藏区水电工程施工组织设计新问题及对策探讨

郭 勇，陈能平，路文珍

(中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司,贵州 贵阳 550081)

0 前 言

施工组织设计作为水电工程勘测设计工作中重要的一环，在保证工程顺利实施、控制工程造价等方面发挥了重要作用。贵阳院扎根于贵州水电市场，通过几十年的努力，成功解决了一大批水电工程的施工组织设计难题，形成了诸如“岩溶处理技术”、“碾压混凝土施工技术”、“狭窄河谷施工导流技术”等多项适用于岩溶地区特殊自然条件、水文条件和工程条件的技术优势，节省了工程投资，缩短了工程施工工期，为推动贵州水电事业的发展和进步作出了贡献。

随着“西电东送”水电项目的陆续投产发电，贵州境内大中型水电项目的开发已基本结束。贵阳院在“十二五”期间提出了“主业西移”的发展战略，今后相当一段时间内，国内水电勘测设计将转移到四川、西藏等地。新形势和新环境，既是机遇，更是挑战，需要我们继续发挥已有的技术优势外，更要适应新的环境要求。笔者结合贵阳院近期在藏区水电项目施工组织设计过程中的经验和教训，参考其他同行的实践，针对藏区特殊环境下水电工程施工组织设计工作需要考虑和注意的问题，浅谈个人的一些体会和思考，供同行一起探讨。

1 藏区特殊的环境分析

西藏地区由于其特殊的地理位置，有显著的区别于内地的自然环境和社会环境。贵阳院在藏区的水电项目，普遍具有高海拔、高寒、高震的“三高特征”，地质条件复杂，气象条件恶劣，社会环境特殊，给工程施工组织设计带来了诸多挑战。

1.1 复杂的地形地质条件

受强烈的构造运动影响，藏区河谷普遍深切，两岸山高坡陡，地形条件差，阶地分布不明显，施工布置场地条件有限。河流比降大，水流湍急，下切、侧蚀、搬运作用强烈，岸坡易垮塌形成临空面，在重力作用下常诱发塌方和滑坡。受强烈的冻融风化作用影响，坡面松散物质稳定性差，植被少，加上藏区典型的小流域局部暴雨特征，泥石流灾害尤其突出，研究资料表明，藏区的雅鲁藏布江、金沙江、澜沧江、怒江等主要河流均是泥石流活动频繁区[1]。

1.2 恶劣的气象条件

由于西藏高原奇特多样的地形地貌和天气系统的影响，形成了复杂多样的独特气候。与水电工程施工组织设计有关的主要气象特征有：①冬季时间较内地普遍偏长。位于西藏昌都地区的GD水电站，每年11月即进入冬季，次年3月气温依然很低。②昼夜温差大。在西藏有“一天度四季，全年备寒冬”之说[2]，部分地区日内最大温差可达到30 ℃以上。③在同一地区有多样的气候特征和明显的垂直气候带。RM水电站建设的气象站资料显示，RM坝址(海拔高程约2 620 m)的各月平均气温较与其相距仅50 km的县城气象站(海拔高程约3 870 m)高8 ℃～17 ℃。④空气稀薄，气压低，含氧量少。GD水电站所在地为藏区植被相对较好区域，但空气平均含氧量仅为内地的65%左右。⑤全年分为明显的旱季和雨季，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、冰雹等极端天气。

1.3 特殊的社会经济环境

藏区社会环境特殊，以藏民为主，当地民众有区别于内地的宗教信仰、民俗和文化，生态环境脆弱，社会因素的敏感程度较高，社会稳定在方案选取中占有较高权重。水电站建设周期较长，大量内地管理、施工人员在当地的生产和生活势必会对社会环境造成影响。另外，当地社会经济水平较低，经济总量较小，给水电工程建设带来很大不便。主要体现在：①当地电网容量偏小且不稳定，随着川藏联网工程的实施，电网容量和质量有所好转，但仍不能解决水电工程枯水期施工缺电的问题；②工业基础落后，主要工程建设物资如钢材、水泥、粉煤灰等供应能力不足，且质量不稳定，材料单价相比内地也没有优势，工程建设所需的大量物资均需要从内地供应，运输线路里程近千公路甚至更长，运输费用昂贵。GD水电站粉煤灰由攀枝花504电厂供应，出厂价约110元/t，运距1 344 km，到工地价约1 532元/t。③基础设施不完善，公路标准偏低，制约重大件设备的运输。④藏区人口较少，教育水平较低，受语言、文化及宗教信仰等因素影响，参与工程建设的当地人较少，建设用工主要以内地工人为主，内地工人对高原缺氧环境的适应性较差，人员流动性大，人工费高，工作效率低，在施工方案设计及设备选择上应减少对人工的使用。

2 对策探讨

相比内地，藏区水电项目施工条件发生了很大变化，在开展施工组织设计工作时，需要加强相关基础资料的收集分析工作，重视前期勘察，加强与当地政府部门的沟通协调。做到技术方案安全、经济的同时，还应注意与当地社会、生态环境的协调。

2.1 合理规划施工用地

(1)尽量减小用地规模。藏区复杂的地形地质条件决定了多数电站施工用地选择困难，加上当地生态环境脆弱，一旦破坏，后期修复代价较高，时间较长。在满足功能需要的前提下，应摒弃“大电站要有大手笔”的思想，通过优先利用水库永久淹没用地、前后进场标段重复利用同一场地、降低用地指标、减少施工标段、加大公共生产设施的使用效率和使用频率等措施降低用地规模，减少对当地生态环境的破坏。

