西藏拉洛水利枢纽工程施工总布置规划

杨 波，徐文林，牛运华

(长江勘测规划设计研究有限责任公司，湖北 武汉 430010)

0 引 言

国内外对施工现场设施布置的研究已有一定基础，20世纪70年代，Eastman对空间分析和设备布置问题进行了较为深入的研究[1]。20世纪90年代初，Tommelein将设施布置系统理论引入了施工现场设施布置问题中[2-3]。20世纪90年代后期开始，学者们重点研究地理信息系统与布局规划。在国内，学者们多采用数学理论方法进行水电站施工场地布置的研究[4-5]。但目前国内外研究范围多集中于工业与民用建筑领域。

拉洛水利枢纽工程是位于高原地区的大型水利枢纽工程，工程区域地广人稀，可布置施工区的场地范围较大，既可以分散布置，也可以集中布置，但高原气压低，缺氧较严重，自然生活条件恶劣，枢纽建筑物布置要因地制宜。对此，拉洛水利枢纽工程采用了相对集中的布置方式，分别设置坝区施工区、厂区施工区及隧洞出口施工区，便于现场工程管理，并可集中改善和提高高原地区工作生活条件。该布置思路可供高寒高海拔地区类似工程参考。

1 工程概况

拉洛水利枢纽及配套灌区工程位于西藏自治区日喀则市西南部雅鲁藏布江右岸一级支流夏布曲上，水库总库容2.965亿m3、最大坝高61.5 m，电站总装机容量42 MW，为Ⅱ等大(2)型工程。该工程主要包括枢纽工程和灌区工程两部分，工程任务以灌溉为主，兼顾供水、发电和防洪，并促进改善区域生态环境。枢纽工程由沥青混凝土心墙砂砾石坝、泄洪隧洞、溢洪道、拉洛水电站、灌溉引水(德罗水电站引水)隧洞、压力前池及侧堰、压力钢管、德罗水电站厂房组成[6]。拉洛水利枢纽工程(图1)于2014年6 月正式开工，2020年12月投产发电。

图1 拉洛水利枢纽工程布置Fig.1 Layout of Laluo Hydro Project

2 施工场地条件

2.1 地形地貌

拉洛水利枢纽工程坝址区(图2)位于拉洛乡下游6.0 km夏布曲峡谷进口段，河谷呈不对称“V”型，左岸略缓，右岸较陡。坝址区分布Ⅰ级阶地，阶面高程4 300～4 310 m。引水发电系统总地貌为高原山地地貌，德罗隧洞进口距离坝址约6.2 km，外临宽广平缓的夏布曲河漫滩，高程4 282～4 284 m，出洞口位于波日北西侧缓斜坡，高程4 600～4 050 m。德罗水电站(图3)厂址位于平缓山脊北部缓斜坡，地面高程4 050～4 070 m。

图2 坝址区布置Fig.2 Layout of the dam site area

图3 德罗电站区布置Fig.3 Layout of Deluo Power Station area

2.2 地质条件

(1) 工程地质。坝址区两岸局部残留两级基座阶地，阶地面分别高于河床5～8 m、10～15 m。坝址区基岩为三叠系涅如组(T3n)泥质板岩，局部炭质含量相对稍高，偶夹相对较硬的砂质板岩。第四系地层有冲积层(Qal)、洪积层(Qpl)、崩坡积层(Qcol+dl)及地滑堆积层(Qdel)，河床覆盖层厚7～14 m，左岸覆盖层厚10～48 m。其中，冲积层为砂壤土、砂砾石、砾卵石等，其余均为碎块石土。工程区最大冻土深101 cm。

坝址基岩中存在承压水，承压水赋存于板岩板理、裂隙或层间挤压带中，为脉状裂隙性承压水，连通性较差，与夏布曲河水基本无直接水力联系，补给来源较稳定。

(2) 料场条件。选择雪日巴唐、塔曲两个料场作为砂砾料场。雪日巴唐、塔曲砂砾石料场至坝址运距分别为0.7～2.5 km、4～6 km。料场储量均满足工程需求。料场砂砾料作为坝壳填筑料、过渡料、垫层料及反滤料，质量满足规程要求。砂砾作为混凝土骨料，含泥量高，砂细度模数、平均粒径偏小，需采取冲洗和添加人工料等措施进行处理；砾石部分试样的针片状颗粒、软弱颗粒含量偏大，采取措施处理后质量基本满足要求。

