福建霞浦核電基地海工工程平面布置方案研究過程與分析

◎ 林建高　張　可　中核霞浦核電有限公司

福建霞浦核電基地海工工程平面布置方案研究過程與分析

◎ 林建高張可中核霞浦核電有限公司

海工工程平面布置方案的確定是開展海工設計、通航安全論證、水土保持論證、海域使用論證、海洋功能區劃調整、海域環境功能區劃調整等工作的基礎，對工程的施工和項目行政審批等工作的開展具有重要作用。本文闡述了霞浦核電基地海工工程平面布置方案的研究和比選過程，并提出了類似工作的相關建議。

霞浦核電 海工工程 平面布置

1.概述

1.1工程概況

擬建核電廠址位于福建省霞浦縣東沖半島東北部的長表島，地處福寧灣和高羅澳之間。核電工程海域水下地形平緩，坡度變化較小，等深線大致與岸線平行，多年來工程海域海床保持基本穩定狀態。

廠址規劃建設7臺機組，統一規劃，分期建設，先期建設1臺CFR600示范快堆機組，后續建設1臺1000MW快堆核電機組、1臺600MW高溫汽冷堆核電機組和4臺百萬千瓦級壓水堆核電機組。

1.2項目特點

本廠址有中核和華能兩家業主，2臺快堆由中核霞浦核電有限公司負責建設和營運，1臺高溫氣冷堆和4臺壓水堆由華能霞浦核電有限公司負責建設和營運。如果僅針對兩臺快堆機組進行海工可研論證將較為簡單，但考慮到基地的協調統一及部分區域共用的問題，選擇全基地論證的方式。

近年來環境保護要求日益提高，土石方外購成本很高，而且難以協調。而對于廠址土石方自平衡，由于廠址周邊海域水深較深，淤泥層較厚，土石方消納量大，存在較大困難。

水產養殖是霞浦縣的傳統產業，廠址周邊分布有大面積的紫菜、海帶養殖，如何盡量較少對養殖業的影響也是重點考慮的問題。

600MW示范快堆是緊急啟動的國家重大工程，已于2015年7月啟動正挖和回填，總平面方案的確定須與快堆現場施工進度結合，避免對現場施工產生顛覆性影響。

2.研究過程

2.1前期工作

福建霞浦核電基地海工總平面布置方案設計包含在海工工程可行性研究工作中，霞浦核電基地海工工程可行性研究工作于2015年3月份啟動，2015年4月完成了工作大綱和質保大綱的編制，并召開評審會。

2015年4月至9月，完成了9種取排水方案、海工可研典型斷面圖和海工石方、混凝土量估算，但受制于溫排水和泥沙沖淤的外委專題成果及總體規劃方案，取排水方案推進存在巨大困難。

圖1　方案一：南取北排

圖2　方案二：北取南排

2015年6月至11月，進行海工構筑物結構設計，完成土石方消納量統計和工程費用估算工作。

2.2第一輪平面方案研究工作

綜合對水深、潮流、波浪、地質以及與相鄰項目的關系的分析，取水方案重點考慮明渠取水，排水方案重點考慮明渠排水，包含若干組次的平面方案。基于溫排水和泥沙試驗初步結論，經各方討論，2015年10月提出南取北排和北取南排各一個最優取排水方案，方案列表描述如下表，具體平面布置圖參見下圖。

從取水安全、取排水溫升、取水口淤積情況、對養殖區的影響、土石方消納和經濟性等角度進行比選，南取北排方案相對北取南排方案的取水安全、取水溫升和經濟性具備優勢。但溫排水對養殖區的影響范圍南取北排比北取南排相對較大。

圖3　方案一：南取北明排

圖4　方案二：南取北暗排

圖5　方案一：南取北明+暗排

圖6　方案二：南取北明排

圖7　方案三：北取南明排

為進一步明確海工方案，針對海工工程方案，2015年12月3日，組織專家召開咨詢會，獲得專家關于南取北排方案優于北取南排方案的意見。在此基礎上，為具體量化量方案差異，經過結合取水溫升影響、養殖區影響、取水安全保證、取水口泥沙淤積等因素的詳細論證分析，經各方面討論，最終明確以南取北排方案作為優選方案。

2.3第二輪平面方案研究工作

各方討論后，確定以南取北排為基礎，將廠區護岸邊界向南撤期以減小石方消納量，基于土石方不足，提出了暗排方案，提出了如下兩個平面方案。

方案一與方案二均采用南明渠取水北側排水的方式，不同之處在于方案一采用北側明渠排水而方案二采用北側隧洞排水方式。在假定石方供應充足的條件下，方案一明渠排水的方式工程造價要比方案二低，但是由于本工程的土石方量是欠缺的，采用明渠排水會導致嚴重的土石方量欠缺，工程將受到土石方來源的限制，而方案二隧洞排水能夠很好的解決廠區土石方不足的問題，因而可見方案二（南取、北暗排）優于方案一（南取北明排）。

2.4第三輪平面方案研究工作

2016年2月～4月，中核快堆機組從開山填海協調性的角度，確定了北側回填區邊界；華能壓水堆機組和高溫堆機組對取水量以及北護岸邊界進行了優化，基于以上變化，2016年5月提出如下三個方案進行深入比選：

方案一：南取北明+暗排：7臺機組明渠取水，快堆2臺明渠排水，華能5臺機組隧洞排水；

方案二：南取北明排：7臺機組明渠取水，快堆2臺明渠排放，華能5臺機組明渠排放；

方案三：北取南明排：7臺機組明渠取水、排水，東南排單邊堤2km。

從取水安全、取排水溫升、取水口淤積情況、對養殖區的影響、土石方消納和經濟性等角度進行比選，方案二相對方案三的取水安全、取水溫升和經濟性具備優勢，溫排水對養殖區的影響范圍相對較大，可考慮與地方進一步協調，方案二優于方案三。方案一相對方案二能夠解決石方不足問題，取水溫升較低，但工程費用高，可暫作為推薦方案。

綜上考慮，在霞浦核電基地海工工程可行性研究報告中，以方案一（南取、北明+暗排）作為推薦取排水方案，并在2016年6月7日的專家評審會上獲得了專家的認可。

3.總結與思考

海工工程平面布置方案的確定是開展海工設計、通航安全論證、水土保持論證、海域使用論證、海洋功能區劃調整、海域環境功能區劃調整等工作的基礎，對工程的施工和項目行政審批等工作的開展具有重要作用。同時，期間不確定因素較多，應盡早開展海工工程平面布置方案研究設計工作并進行方案固化，特別是避免對取排水工程的設計及現場施工產生顛覆性影響。

海工工程平面布置方案的設計必須以養殖區調查、水深地形測量、巖土勘察、海洋水文分析、溫排水和泥沙沖淤等專題為基礎，應提前考慮，并先期開展相關專題，為海工工程平面布置方案設計提供充分依據。

海工工程平面布置方案的確定具有較多的影響因素，包括取水安全、取水溫升、排水溫升、泥沙淤積、溫排水對海域和養殖區的影響、土石方消納、淤泥外棄、工程費用、第三方協調等。各影響因素沒有明確優劣，具體項目應通過綜合比較論證確定優選方案，在保證取水安全的前提下，使環境影響盡量小，工程代價盡量低。