方案比选与设计（精选3篇）

方案比选与设计 第1篇

1.1 工程概况

草街航电枢纽工程位于重庆合川市境内草街附近的嘉陵江干流河段上, 是嘉陵江自下而上规划的第二个梯级。水库正常蓄水位为203 m, 总库容为24.08 m³, 电站装机容量为500 MW (4125 MW) 。枢纽建筑物从左到右由船闸、河床式厂房、5孔冲沙闸、15孔泄洪闸、1孔与施工纵向围堰结合的泄洪闸和混凝土重力坝等水工建筑物组成。

1.2 导流标准

由《水利水电工程等级划分及设计安全标准》DJ51802003可知, 草街航电枢纽工程为一等工程, 主要建筑物为一级。

该工程围堰工程规模较大, 使用年限较长, 根据《水利水电施工组织设计规范》SDJ33889 (试行) 的相关规定, 确定导流建筑物为Ⅳ级。对于土石类导流建筑物来说, 洪水重现期为10~20年。鉴于一期围堰失事将直接影响发电工期, 并造成较大经济损失, 所以, 一期导流标准选用上限20年一遇;二期围堰规模较小, 使用年限较短, 导流标准选用下限10年一遇。

1.3 导流时段

经综合分析研究, 草街航电枢纽主体工程分二期施工:一期施工左岸船闸、厂房、5孔冲沙闸, 工程量较大且集中, 为了保证坝体快速、连续施工, 要尽快完建挡水发电, 导流时段为全年, 相应20年一遇导流设计流量为41 100 m³/s;二期施工右岸15孔泄洪闸, 时段为12月至次年4月, 相应10年一遇导流设计流量为5 440 m³/s。

2 导流方式选择

该工程位于嘉陵江、涪江、渠江三江汇合处的下游, 洪峰流量巨大, 而河道宽度相对较窄。枯水位在178.00 m时, 坝轴线处河道宽约440.00 m, 汛期设计流量Q=41 100 m³/s的天然河道水位为207.70 m时, 水面宽约600.00 m, 洪、枯水位变幅大, 达30.0 m。从工程规模看, 工程量巨大 (开挖量约为6106 m³, 砼为2.61106 m³) , 船闸、厂房并列左岸, 工程量集中 (两项合计分别占开挖总量的34.6%, 砼总量的54.7%以上) 。为了尽量降低导流工程造价、缩短发电工期与总工期, 在导流方式上进行了充分的比较和研究, 决定采用束窄河床的分期导流方式。

3 导流方案比选

3.1 导流方案描述

根据草街航电枢纽工程河床和枢纽布置的主要特点, 结合施工总进度安排, 对束窄河床分期导流方式主要进行了两个导流方案的研究。

方案一:一期围左岸, 利用右岸扩挖河道泄流、通航, 在挡全年洪水的高围堰围护下, 经过三枯三汛完成船闸、厂房、5孔冲沙闸的施工。二期围右岸, 施工右岸15孔泄洪闸, 由一期完建的5孔冲沙闸宣泄导流设计流量和船闸通航。该方案一期基坑于第二年11月形成, 二期基坑于第五年12月形成, 第六年2月底第一台机组发电, 第七年4月底竣工。

方案二:一期左、右岸同时开工, 左岸围位于台地上的船闸, 右岸围15孔泄洪闸, 利用左岸主河道过流和通航, 用三个枯水期完成一期工程。二期围厂房和5孔冲沙闸, 由一期完建的15孔泄洪闸渲泄导流设计流量, 永久船闸通航。该方案一期基坑于第一年11月形成, 二期基坑于第三年11月形成, 第七年2月底第一台机组发电, 第七年11月底竣工。

3.2 导流方案论证及比选

经过上述导流方案比较可知, 方案二主要存在以下两个问题: (1) 将厂房基坑安排在二期施工, 发电工期滞后12个月; (2) 二期厂房基坑位于河道中间, 被左岸船闸和右岸15孔泄洪闸所隔, 施工通道受阻, 影响施工进度, 二期围堰堆筑和拆除时需要停航。而方案一存在的问题是: (1) 为了保证一期导流时的通航, 需要提前扩挖右岸河道, 且与一期基坑同时进行船闸、厂房和冲沙闸等建筑物的施工, 施工干扰较大, 施工强度高。 (2) 因为一期完建的泄水建筑物较少 (仅5孔冲沙闸) , 增大了二期过水围堰的技术难度和工程量。但该方案二期施工右岸15孔泄水闸时, 可以利用围堰挡水提前发电, 其工程效益显著。