选择卡穷朗、卡吉朗两个料场作为石料料场。卡穷朗料场的弱、微风化石英砂岩为有用层，呈厚层-巨厚层状，其储量满足工程需求，石料质量满足混凝土人工骨料、护坡块石料要求；料场至坝址运距11 km。卡吉朗石料场岩性为玄武岩，石料质量满足混凝土人工骨料、沥青混凝土骨料和护坡块石料要求；料场至坝址运距13 km。

混凝土骨料料源可选择人工骨料(石英砂岩、玄武岩)和天然砂砾料。因沥青混凝土骨料用量小，因此从工程区附近社会料场购买灰岩进行加工。

3 施工布置总体思路

3.1 枢纽布置情况

枢纽建筑物由沥青混凝土心墙砂砾石坝、泄洪发电隧洞、溢洪道、拉洛水电站、灌溉引水隧洞、压力前池、侧堰及泄槽、钢管进水口、压力钢管和德罗水电站等组成。

枢纽布置主要为：主河床布置沥青混凝土心墙砂砾石坝，左岸坝肩布置开敞式溢洪道，右岸布置泄洪兼发电引水洞、放空洞(施工期为导流洞)，拉洛水电站厂房位于大坝坝脚下游右岸，鱼道设施布置在右岸；德罗隧洞进水口(灌溉取水口)布置于坝轴线上游6.2 km库区右岸加木扎处，隧洞尾部设置前池接压力钢管至德罗水电站，电站尾水进灌溉总干渠。

3.2 总体布置思路

工程地处高海拔偏远山区，工程区域及其附近均无工矿企业，自然村寨规模小，呈分散分布。工程建设征地不涉及自然保护区、风景名胜区、文物古迹等环境敏感区。拉洛水利枢纽建筑物布置较分散，大坝与德罗水电站厂房直线距离约13.5 km，与德罗引水隧洞进水口直线距离约6.2 km；德罗引水隧洞进水口与德罗水电站厂房直线距离约9 km。施工点布置较分散，距离较远，相互之间干扰较少，可独立施工。高原气压低，缺氧较严重，自然生活条件恶劣，施工区集中布设便于现场工程管理、改善和提高高原地区工作生活条件。根据以上工程特点，施工布置采用集中与分散相结合的布置方式，分别在拉洛水利枢纽大坝、德罗水电站及德罗引水隧洞出口设置3个施工区。

4 施工总布置

4.1 原 则

(1) 施工场地规划尽量少移民、少占耕地，以节约临时工程投资。施工总布置采用集中与分散相结合的方式，分散设置施工区，施工区内集中布置施工设施和营地。根据工程布置及场地条件，设置坝区施工区、厂区施工区及隧洞出口施工区。

