、CIII標以及CIV標、CV標工程的部分開挖出渣及大奔流溝料場開采棄渣共計940萬m3(松方)，并為錦屏二級首部樞紐預留500萬m3堆渣容量。

(4)道班溝渣場，大壩下游右岸約1.5km的道班溝，堆渣高程為1 845.00m，渣場容量為195.00萬m3。主要堆存CII標工程的部分開挖出渣178.40萬m3(松方)。各渣場的堆渣參數見表2。

表2 施工渣場規劃

4 結束語

由于錦屏一級水電站位于高山峽谷地區，壩區附近可供利用的施工場地有限，還需兼顧錦屏二級水電站同期施工對施工場地的需求，施工總布置十分困難。通過對工程區域內所有可能利用的施工場地和分區規劃的方案比較研究后認為，工程施工總布置采用三灘右岸工區、壩區、大坪工區、印把子溝工區、大沱工區共五大施工布置分區比較合適。這種施工總布置格局既做到了少新建場內公路、少占地、節約工程造價，又做到了遵守“有利于生產，方便生活”的施工總布置原則。雖然施工場地布置集中，顯得比較擁擠，這是工程區域內的地形、地貌條件所決定的，但能夠很好地滿足工程施工要求，是高效利用現有自然條件的具體體現。相互之間存在的一定干擾通過現場的有效協調是可以解決的。同時位于大沱的業主營地離位于大坪的承包商營地距離均較遠，業主對承包商的管理可以通過場內的有線、無線等通訊方式很好地實現。