(2)减少稀缺资源的征用。藏区当地百姓以农业、畜牧业为生，恶劣的气象条件导致当地农田、草地较少，相对较平坦的土地属于稀缺资源，施工用地选择时应避免或尽量少占用此类资源，降低后期征地移民协调难度。

(3)重视用地安全。藏区普遍地质灾害多发，进行施工用地规划前要做好地质灾害调查和勘察，以避让为主，确实需要利用的，应做好合理的规划，研究切实可行的治理措施。据贵阳院藏区水电工程统计，工程区大部分冲沟都存在泥石流安全风险，利用冲沟进行施工布置，必须做到规划合理、工程措施可靠。国内多个水电工程在冲沟布置渣场或临时建筑物时由于泥石流灾害导致人员伤亡和工程损失，教训值得我们高度重视。

2.2 提高施工资源保障

(1)提高物资保障。藏区较低的社会经济发展水平决定了电站建设需要的大部分物资均需要从内地如云南、四川等方向供应。当前主要的进藏道路为G214、G318和G317国道，滇藏铁路和川藏铁路形成还需要时日。受地形、地貌、气候条件限制，冬季有效运输时间短，夏季边坡垮塌、泥石流灾害频发，物资运输保障率较低。另外，根据调查，主要的进藏公路有大量的桥梁和隧洞，部分桥梁荷载、隧道尺寸和公路转弯半径不满足电站重大件运输要求，改建费用高昂。可采取的措施：①合理选择对外交通线路。在工程造价允许的情况下，可以考虑结合流域梯级开发以及水库道路复建，新修电站专用进场交通。②研究新型替代材料。充分利用藏区已有资源，减少外来物资运输量，提高施工保障的同时也可降低工程造价。如已建的藏区ZM水电站、GD水电站研究了石灰石粉替代粉煤灰的掺合料。③加大现场物资储藏仓库的规模，大型电站可考虑设置物资中转站。GD水电站现场设置了机电设备库与主材仓库，机电设备库建筑面积约3 400 m2，主材仓库建筑面积约4 780 m2，可满足高峰期15～20 d的材料用量要求，为正常施工提供了较好的保障。④研究重大件设备采取拆分或分瓣运输的方案，现场设组装厂或二次加工厂，以解决重大件运输问题。

(2)合理配置施工资源。藏区水电站多处高海拔地区，空气稀薄、气压及氧气含量低，对施工机械及人工效率均有一定影响。GD水电站在施工期针对高原环境对施工机械及人工效率的影响进行了专题研究，研究结果表明，由于当地劳动力缺乏，主要工人为内地人员，在含氧量低、气温低的环境下，导致人工效率大幅降低，氧气含量低导致油动机械燃油燃烧不充分，动力下降，效率降低明显[3]。在施工资源特别是人力和施工机械方面要考虑到降效影响，合理配置，留有余地。

2.3 重视社会稳定和施工安全

(1)尊重当地民众信仰和民俗。藏区民众有较强的宗教信仰，征地移民工作开展往往较为困难，施工用地特别是临时用地选择应尽量避免或减少移民。在选择用地时，要充分尊重当地民众的信仰，提前调查和沟通，避免后期的移民征地工作产生社会矛盾，维护社会稳定。如西藏的某工程在前期工作中确定了石灰岩料场作为工程的骨料料源，但在后期的征地工作中，发现该石灰岩料场为当地民众信仰的神山，最终只得另外选择了天然砂砾石料场。

(2)集中布置、封闭管理。当地社会环境复杂，工程管理和施工人员主要为内地人员，信仰、民俗、文化差异容易激发矛盾，加上当地群众普遍法律意识偏弱，划地为界、强买强卖现象时有发生，建议进行施工总布置规划时应优先考虑集中布置、封闭管理，有利于施工人员安全和当地社会稳定。

2.4 重视气候特点，合理选取设计方案

(1)藏区冬季寒冷且时间较内地普遍偏长，冬季有停工的需要。由于冬季需要停工，直接影响枯期导流时段的有效施工期，使枯期导流方案在藏区水电工程的适应性变差，导流方案一般考虑以全年导流方案为主。

(2)合理安排施工工期。冬季施工特别是混凝土施工成本较高，根据目前藏区水电工程实践经验，往往采取停工措施，但带来的是大量人员窝工及机械闲置。GD水电站的冬歇期为12月～次年2月共3个月时间，但在实际施工过程中，从10月中下旬开始每天的有效施工时段就大大降低，平均6 h左右。因此，需要结合工程实际情况，研究停工标准和冬季施工时段，分析有效施工时间，合理安排施工强度和施工工期。

(3)重视混凝土温控。藏区冬季寒冷、夏季高温、昼夜温差大的气象特点决定了混凝土施工的防裂和防冻问题突出，相比内地，单一的混凝土温控措施往往不能满足要求，需要从混凝土拌合、运输、浇筑、仓面保护等多方面开展研究工作，提出动态的切实可行的“控温+保温”的综合性温控防裂措施。

3 结 语

一项水电工程的施工组织设计，除了应做到因地制宜外，尚应考虑自然环境和社会环境的影响，特别是藏区水电工程尤为重要。设计工程师们只有充分重视和研究了藏区复杂的自然环境和特殊的社会环境因素，而不是简单的照搬规范、照抄内地工程经验，才能使藏区水电工程的施工组织设计方案达到保证工程质量安全、降低工程造价、缩短建设周期、优化资源利用，同时兼顾社会稳定、生态环境等其他需要。