(2) 施工场地规划应有利于生产和方便生活，并利于工程施工期主体工程施工实施封闭管理。

(4) 施工区的设置应与场内交通结合，保证施工期内物料运输和交通顺畅。

(5) 施工区布置应避开泥石流、滑坡、山洪等地质灾害区域。

(6) 施工设施的布置应充分考虑环保、水保及防洪的要求。

(7) 施工临时设施尽可能采用永久与临时相结合(以下简称“永临结合”)的方式，节约工程投资。

4.2 可利用场地分析

整个工程区内地广人稀，河滩面积大，山坡地势相对平缓，便于施工布置。根据工程区内地形地貌条件，得到可用于施工布置的场地如下[7-9]。

(1) 坝址下游约650 m、位于右岸高程4 258～4 274 m间的较缓阶地，沿河长约400 m，宽约100 m，面积约4万m2。

(2) 坝址上游约900 m、位于左岸高程4 280～4 330 m间的缓坡地带，沿河长约700 m，宽约280 m。

(3) 德罗隧洞东侧宽阔谷地，地形平缓，高程4 275～4 300 m，谷地内已有简易道路通过。

(4) 德罗隧洞出口平缓的山坡地，高程4 260～4 900 m，长约300 m，宽约120 m。

(5) 距吉隆村约900 m左右的平缓坡地，此处地形平缓，有简易道路通过，面积大，高程4 040～4 070 m。

4.3 施工总布置规划

4.3.1 场内交通道路规划

4.3.1.1 场内道路规划

拉洛水利枢纽工程场内交通采用公路运输方式。场内交通运输量较大，为保证工程顺利施工，施工道路布置必须畅通、可靠。

场内交通以德罗水电站为起点，有2个方案可以作为场内交通主干线路，线路一为右岸-左岸方案，线路二为右岸-左岸-右岸方案，具体如下。

(1) 线路一(图4)。德罗-亚吕-夏拉夏瓦-达纳-庆工-夏布朗-右坝头-亚木夏瓦-下游围堰左堰头-左坝头-砂石混凝土系统。

图4 线路1Fig.4 Route 1

(2) 线路二(图5)。德罗-亚吕-夏拉夏瓦-达纳-雪日巴塘-砂石混凝土系统-左坝头-下游围堰左堰头-亚木夏瓦-右坝头。

图5 线路2Fig.5 Route 2

对两条线路方案进行比较，见表1。

表1 场内交通方案比较Tab.1 Comparison of on-site transportation schemes

(1) 物料流向方面，两条线路物料流向都比较顺畅，条件相当。

(2) 道路条件方面，线路一里程最短，其中庆工-夏布朗段成路条件较差；线路二里程最长、成路条件较好。

(3) 桥梁条件方面，两条线路均需新建两座桥梁，且线路一桥梁跨度短，线路二桥梁跨度长。

(4) 造价方面，线路一造价最低。

经综合比较，选择线路一为场内交通主干线路。

4.3.1.2 大坝填筑道路规划

大坝为沥青心墙坝，坝顶面高程4 305.00 m，大坝坝高61.50 m。坝轴线长418.00 m，坝顶宽7 m。坝址区河床宽度约120 m，两岸斜坡地形坡度一般为30°～50°，局部形成高约10 m的陡崖。

如图6所示，大坝填筑期间，从场内2号道路接线布设3条施工道路作大坝填筑通道，其中L1号施工道路承担4 280 m以下高程填筑，L2号施工道路承担大坝4 280～4 290 m高程填筑，L3号施工道路承担大坝4 290～4 300 m高程填筑，坝顶填筑利用场内2号和3号道路。L1号道路至L3号道路路面宽度8 m，道路纵坡坡度控制在3%～6%。

图6 大坝填筑道路(单位：m)Fig.6 Layout of dam filling road

4.3.2 施工区规划

根据拉洛水利枢纽建筑物布置较分散的特点，采用相对集中的布置方式在拉洛水利枢纽大坝、德罗水电站及德罗引水隧洞出口分别设置3个施工区，即坝区施工区、厂区施工区及隧洞出口施工区。坝区施工区主要为拉洛水利枢纽工程施工服务，厂区施工区主要为德罗水电站厂房工程施工服务，隧洞出口施工区主要为德罗引水隧洞工程施工服务。

(1) 坝区施工区。该施工区设置在右岸拉洛水利枢纽大坝下游0.4～1.7 km范围内，地形平缓，主要为滩地，高程4 261～4 277 m。坝区施工区内布置了沥青砂石混凝土系统、天然料砂石混凝土系统、填筑料加工系统、水厂、油库、施工管理生活营地、综合加工厂、机械及汽车停放场、综合仓库、机电设备及金属结构安装厂等，坝区施工区总占地面积9.53万m2。

(2) 厂区施工区。该施工区在德罗电站靠近贡巴一侧，地形较平缓，高程4 052～4 067 m，可以布置厂区施工附属企业及施工场地。厂区施工区内布置了混凝土生产系统、施工变电所、炸药库、业主基地、施工管理生活营地、综合加工厂、机械及汽车停放场、综合仓库、机电设备及金属结构安装厂等，厂区施工区总占地面积6.74万m2。

(3) 隧洞出口施工区。该施工区在德罗隧洞出口附近，地形较平缓，地面高程4 260～4 270 m。隧洞出口施工区内布置了德罗隧洞混凝土生产系统及压力钢管安装厂，隧洞出口施工区总占地面积1.6万m2。

