锦屏一级水电站施工总布置研究

曹 华

(中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，四川 成都 610072)

1 前 言

锦屏一级水电站位于雅砻江下游河段的凉山州木里县和盐源县境内，距西昌和冕宁的公路距离分别约为262km、183km。电站大坝为世界级的高混凝土双曲拱坝，坝址区位于普斯罗沟与道班沟之间约1.5km的河段上。工程枢纽主要由混凝土双曲拱坝、水垫塘及二道坝、右岸泄洪洞、右岸岸塔式进水口、引水系统、地下厂房及开关站等建筑物组成。坝体上设置4孔溢流表孔，堰顶高程1 871.5m，孔口尺寸11.5m×10m；5孔深孔，进口高程1 790.0m，孔口尺寸5.0m×6m。大坝坝顶高程1 885m，建基高程1 580m，最大坝高305m。锦屏一级水电站正常蓄水位为1 880m，总装机容量为3 600MW(6×600MW)。

2 施工总布置条件

锦屏一级水电站位于高山峡谷地区，工程区所在位置河谷深切，两岸基岩裸露，岸坡陡峻，阶地不发育，呈典型的峡谷地貌。坝区附近可供利用的平缓山坡与滩地很少，除坝址附近沿江两岸谷坡底部、冲沟出口处有零星的小块缓坡地带外，主要场地集中在大坝上游约10km、1 900.0m高程以上的兰坝乡，大坝下游约5km、1 900.0m高程以上的大坪以及大坝下游约14km、1 625.0m高程以上的大沱才有较为平缓的地形。因此施工布置条件较差，施工总布置十分困难。

3 施工总布置

3.1 施工总布置原则

(1)本工程规模巨大，枢纽建筑物布置集中，土石方挖填、混凝土浇筑等工程量大，枢纽建筑物地处高山峡谷河段，各工程部位施工干扰较大，场内公路线路布置以及施工场地布置十分困难。因此，为了能适应本工程地形、地貌条件，减少施工干扰和缓解场内交通的矛盾，同时考虑今后的分标施工的需要，施工总布置宜采用分区布置。各分区根据施工需要设置的施工工厂设施，采用分散与集中相结合的布置方式。

(2)施工总布置遵循有利于工程施工、方便职工生活、少占耕地、节约投资的原则。

(3)利用部分出渣平整部分场地，以满足施工场地使用要求。

(4)工程的施工总布置方案应做到有利于地方经济的发展。

3.2 施工总布置必须考虑的因素

由于本工程地处高山峡谷地区，施工场地布置条件极差，同时场内交通展线非常困难，因此如何综合考虑本工程地形地貌、对外交通线路以及场内交通线路的走向，使各施工场地的布置做到既有利生产，又方便生活是本工程施工总布置的难点和重点。

3.2.1 有利生产，方便生活

根据“有利生产，方便生活”的原则，将施工供风、水、电系统、混凝土拌和等系统布置于各施工工作面附近，采用分散布置与开辟场地相结合的方法，以缓解场地紧张的矛盾。其他施工设施以由近而远的原则，分散布置。

3.2.2 施工场地布置与混凝土骨料料源的关系

锦屏一级混凝土人工骨料料源有大理岩和砂板岩两种，大理岩料场有三滩右岸和兰坝两处。

(1) 三滩右岸料场位于雅砻江右岸、大坝上游3km处，由于料场位置、开采、加工条件均较理想，前期作了大量工作，经材料试验数据统计，岩石湿抗压强度虽大于60MPa的在80%以上，但碎石压碎指标基本均大于20%，仅个别组指标小于20%，在19%左右。

(2) 兰坝大理岩料场位于大坝上游、雅砻江右岸，岩性浅灰～灰白色致密大理岩和灰色网纹状致密大理岩夹少量白色细隐晶大理岩条带。该料场灰白色致密大理岩各项技术指标均较理想，可满足人工骨料要求；灰色网纹状致密大理岩软化系数较低，碎石耐磨性差，人工砂坚固性超标。

该料场处于大坝上游，料场高程1 670～2 240m，根据施工总进度安排，大坝第九年汛期水位为1 868.77m，故料场规划开采高程在1 870m以上，据地质资料估算1 880m高程以上总储量约500万m3，不能满足整个工程混凝土骨料用量。而且料场紧临公路，料场长度、宽度均约300m，开采场地狭窄，开采条件较差。

(3) 大奔流沟砂岩料场位于雅砻江左岸、锦屏一级坝址下游约8.5km处、大奔流沟两侧，料场上游边界距大奔流沟约250m，料场下游边界距大奔流沟约750m，料场总长度约1 000m。仅计大奔流沟下游侧(不计大奔流沟上游侧)、高程1 662m以上，有用层储量约1 200万m3。