经综合研究、分析, 推荐方案一, 即一期围左岸施工船闸、厂房、5孔冲沙闸, 二期围右岸施工15孔泄洪闸的导流方案是经济、可行的。

4 施工导流程序

推荐方案 (方案一) 的施工导流程序为:

第一年11月至第二年4月, 进行临时施工围堰堆筑、砼纵向围堰基础开挖、基础处理、183 m高程以下砼浇筑和右岸河道扩挖施工, 同时, 在左岸滩地进行船闸基础开挖和底板砼浇筑。

第二年5月至10月全河床过流。11月, 左岸基坑合龙, 形成一期基坑, 继续进行纵向围堰183 m高程以上砼浇筑, 并堆筑一期全年上、下游围堰, 进行一期基坑中船闸、厂房、5孔冲沙闸基础开挖和砼浇筑。到第五年8月, 左岸一期基坑中船闸、厂房、5孔冲沙闸完建, 在此期间导流流量Q=41 100 m³/s, 由右岸扩挖河道渲泄, 上游水位210.90 m, 下游水位208.05 m。

第五年12月, 河床截流, 形成右岸二期基坑, 并进行二期过水围堰堆筑和15孔泄洪闸基础开挖、砼浇筑。河道水流由一期完建的5孔冲沙闸渲泄。

第六年2月底, 第一台机组已安装完毕, 工程具备施工期临时发电的条件, 此时, 由一期完建的5孔冲沙闸闸门调控水位至203.00 m, 同时, 满足了发电和船闸的通航要求。4月末, 拆除上游围堰至192.50 m (为了保证通航, 二期过水围堰堰面上留2.5 m高的土石子围堰) 。510月, 当流量小于6 600 m³/s时, 来流由5孔冲沙闸调控渲泄;当流量大于6 600 m³/s时, 子围堰冲毁, 二期基坑过水, 枢纽临时度汛洪水标准采用20年一遇, 洪水流量41 100 m³/s, 由5孔冲沙闸和堰顶高程为190.00 m的过水围堰渲泄, 上游水位为209.14 m。11月, 后续机组相继安装发电。

第六年11月至第七年4月, 二期基坑恢复, 继续进行泄洪闸砼和金属结构安装施工。

第七年3月至4月, 二期围堰拆除完毕, 由已完建的永久建筑物过流, 工程导流任务全部完成。

草街航电枢纽工程施工一、二期施工导流布置详见图1、图2、图3.

5 施工导流模型试验研究

为了验证并确定草街航电枢纽工程各级导流时的各围堰挡水、流态和施工期通航条件, 委托重庆交通大学做了水工模型试验 (备注:详见《草街航电枢纽工程施工期导流及通航模型试验报告》) 。

草街航电枢纽工程施工导流和施工期通航模型试验研究成果如下: (1) 一期上、下游围堰高程需分别抬高至212.00 m、209.00 m; (2) 为了改善扩挖河道进、出口水流条件, 降低进、出口比降和流速, 把纵向围堰上、下游导流堤坝头分别左偏300 m、210 m; (3) 一期施工期最高通航流量降低至5 440 m³/s, 其相应的通航保证率大于90%; (4) 一期上游围堰近河心段堰脚冲刷较为强烈, 采用钢筋石笼保护后可安全运行; (5) 二期下泄流量在5 440~13 800 m³/s之间时, 通过调整冲沙闸闸门开启度控制坝前、后水位差, 减少上、下游围堰近堰最大流速, 保证二期过水围堰堰体的安全。

上述模型试验研究成果在草街航电枢纽工程导流设计、施工中已被采纳并执行。

摘要：根据河道和枢纽布置的特点, 结合施工总进度安排, 为了尽量降低导流工程造价、缩短发电工期和总工期, 对草街航电枢纽工程施工导流方案进行充分的比较、研究。通过对两个导流方案进行综合分析和比较研究, 草街航电枢纽工程决定采用束窄河道分期导流方式 (方案一) 。工程实践检验证明, 施工导流推荐选择的束窄河道分期导流方式 (方案一) 是经济、可行的。现对工程施工方案进行简要分析, 以期能为嘉陵江干流的航电枢纽工程建设施工导流提供一些借鉴。

