藏區水電工程施工組織設計新問題及對策探討

郭 勇，陳能平，路文珍

(中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司,貴州 貴陽 550081)

0 前 言

施工組織設計作為水電工程勘測設計工作中重要的一環，在保證工程順利實施、控制工程造價等方面發揮了重要作用。貴陽院扎根于貴州水電市場，通過幾十年的努力，成功解決了一大批水電工程的施工組織設計難題，形成了諸如“巖溶處理技術”、“碾壓混凝土施工技術”、“狹窄河谷施工導流技術”等多項適用于巖溶地區特殊自然條件、水文條件和工程條件的技術優勢，節省了工程投資，縮短了工程施工工期，為推動貴州水電事業的發展和進步作出了貢獻。

隨著“西電東送”水電項目的陸續投產發電，貴州境內大中型水電項目的開發已基本結束。貴陽院在“十二五”期間提出了“主業西移”的發展戰略，今后相當一段時間內，國內水電勘測設計將轉移到四川、西藏等地。新形勢和新環境，既是機遇，更是挑戰，需要我們繼續發揮已有的技術優勢外，更要適應新的環境要求。筆者結合貴陽院近期在藏區水電項目施工組織設計過程中的經驗和教訓，參考其他同行的實踐，針對藏區特殊環境下水電工程施工組織設計工作需要考慮和注意的問題，淺談個人的一些體會和思考，供同行一起探討。

1 藏區特殊的環境分析

西藏地區由于其特殊的地理位置，有顯著的區別于內地的自然環境和社會環境。貴陽院在藏區的水電項目，普遍具有高海拔、高寒、高震的“三高特征”，地質條件復雜，氣象條件惡劣，社會環境特殊，給工程施工組織設計帶來了諸多挑戰。

1.1 復雜的地形地質條件

受強烈的構造運動影響，藏區河谷普遍深切，兩岸山高坡陡，地形條件差，階地分布不明顯，施工布置場地條件有限。河流比降大，水流湍急，下切、側蝕、搬運作用強烈，岸坡易垮塌形成臨空面，在重力作用下常誘發塌方和滑坡。受強烈的凍融風化作用影響，坡面松散物質穩定性差，植被少，加上藏區典型的小流域局部暴雨特征，泥石流災害尤其突出，研究資料表明，藏區的雅魯藏布江、金沙江、瀾滄江、怒江等主要河流均是泥石流活動頻繁區[1]。

1.2 惡劣的氣象條件

由于西藏高原奇特多樣的地形地貌和天氣系統的影響，形成了復雜多樣的獨特氣候。與水電工程施工組織設計有關的主要氣象特征有：①冬季時間較內地普遍偏長。位于西藏昌都地區的GD水電站，每年11月即進入冬季，次年3月氣溫依然很低。②晝夜溫差大。在西藏有“一天度四季，全年備寒冬”之說[2]，部分地區日內最大溫差可達到30 ℃以上。③在同一地區有多樣的氣候特征和明顯的垂直氣候帶。RM水電站建設的氣象站資料顯示，RM壩址(海拔高程約2 620 m)的各月平均氣溫較與其相距僅50 km的縣城氣象站(海拔高程約3 870 m)高8 ℃～17 ℃。④空氣稀薄，氣壓低，含氧量少。GD水電站所在地為藏區植被相對較好區域，但空氣平均含氧量僅為內地的65%左右。⑤全年分為明顯的旱季和雨季，雨季集中在5月～9月，一般占全年降水量的90%左右。雨季中，多夜雨、雷暴、冰雹等極端天氣。

1.3 特殊的社會經濟環境

藏區社會環境特殊，以藏民為主，當地民眾有區別于內地的宗教信仰、民俗和文化，生態環境脆弱，社會因素的敏感程度較高，社會穩定在方案選取中占有較高權重。水電站建設周期較長，大量內地管理、施工人員在當地的生產和生活勢必會對社會環境造成影響。另外，當地社會經濟水平較低，經濟總量較小，給水電工程建設帶來很大不便。主要體現在：①當地電網容量偏小且不穩定，隨著川藏聯網工程的實施，電網容量和質量有所好轉，但仍不能解決水電工程枯水期施工缺電的問題；②工業基礎落后，主要工程建設物資如鋼材、水泥、粉煤灰等供應能力不足，且質量不穩定，材料單價相比內地也沒有優勢，工程建設所需的大量物資均需要從內地供應，運輸線路里程近千公路甚至更長，運輸費用昂貴。GD水電站粉煤灰由攀枝花504電廠供應，出廠價約110元/t，運距1 344 km，到工地價約1 532元/t。③基礎設施不完善，公路標準偏低，制約重大件設備的運輸。④藏區人口較少，教育水平較低，受語言、文化及宗教信仰等因素影響，參與工程建設的當地人較少，建設用工主要以內地工人為主，內地工人對高原缺氧環境的適應性較差，人員流動性大，人工費高，工作效率低，在施工方案設計及設備選擇上應減少對人工的使用。

2 對策探討

相比內地，藏區水電項目施工條件發生了很大變化，在開展施工組織設計工作時，需要加強相關基礎資料的收集分析工作，重視前期勘察，加強與當地政府部門的溝通協調。做到技術方案安全、經濟的同時，還應注意與當地社會、生態環境的協調。

2.1 合理規劃施工用地

(1)盡量減小用地規模。藏區復雜的地形地質條件決定了多數電站施工用地選擇困難，加上當地生態環境脆弱，一旦破壞，后期修復代價較高，時間較長。在滿足功能需要的前提下，應摒棄“大電站要有大手筆”的思想，通過優先利用水庫永久淹沒用地、前后進場標段重復利用同一場地、降低用地指標、減少施工標段、加大公共生產設施的使用效率和使用頻率等措施降低用地規模，減少對當地生態環境的破壞。