根据锦屏一级水电站工程混凝土骨料料源选择专题研究成果，工程混凝土骨料选用了开采大奔流沟砂岩料场和三滩右岸大理岩料场两种料源的组合骨料料源方案，同时分别在料场附近各建一个砂石加工厂。

3.2.3 施工场地布置与对外交通的关系

拟定的锦屏一级对外交通主干线，为自大河湾东端磨房沟电站下游7km左右，进锦屏二级辅助洞(以下简称辅助洞)至大河湾西端，于锦屏一级坝址下游约4km处出洞，出洞后连接锦屏一级低线公路，辅助洞长度约17.5km。初拟辅助洞2003年开工，2007年通车。在此前，对外交通主要依靠辅助线，即此段由江口沿大河湾，经九龙河口、大沱等逆江而行至坝址，江口至坝址公路里程约110km 。在辅助洞通车前，对外交通主要依靠辅助线；辅助洞通车后，对外交通主要依靠主干线。考虑到部分施工设施如仓库、综合加工系统等，需布置于对外交通主干线附近，以避免物资倒运及部分加工成品长距离运输易变形等问题。

综上所述，在进行施工总布置研究时，施工场地以不同用途可按三种情况考虑：

(1) 必须布置于坝址附近的施工设施，如供风、水、电、混凝土拌和等系统；

(2) 受一定条件制约的施工设施，如砂石加工厂受料场、混凝土拌和厂位置、仓库、综合(含钢筋、木材)加工系统等；

(3) 布置条件相对受制约较少的施工设施，如机械修配(含机械修配厂、汽车保养厂)系统等。

(4)同时考虑到锦屏二级同期施工对施工场地的需求。

3.3 施工场地分区规划布置方案

根据工程区域内的地形、地貌特征以及施工场内交通规划的成果，工程区域内可能的施工场地大致可划分为七个区域：

(1)兰坝区：位于大坝右岸上游10km的兰坝乡；

(2)坝区：位于厂坝区内上、下游左、右两岸；

(3)大坪区：位于大坝右岸下游约5.5km，主要场地分布在1 900.0m高程以上；

(4)印把子沟区：位于大坝左岸下游约6km，主要场地分布在1 650.0m高程以上；

(5)大沱区：位于大坝左岸下游约14.4km处，主要场地分布在1 625.0m高程以上；

(6)东端松林坪区：位于大坝下游锦屏二级水电站的厂址附近的松林坪，距坝址公路距离约23km；

(7)三滩右岸区：位于大坝上游右岸，主要场地分布在1 900.0m高程以上，距坝址公路距离约3.5km。

根据场地区域的分布状况并结合上述需要考虑的施工总布置约束条件，施工总布置分区规划拟定了以下三个方案：

方案一 综合考虑布置中的各种因素，拟定施工场地布置共七个区：

①兰坝工区位于兰坝乡，主要用于部分承包商营地，布置有施工生活设施，综合加工系统等，占地面积约为4.60hm2；

②位于坝址上下游2km范围内坝区，布置有混凝土系统、风、水、电等设施，占地面积约为5.41hm2。

③位于大坝上游的三滩右岸工区，主要布置有砂石加工系统，占地面积约为10.00hm2；

④大坪工区位于大坪，主要用于部分承包商以及业主营地，布置有仓库系统、综合加工系统及部分生活设施，占地面积约为21.94hm2，其中业主营地8.00hm2；

⑤印把子沟工区位于印坝子沟口，布置有砂石加工系统、供水系统等设施，占地面积为40.30hm2，其中大奔流沟料场26.26hm2。

⑥大沱工区位于大沱，主要用于部分承包商营地，布置有生活设施、修配系统、土料场等，占地面积约为11.06hm2；

⑦位于松林坪的东区，布置有永久设备库及部分生活设施，占地面积约为5.00hm2。

本布置方案的特点是：布置方案比较适合本工程的地形、地貌特征，施工区内坝址上、下游均布置有施工场地。分标后各承包商之间营地分离，具有相对的独立性，相互干扰较小。业主营地离对外交通线路以及施工现场较近，对现场的施工管理比较方便。但由于施工场地布置分散，战线较长，需新建的场内公路较多；部分承包商营地距施工现场较远，不利于生产。同时业主营地与部分承包商营地位置较近，相互之间有一定干扰。

