吉沙水電站施工總布置設計

馬治國，盧軍民，吳朝月，薛寶臣

（中國水電顧問集團北京勘測設計研究院，北京 100024）

1 工程概況及施工總布置原則

吉沙水電站為引水式電站，主要由混凝土閘壩、水道系統和地面廠房等組成。混凝土閘壩位于小中甸鎮下游約15 km的碩多崗河上，壩頂高程3 137.0 m，最大壩高約36 m，壩頂長74.75 m。水道系統沿碩多崗河左岸布置，由首部進水口、引水隧洞、調壓井和高壓管道等組成。廠房位于沖江橋上游約5 km的碩多崗河左岸花椒坡村附近，主廠房尺寸為58 m×21 m×35.5 m(長×寬×高)， 安裝 2 臺 60 MW立軸沖擊式水輪發電機組，總裝機容量120 MW。

施工總布置遵循因地制宜、有利生產、方便生活、節約用地、經濟合理、易于管理的原則，并充分考慮如下因素：①水工樞紐布置特點；②施工布置條件和施工方案；③施工區段間關系及分標因素；④建設管理要求；⑤施工場內外關系；⑥環保要求。

2 施工布置條件

2.1 引水系統施工支洞布置

本工程為引水式電站，混凝土閘壩和地面廠房相距較遠，引水系統長達15.3 km，是控制工程總工期的關鍵性工程，也是影響施工總布置格局的主要工程。

引水系統沿碩多崗河左岸布置，由首部進水口、低壓引水隧洞、調壓井和高壓管道等組成，其中進水口為岸塔式，底板高程3 116 m；低壓引水隧洞長約14.47 km，成型洞徑根據地質情況有3.3 m和4.3 m兩種，縱坡坡度0.38%；調壓井為阻抗式，高約104.11 m，成型洞徑為7.5 m；高壓管道由上平段、上斜井段、中平段、下斜井段、下平段及岔管段和支管段組成，全長約1 054 m，最大高差約470 m，開挖洞徑為3.8 m和3.5 m。

引水隧洞采用 “鉆爆法”施工，為了滿足施工工期、隧洞通風及運輸的需要，根據引水隧洞沿線附近的地形、地質條件，共布置了7條施工支洞。其中低壓引水隧洞設5條施工支洞，包括進水口和6號施工支洞 （該支洞位于高壓管道處）共12個工作面平行作業，單工作面推進最大控制長度1 658m；高壓管道設2條施工支洞分別通至上平段和中平段。

在施工過程中，根據地質條件變化對5號洞口位置進行微調；根據進度要求及業主意見，修改了高壓管道的布置，增加了一個中平段，施工支洞的布置相應進行了調整，即調整7號施工支洞的位置，并在下中平段新設8號施工支洞。其他施工支洞布置基本不變。

2.2 施工場地條件

混凝土閘壩和電站進水口位于碩多崗河由中甸壩子進入下游峽谷區的首部，壩址河谷為侵蝕深切型溝谷，兩岸較陡，附近平緩場地均分布于較高高程處，且兩岸山體雄厚，均為森林覆蓋，不宜布置施工場地，施工場地可集中布置于壩址上游約3.5 km處左岸的小平原上。

引水系統2號施工支洞洞前為一小平原壩子，可集中布置施工場地；其他各施工支洞洞口附近地形較陡，施工生產生活設施和渣場需布置在距離洞口較遠處，施工場地條件相對較差。調壓井平臺附近地形較陡，施工場地只能布置于下游的山體埡口平緩山坡上。

地面廠房位于沖江橋上游約5 km的碩多崗河左岸花椒坡村附近，廠址附近平緩地較少，施工場地只能布置在廠房下游兩岸的緩坡地帶。

3 施工總布置

根據施工布置原則和施工布置條件，結合工程實際情況，施工總布置采用集中與分散相結合的方式，布置首部施工區、調壓井施工區、廠區施工區等3個主要的相對集中施工區；另外1～5號施工支洞洞口分別設1個相對集中的施工區，來擔負各施工支洞內各工作面的施工任務。此外，共布置了6處渣場用來堆放工程棄渣。

（1）首部施工區。位于首部樞紐上游約3.5 km河流左岸的小平原上，擔負攔河壩、導流工程、引水隧洞進水口及其進水口段工程的施工，主要布置有砂石料加工系統、綜合加工廠、施工機械和汽車修配廠及停放場、金屬結構拼裝場等施工輔助企業，以及中心倉庫和生活營地等。另在壩址上游約1.2 km處左岸較平緩的山坡上布置混凝土拌和系統。

（2）調壓井施工區。位于調壓井口下游的山體埡口平緩山坡上，主要擔負調壓井、引水隧洞出口段、高壓管道工程的施工。主要布置有砂石料加工廠、混凝土拌和系統、綜合加工廠、鋼管加工廠、施工機械和汽車修配廠及停放場等施工輔助企業以及生活營地。