方案比选与设计 第2篇

长汀435井资源整合项目开采方案比选与优化

作者：黄诗满

来源：《海峡科学》2013年第05期

[摘要]为充分合理开发利用煤炭资源，淘汰落后生产力，优化开采布局，提高产业集中度，永春县长汀煤矿有限责任公司长汀煤矿大丘垅435井与长汀煤矿后溪湖411井实施煤炭资源整合。该文针对资源整合项目实际情况，对设计单位提出的两种开采方案进行比较，选择较优方案，同时在此基础上，根据矿区实际，对开采方案进一步进行调整和优化。经优化的开采方案，生产集中、施工简易、初期投资小、经济合理，已经主管部门审查通过，现该项目已竣工投产。

方案比选与设计 第3篇

关键词：平改立；道路；优化设计；方案比选

中图分类号： U412.32 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）17-93-2

0 引言

南同蒲线圣佛平交道口里程位于K557+338，设计新建立交框架桥中心位于K557+040，孔径1-10.5m，全长19m。框架桥结构净高4.8m，使用净高不小于4.5m，顶板厚0.7m，地板厚0.75m，边墙0.7m，框架桥主体采用C45钢筋混凝土。桥位处整体地势平坦，铁路线路东侧为矿区道路，道路宽9.0m，两侧人行道宽3.0m，矿区道路东侧为汾东花园小区（团柏煤矿家属楼）；铁路线路西侧紧邻桃临公路，公路西侧为汾河河滩，河滩与公路高差约4m。框架桥采用顶进法施工，施工工作坑位于铁路线路西侧，框架桥预制及顶进需占用既有桃临公路，施工前必须先完成桃临公路临时保通（施工便道）工程，待框架桥立交通道等工程施工完成后进行桃临公路修复工程施工。占用桃临公路及框架桥通道道路设计与施工涉及太原铁路局、山西省公路局、霍州市地方政府及村镇、汾河管理等单位和部门，每个单位都有自身的利益需求，虽然解决通道道路和地方交通的连接问题有多种方案可供选择，但如何才能降低工程造价，满足涉及单位各方的利益需求，保证圣佛平改立工程的顺利实施，是方案优化选择的目的。

1 方案比较

1.1 与桃临公路平行双接口方案

该方案由地方政府提出，立交通道位于公路、铁路之间，立交通道路面宽8.0m，分南、北两出入口同桃临公路衔接，需要向汾河方向改移桃临公路，公路临汾河侧设计了汾河河坝，汾河防洪抢险可利用改移公路做防洪抢险通道。在桃临公路正式改移前利用公路位置开挖工作坑，做铁路框架桥预制场地。为了保证铁路公路的临时通行，临时占汾河滩地做保通便道工程。该方案的优点是通道道路在铁路两侧呈对称分布，通道道路中车辆、行人进出方便；缺点是通道道路与桃临公路衔接处存在逆行及调头的安全隐患，若按照该方案实施建设，由于通道道路位于公路、铁路之间，通道施工将开挖铁路路基，对铁路路基稳定产生影响，必须对铁路路基设加固桩进行防护，由于地下水位高，只能采用钻孔灌注桩来加固，考虑桩机作业高度、作业半径的影响还需要改造铁路电力线，同时防止桩机、吊车作业威胁铁路接触网的安全，需在铁路外侧搭排架支撑对接触网进行防护，费用很高。