方案二 拟定施工场地布置共六个区。即取消方案一中的兰坝工区，将其相应设施移至大坪工区。

本布置方案的特点是：布置方案比较适合本工程的地形、地貌特征，施工区内几乎所有施工场地均布置在坝址下游，尤其是在大坪的施工场地较为集中，施工战线较短，需新建的场内公路较少，加之业主营地离对外交通线路和施工现场较近，对现场的管理比较方便。但由于施工场地布置较为集中，分标后各承包商营地相对方案一较拥挤，相互干扰较大，同时业主营地与部分承包商营地位置较近，相互之间也有一定干扰。

方案三 综合考虑布置中的各种因素，拟定施工场地布置共五个区。同时考虑到锦屏二级水电站同期建设施工场地需要和场地限制，取消东区并将永久机电设备库分设于大坪工区和漫水湾转运站，将油库调整布置于磨子沟。由于受交通条件限制，为满足国家对火工材料储运、使用的相关要求，确保运行安全，并结合锦屏二级西端施工的需要，在大沱工区磨子沟内设置前期火工材料库，在坝区解放沟内设置火工材料库。

由于锦屏二级西端建筑物施工开挖弃渣时间将延续到2011年以后，印把子沟渣场堆渣形成场地的时间已不能满足金属结构、压力钢管制造对场地使用时间的要求，因此，将金属结构、压力钢管制造场分别布置到大坪工区以及坝区进水口平台。同时为满足锦屏二级西端工程施工场地需要，将布置于大沱的承包商营地、综合修理系统移至大坪工区；结合工程混凝土料源选择方案，分别在三滩右岸、印把子沟布置砂石加工厂：

①三滩右岸工区位于大坝上游右岸，主要布置有砂石加工系统，占地面积约为10.00hm2；

②位于坝址上下游2km范围内坝区，布置有混凝土系统、风、水、电等设施，占地面积约为5.41hm2；

③大坪工区位于大坪，主要用于承包商营地，布置有仓库系统、综合加工系统、修配系统及生活设施，占地面积约为29.60hm2；

④印把子沟工区位于印坝子沟口，布置有砂石加工系统、供水系统、炸药库等设施，占地面积为40.30hm2，其中含大奔流沟料场26.26hm2；

⑤大沱工区，主要用于业主营地，布置有生活设施、土料场等，占地面积约为8.00hm2。

本布置方案的特点是：施工区内几乎所有施工场地均布置在坝址下游，尤其是在大坪的施工场地布置更加集中，施工战线较短，需新建的场内公路较少。承包商营地以及辅助加工设施集中布置在大坪，交通方便，距离施工现场近，既有利于生产，方便生活，又节约工程施工用地，同时若施工区域内发生重大事件时，还有利于快速反应；但由于施工场地布置集中，分标后各承包商营地均位于大坪，显得比较拥挤，相互之间也存在一定干扰，而且位于大沱的业主营地离位于大坪的承包商营地以及对外交通线路距离均较远，因此业主对承包商的管理较不方便。

各方案分区布置见表1。

对上述三个分区方案进行综合比较后认为，方案三相对有优势，较好地遵循了“有利生产，方便生活”的布置原则，同时也较好地兼顾了各种制约因素。

3.4 各分区内的主要设施

根据对上述的施工总布置分区规划的比较研究，锦屏一级水电站工程施工场地布置分区方案选定为五个工区。根据各工区的实际情况以及其功能需要，在工区内设置的设施有：

(1)位于大坝上游的三滩右岸工区，主要布置有砂石加工系统；

(2)位于厂坝区内上、下游左、右两岸的坝区，按各标的需要布置有混凝土系统、制冷系统、供风站、供水站、施工变电站、施工机械停放场以及压力钢管制造厂、炸药库等设施；

表1 各方案分区布置情况

(3)位于大坝下游右岸约5.5km、1 900.00m高程以上的大坪工区，主要布置有综合仓库、永久机电设备库、承包商营地、钢筋加工厂、木材加工厂、机械修配厂、汽车修配厂以及供水站、消防站等设施；

(4)印把子沟工区位于大坝下游左岸约6km、1 650.00m高程以上，主要布置有下游印坝子沟人工砂石加工系统、供水站等设施；

(5)大沱工区位于大坝下游左岸约14.4km处、1 625.00m高程以上，主要布置有业主营地、供水站等设施。

3.5 施工营地

根据分标方案及施工总进度安排，对施工期各标劳动力分年度及多年平均使用人数测算，锦屏一级施工期高峰人数约为12 788人，同时考虑锦屏二级西端工程施工期高峰人数约为3 530人，共计多年平均人数约为12 267人。考虑现场无任何可利用的社会服务设施，需建承包商营地生活福利房约14.73万m2以及业主营地生活福利房7.35万m2(含锦屏二级西端)。根据施工场地分区规划，将施工期生活营地分为4个区：