（3）廠區施工區。位于地面廠房下游河流兩岸，主要擔負廠區樞紐工程和高壓管道的施工。主要布置有混凝土拌和系統、綜合加工廠、機電設備拼裝場、施工機械和汽車修配廠及停放場等施工輔助企業以及生活營地。另在廠址下游的只獨石料場附近布置砂石料加工系統。

（4）施工支洞施工區。在低壓引水隧洞的1～5號施工支洞洞口附近的合適地段分別布置施工支洞施工區，擔負各施工支洞洞內工作面的施工。主要布置有混凝土拌和系統、綜合加工廠及生活營地等。另在2、3號施工支洞和4、5號施工支洞之間各設1個砂石加工廠分別供應2、3號施工支洞和4、5號施工支洞施工區砂石料。

（5）土石方平衡及渣場規劃。根據主體工程各部位土石方平衡結果，結合施工區內實際地形條件，選擇了6處渣場用來堆放工程棄渣，渣場總容量106.7萬m3，實際堆渣量 （回采前）85.72萬m3，最終棄渣量 （回采后）71.57萬m3。施工建設過程中，由于砂石料料源發生了一些變化，砂石料加工系統的布置也相應作了調整，棄渣總量及渣場位置也有所變化。

4 施工交通道路布置

工程施工時對工程所處區段 （沖江河橋-小中甸）的G214國道進行了改線，改線前的214國道（舊）經沖江河橋后沿碩多崗河左岸的測任河上行到小中甸 （首部樞紐上游約15 km）；改線后的214國道 （新）不過沖江河橋，直接沿碩多崗河右岸上行至小中甸。新、舊214國道均有鄉村簡易公路與工程區相連，因此工程施工交通道路均可由新、舊214國道引入。共布置了14條施工交通道路，公路里程總計約43 km，除14號公路為礦山三級公路外，其他均為山嶺重丘四級公路。

（1）1、2號公路為永久上壩公路，是首部樞紐場內外交通的主要連接公路，分別長4、3.2 km。其中，1號公路由214國道舊線引入，利用原有鄉村簡易公路改擴建而成；2號公路由1號公路終點引入，為新建公路。

（2）4、5號公路是2～5號施工支洞場內外的主要連接公路，分別長10 km和3.0 km。其中，4號公路由214國道舊線引入，利用原有至一家人村的鄉村簡易公路改擴建而成，承擔4、5號施工支洞的施工交通任務；5號公路由4號公路首段大馬廠附近引入，利用原有至麻瘋院村的鄉村簡易公路進行改擴建而成，承擔2、3號施工支洞的施工交通任務。

（3）10號公路通至調壓井口的永久公路，公路長5.574 km，由214國道舊線在土管村上游附近測任河左岸引入，通過新建1座跨河橋至右岸岸坡展線，為新建公路。該公路的布置大大方便了工程施工及永久運行期的管理。

（4）14號公路為至廠房的永久公路，全長3.159 km，為新建礦山三級公路，其中，包括1座隧道（長690 m）、1座鋼筋混凝土T形簡支梁橋 （2跨，每跨長13 m）。路線由G214國道新線俄迪隧道出口處接入，沿碩多崗河右岸展線，通過回頭彎和跨河橋至電站廠房。

（5）其他道路均為臨時公路，總長約14 km。分別由上述公路引入，連接至各施工支洞、渣場、施工場地等，承擔引水隧洞開挖出渣、混凝土澆筑、各個施工區的物資運輸以及調壓井金屬結構設備和壓力鋼管安裝的運輸等任務。此部分道路均為主體工程標的標內道路，施工時將規劃的雙車道改為了單車道。

施工建設過程中，施工承包商根據其施工設計方案，結合實際地形地質條件，對自行設計的部分道路進行了微調，總體上，施工交通道路的布置基本維持了設計規劃方案。

5 小結

（1）吉沙水電站為長引水式電站，施工總布置根據樞紐布置特點及施工支洞布置方案，結合工程實際情況，并考慮其他因素，采用集中與分散相結合的布置方式，經過施工實踐檢驗，滿足工程建設的需要。

（2）對于長引水式電站，引水系統施工支洞的布置是實現工程進度計劃的關鍵，也是制約工程施工總布置甚至樞紐布置方案的重要因素，施工總布置必須結合施工進度要求和引水系統施工方案，對施工支洞布置方案進行重點關注和研究，以實現電站綜合效益最大化。

（3）該工程引水系統施工道路總長約32.6 km，占工程公路總長度的75%，其布置對工程投資影響較大。為此，引水系統施工道路布置時，一是充分利用原有交通，如對原有交通公路進行改擴建；二是要對路寬進行深入研究，如通至各支洞口的臨時道路在施工時改為單車道，也基本滿足了施工需要。