4.3.3 料场规划

工程填筑坝壳料、砂砾料161.11万m3，反滤料、排水料、过渡料和垫层料38.93万m3，块石料14.34万m3，主体工程混凝土量30.13万m3，工程沥青混凝土2.07万m3。

对雪日巴塘和塔曲2个砂砾石料场，以及卡穷朗和卡吉朗2个石料场进行了工程详查和比较。

(1) 由于雪日巴塘料场距离填筑区较近，且砂混系统均布置在雪日巴塘料场旁边，因此，选择在雪日巴塘砂砾料场开采工程填筑坝壳料、砂砾料、反滤料、排水料、过渡料和垫层料。

(2) 卡穷朗沟石料场区为斜坡地形，开采方便，运距近，有简易公路至工程区。因此，选择卡穷朗沟料场为工程块石料开采料场。

(3) 混凝土骨料优先采用天然料作为料源。雪日巴塘砂砾料场虽比塔曲砂砾料场距工程区近约2 km，但雪日巴塘砂砾料场细骨料含泥量相差较大，因此选用塔曲料场作混凝土骨料料源。

(4) 当地天然卵砾石料成分复杂，与沥青的黏附性较差，不宜作为沥青混凝土骨料；卡穷朗块石料为酸性石英砂岩，也不适合作为沥青混凝土骨料；此外，工程需沥青混凝土骨料量仅2.17万m3，而卡吉朗石料场覆盖层较厚，且需新修施工道路，开采加工不经济。因此，推荐购买社会料场生产的灰岩石料作为沥青混凝土骨料，并以卡吉郎石料场为备用料场。

雪日巴塘砂砾石料场和塔曲砂砾石料场位于大坝上游左岸，与大坝通过场内2号道路连接。卡穷朗沟石料场位于大坝上游右岸，通过场内5号、1号、3号道路到达工区。

4.3.4 弃渣场规划

拉洛水利枢纽工程总弃渣量为125.16万m3，其中弃渣场弃渣94.91万m3，雪日巴塘料场弃渣28.90万m3，塔曲砂砾料场弃渣1.35万m3。雪日巴塘与塔曲砂砾料场剥离弃渣料，先临时堆存在料场附近，待料场取料后，将剥离弃渣料返回料场取料坑内，不另外占地。

根据枢纽建筑物布置较分散的特点，共规划设置6个弃渣场，总占地面积21.5万m2。

4.3.5 永临结合布置

施工营地布置和场内道路设置考虑采用永临结合的形式，以节约工程投资。

业主基地在工程施工期是整个工程施工的指挥管理中心，是包括设计、监理等人员在内的主要办公、生活区，除满足工程建设期办公、生活、会议等要求外，还需满足电站运行后的管理需求。因此，业主基地按永久建筑物规划，对于布置位置，首先考虑满足其基本功能要求：内外交通联系方便，远离施工污染源，具备良好的排水、通风和日照条件；同时在避免施工干扰和近坝场地优先布置施工企业前提下，兼顾各施工区。

场内道路在施工期是施工物资、材料和人员的运输通道，工程完建后，部分道路的功能还将延伸至电站运行期，作为工程运行管理的通道，在道路路线、道路等级、道路防护措施等方面应考虑永临结合。根据拉洛水利枢纽工程场内道路功能，场内1号、2号、3号道路和9号道路为永临结合道路。

5 结 语

拉洛水利枢纽工程场内交通干线公路与支线道路的设计符合现场的施工需要，工程开挖与大坝填筑高峰期交通运输畅通，场内交通设施规划合理，形成了上下游、左右岸互相连通的公路网，满足了工程施工的需求。集中与分散相结合的施工总布置设计方案符合工程实际，经济合理，在工程实施后，现场实际的施工总布置情况与原设计规划成果基本一致。集中设置的施工营地与生产布置区分开布置，利于改善高原地区参建人员的办公生活条件。渣场、堆料场的合理布置以及土石方开挖渣料的合理调配与动态管理降低了料源成本。该施工总布置规划方案和思路符合《大中型水利水电工程建设征地补偿和移民安置条例》(国务院令第471号)中的相关要求，即在满足工程建设的前提下，本着合理、节约利用土地的方针进行施工布置区规划，尽量利用荒地、滩地、坡地，减少耕地和林地使用，节约施工占地。研究成果可供高寒高海拔地区类似工程参考。