(1)大坪营地，位于大坝下游右岸约5.5km的大坪工区1 925～2 095m高程处，规划布置有主体工程营地建筑面积为14.07万m2，占地面积为16.7万m2。

(2)印坝子沟营地，位于大坝下游左岸约6km的印坝子沟1 900～1 925m高程处，规划布置有印把子砂石加工系统承包商运行人员营地，建筑面积约为3 600m2，占地面积为6 000m2。

(3)大沱营地，位于大坝下游左岸约14.4km的大沱工区1 625～1 675m高程处，规划布置有业主、设计、监理及锦屏二级西端闸坝标的营地，建筑面积为7.35万m2，占地面积约为13.22万m2。

此外，由于施工准备工程与营地建设同期进行，为满足前期项目的建设需要，根据地形、地貌条件和现场的实际情况，在施工区内还设置了施工临时过渡营地，主要建筑物为临时简易砖瓦房和临时活动板房，总建筑面积为30 914m2。这些施工临时过渡营地，在施工准备期结束后逐步拆除。

3.6 特殊仓库

(1)油库位于大坝左岸下游约14km的磨子沟口，建筑面积为500m2，占地面积为5 000m2。

(2)炸药库为满足分期施工和适应现场条件的需要，选定了两个地址分两期分别实施。炸药库由业主引进有能力的销售商负责兴建、运行管理。各标施工标段可根据需要在该处采购。

①磨子沟炸药库位于磨子沟口，由业主委托专业设计单位设计，主要负责锦屏一级水电站工程前期项目和锦屏二级水电站实施所需的炸药供应和储存。炸药库为地下式，储存容量为50t。

②解放沟炸药库位于坝区解放沟口，由业主委托专业设计单位设计，主要负责锦屏一、二级水电站主体工程实施所需的炸药供应和储存。炸药库为地下式，储存容量为150t。

3.7 渣场布置规划

本工程主体及导流工程土石方开挖量共为2 202.79万m3(自然方，含施工附加量)，折合松方约为3 304.20万m3。工程的开挖出渣基本没有回采再利用要求。由于洋房沟距离坝址较远，需新建至渣场的道路工程量太大，通过施工总布置优化调整后，将本工程的弃渣场调整布置在肖厂沟、三滩沟、道班沟以及印坝子沟共计4个渣场，以满足工程的弃渣需要。

(1)肖厂沟渣场，位于大坝上游右岸约3km处的肖厂沟内及大坝上游右岸约2km处1 675m高程以下的缓坡地带，堆渣高程设置为1 640.00～1 770.00m，渣场容量约为120万m3。主要堆存CI标、场内公路及三滩右岸料场的开挖弃渣。

(2)三滩沟渣场位于大坝上游左岸约5km的三滩沟，堆渣高程为1 850.00m，渣场容量为2 254.12万m3。主要堆存CII标、CIII标、CIV标、三滩右岸料场等开挖弃渣共计1 604.01万m3(松方)。

(3)印把子沟渣场位于大坝下游左岸约10km的印把子沟，堆渣高程1 900.00m，容量为1 443.41万m3。主要堆存CI标工程的后期开挖出渣、CII标、CIII标以及CIV标、CV标工程的部分开挖出渣及大奔流沟料场开采弃渣共计940万m3(松方)，并为锦屏二级首部枢纽预留500万m3堆渣容量。

(4)道班沟渣场，大坝下游右岸约1.5km的道班沟，堆渣高程为1 845.00m，渣场容量为195.00万m3。主要堆存CII标工程的部分开挖出渣178.40万m3(松方)。各渣场的堆渣参数见表2。

表2 施工渣场规划

4 结束语

由于锦屏一级水电站位于高山峡谷地区，坝区附近可供利用的施工场地有限，还需兼顾锦屏二级水电站同期施工对施工场地的需求，施工总布置十分困难。通过对工程区域内所有可能利用的施工场地和分区规划的方案比较研究后认为，工程施工总布置采用三滩右岸工区、坝区、大坪工区、印把子沟工区、大沱工区共五大施工布置分区比较合适。这种施工总布置格局既做到了少新建场内公路、少占地、节约工程造价，又做到了遵守“有利于生产，方便生活”的施工总布置原则。虽然施工场地布置集中，显得比较拥挤，这是工程区域内的地形、地貌条件所决定的，但能够很好地满足工程施工要求，是高效利用现有自然条件的具体体现。相互之间存在的一定干扰通过现场的有效协调是可以解决的。同时位于大沱的业主营地离位于大坪的承包商营地距离均较远，业主对承包商的管理可以通过场内的有线、无线等通讯方式很好地实现。