因此从通道道路同桃临公路衔接处的安全隐患问题和经济合理性考虑，该方案不可取。

1.2 与桃临公路平行四接口方案

该方案由山西省公路专家提出，方案中设计桃临公路外移，在公路下设通道。立交通道和桃临公路有四个衔接口，分别位于公路两侧，分上下行每侧两衔接口，立交通道路面宽度为4.5m，临汾河侧通道外设河坝。桃临公路保通便道、铁路路基加固及防护同方案1。该方案的优点是消灭了立交通道同公路的接口存在安全隐患，增设通道桥下穿公路，并在公路两侧设置辅道， 实现桃临公路顺序行车无干扰的状态，立交通道同桃临公路设计有四个衔接口，对公路部门来说这是最优秀的方案。存在的缺点是出入通道的车辆、行人大都为当地村民及矿区上下班人员，通道出入口多，路面狭窄，不能做到人人对每个通道口功能了解清楚，容易造成立交通道内交通秩序混乱，一旦发生事故很可能形成多次连环事故，甚至救援、救护车无法进入，或者进入后出现救援堵塞。对汾河管理部门而言，立交通道的修建侵入了汾河河道红线，而且没有预留汾河防洪抢险通道。并且若按此方案实施，产生的建设费用巨大，远远超出了铁路平改立工程概算。虽然从公路安全角度考虑很优秀，但通道道路内的交通管理不理想，且对汾河管理的影响很大，所以很遗憾不能采取该方案。

1.3 下降公路主线的T型接口

由山西公路设计院提出，在方案中下降桃临公路主线同立交通道口T型衔接，在邻汾河侧修建河坝并预留防洪抢险通道。方案中下降公路主线顺坡较长，公路改造费用较大，相对现状公路来说加大了公路纵坡。对铁路路基防护工程加大了工作量，桃临公路临时保通便道工程量较大。该方案优点是采用了T型衔接，立交通道同桃临公路交角大于70°，这种情况下相对公路上行驶的车辆来说是安全的，因为通道出入车辆速度非常缓慢，在观察没有危险后才会出入通道，有一定的安全保障，方案技术上可行。同时考虑了汾河管理部门的利益，确保不能侵入汾河河道红线，并且预留出了防洪抢险通道。方案的缺陷是改变了既有公路的纵坡，在通道衔接口两侧桃临公路形成了上下状态，恶化了既有公路的行车条件。当地村镇对T型衔接可以接受，但受地形限制，通道出入口车辆、行人瞭望公路上行驶车辆的视线不好。综上所述，该方案也不可取。

1.4 下穿桃临公路后的T型接口

该方案由笔者提出，方案中不改变既有桃临公路平面位置，在公路下加设通道桥；充分利用现场地形，立交通道穿铁路、公路后转向临时存煤、存砂的空地，远离汾河河道红线，在立交通道与汾河河坝之间预留出8m的防洪抢险通道。立交通道路面宽度为7.5m，通道同公路衔接口只有一处，利用存砂场较宽的场地同公路衔接夹角大于70°，衔接处出入口车辆、行人瞭望公路上行驶车辆的视线条件良好。

本方案的特点是利用现场地形，下穿桃临公路后以一个通道出入口方式和公路衔接，通道路面为双车道，简化了通道内的交通组织，保障了车辆、行人出行的安全；通道施工远离铁路，大大降低了因施工对铁路路基的影响，减少了铁路电力线的改造及对铁路接触网的防护费用；最大程度减少了对既有桃临公路改造的范围，降低了公路改造费用；对汾河防洪抢险预留了通道，加固了河坝。维护了工程建设涉及的各单位利益需求，减少了工程建设对地方的干扰和影响，和谐了地方关系。从建设费用上看，本方案同其他方案相比大大节省了费用，公路改造费用降低580万元，铁路路基、接触网防护及电力改造费用降低320万元，立交通道修建费用降低180万元，共节省费用1080万元，经济效益显著。所以该方案是最佳方案可取。

通过上述通道道路同公路衔接的四个方案的科学分析和优缺点比较，在设计单位参与下经与涉及各单位反复协商，最终决定采用下穿桃临公路后的T型接口方案（如图1所示）。

2 结束语

铁路建设是一项非常复杂的系统工程，所涉及的利益单位和个人非常多，必须因地制宜结合实际，统筹考虑。如何科学合理地确定设计方案，减少工程投资，减少工程建设对地方的干扰和带来的不利影响，和谐地方关系，这个课题大有研究价值。圣佛K557+338平交道口改立交工程的实施，一方面保证了铁路列车安全运行，另一方面对当地车辆、行人的出入不再跨越铁路，安全上也得到了保障。立交通道交通组织有序，当地村民、居民可以放心安全出行，有良好的社会效应。

参 考 文 献

[1] 中国铁路总公司.铁路技术管理规程[M].北京：中国铁道出版社，2014.

[2] 铁道部.铁路桥涵地基和基础设计规范[P].北京：中国铁道出版社，2005.

[3] 交通部.公路路线设计规范[P].北京：人民交通出版社，2006.