(2)減少稀缺資源的征用。藏區當地百姓以農業、畜牧業為生，惡劣的氣象條件導致當地農田、草地較少，相對較平坦的土地屬于稀缺資源，施工用地選擇時應避免或盡量少占用此類資源，降低后期征地移民協調難度。

(3)重視用地安全。藏區普遍地質災害多發，進行施工用地規劃前要做好地質災害調查和勘察，以避讓為主，確實需要利用的，應做好合理的規劃，研究切實可行的治理措施。據貴陽院藏區水電工程統計，工程區大部分沖溝都存在泥石流安全風險，利用沖溝進行施工布置，必須做到規劃合理、工程措施可靠。國內多個水電工程在沖溝布置渣場或臨時建筑物時由于泥石流災害導致人員傷亡和工程損失，教訓值得我們高度重視。

2.2 提高施工資源保障

(1)提高物資保障。藏區較低的社會經濟發展水平決定了電站建設需要的大部分物資均需要從內地如云南、四川等方向供應。當前主要的進藏道路為G214、G318和G317國道，滇藏鐵路和川藏鐵路形成還需要時日。受地形、地貌、氣候條件限制，冬季有效運輸時間短，夏季邊坡垮塌、泥石流災害頻發，物資運輸保障率較低。另外，根據調查，主要的進藏公路有大量的橋梁和隧洞，部分橋梁荷載、隧道尺寸和公路轉彎半徑不滿足電站重大件運輸要求，改建費用高昂。可采取的措施：①合理選擇對外交通線路。在工程造價允許的情況下，可以考慮結合流域梯級開發以及水庫道路復建，新修電站專用進場交通。②研究新型替代材料。充分利用藏區已有資源，減少外來物資運輸量，提高施工保障的同時也可降低工程造價。如已建的藏區ZM水電站、GD水電站研究了石灰石粉替代粉煤灰的摻合料。③加大現場物資儲藏倉庫的規模，大型電站可考慮設置物資中轉站。GD水電站現場設置了機電設備庫與主材倉庫，機電設備庫建筑面積約3 400 m2，主材倉庫建筑面積約4 780 m2，可滿足高峰期15～20 d的材料用量要求，為正常施工提供了較好的保障。④研究重大件設備采取拆分或分瓣運輸的方案，現場設組裝廠或二次加工廠，以解決重大件運輸問題。

(2)合理配置施工資源。藏區水電站多處高海拔地區，空氣稀薄、氣壓及氧氣含量低，對施工機械及人工效率均有一定影響。GD水電站在施工期針對高原環境對施工機械及人工效率的影響進行了專題研究，研究結果表明，由于當地勞動力缺乏，主要工人為內地人員，在含氧量低、氣溫低的環境下，導致人工效率大幅降低，氧氣含量低導致油動機械燃油燃燒不充分，動力下降，效率降低明顯[3]。在施工資源特別是人力和施工機械方面要考慮到降效影響，合理配置，留有余地。

2.3 重視社會穩定和施工安全

(1)尊重當地民眾信仰和民俗。藏區民眾有較強的宗教信仰，征地移民工作開展往往較為困難，施工用地特別是臨時用地選擇應盡量避免或減少移民。在選擇用地時，要充分尊重當地民眾的信仰，提前調查和溝通，避免后期的移民征地工作產生社會矛盾，維護社會穩定。如西藏的某工程在前期工作中確定了石灰巖料場作為工程的骨料料源，但在后期的征地工作中，發現該石灰巖料場為當地民眾信仰的神山，最終只得另外選擇了天然砂礫石料場。

(2)集中布置、封閉管理。當地社會環境復雜，工程管理和施工人員主要為內地人員，信仰、民俗、文化差異容易激發矛盾，加上當地群眾普遍法律意識偏弱，劃地為界、強買強賣現象時有發生，建議進行施工總布置規劃時應優先考慮集中布置、封閉管理，有利于施工人員安全和當地社會穩定。

2.4 重視氣候特點，合理選取設計方案

(1)藏區冬季寒冷且時間較內地普遍偏長，冬季有停工的需要。由于冬季需要停工，直接影響枯期導流時段的有效施工期，使枯期導流方案在藏區水電工程的適應性變差，導流方案一般考慮以全年導流方案為主。

(2)合理安排施工工期。冬季施工特別是混凝土施工成本較高，根據目前藏區水電工程實踐經驗，往往采取停工措施，但帶來的是大量人員窩工及機械閑置。GD水電站的冬歇期為12月～次年2月共3個月時間，但在實際施工過程中，從10月中下旬開始每天的有效施工時段就大大降低，平均6 h左右。因此，需要結合工程實際情況，研究停工標準和冬季施工時段，分析有效施工時間，合理安排施工強度和施工工期。

(3)重視混凝土溫控。藏區冬季寒冷、夏季高溫、晝夜溫差大的氣象特點決定了混凝土施工的防裂和防凍問題突出，相比內地，單一的混凝土溫控措施往往不能滿足要求，需要從混凝土拌合、運輸、澆筑、倉面保護等多方面開展研究工作，提出動態的切實可行的“控溫+保溫”的綜合性溫控防裂措施。

3 結 語

一項水電工程的施工組織設計，除了應做到因地制宜外，尚應考慮自然環境和社會環境的影響，特別是藏區水電工程尤為重要。設計工程師們只有充分重視和研究了藏區復雜的自然環境和特殊的社會環境因素，而不是簡單的照搬規范、照抄內地工程經驗，才能使藏區水電工程的施工組織設計方案達到保證工程質量安全、降低工程造價、縮短建設周期、優化資源利用，同時兼顧社會穩定、生態環境等其他需要。