摘 要：本文對影響場地設計標高的豎向設計因素進行系統分析，通過比較論證確定廠區場地設計最佳標高，并提出場地豎向布置的具體設計內容。為優化電廠廠區規劃，節省項目投資，提供了科學合理的方案及建議。

　　關鍵詞：豎向,標高,土石方,排水,優化

　　一﹑引言

　　濱海地區的平整場地條件下建設電廠，需要注意的重要因素包括：規范要求的與發電廠等級相對應的防洪標準、綜合減少運行成本及一次性投資、減少土石方工程量、有利于雨水排放、場地與周圍自然地形的景觀協調等。通過各方面因素的綜合分析以及費用比較后，才能得到最合理的豎向設計標高，達到最佳的工程經濟效益。下面以某工程的豎向設計分析過程為例，對電廠豎向設計優化的要點進行探討。

　　二﹑場地現狀分析

　　某工程最終規劃按6×1000MW機組設計，本期建設2×1000 MW機組，廠址位于海邊，廠址用地范圍分為陸域和海域部分。

　　廠址陸域用地標高在2m-4.5m之間。陸域用地類型由海邊灘涂、旱地、林地、水產養殖場及鹽田等組成。大部分用地標高在3m左右。可見場地整體較為平坦，高差較小。-1m等深線距海陸域分界線約1000-1200m，至岸域的較大范圍內地形標高大于-1m，地勢平坦，回填高度均勻。

　　三、廠址設計標高影響因素及分析

　　通過以上現狀及外部性條件的前置分析，以下對影響豎向設計的主要因素進行系統分析：

　　3.1廠址設防標準

　　1)防洪水位

　　電廠規劃容量≥ 6000MW，且屬于風暴潮嚴重地區的特大型的海濱發電廠。依據電廠規劃容量≥ 6000MW，按照《大中型火力發電廠設計規范》(GB50660-2011)和《火力發電廠總圖運輸設計技術規程》(DL/T5032-2005)的規定，場地設計標高按高于200年一遇高潮位設計。

　　廠址二百年一遇高潮位4.158m。因此，廠區場地設計標高應高于4.158m，取整為4.20m。

　　3.2土石方平衡

　　3.2.1土源利用分析

　　本期工程可能用作回填的土源包括：取排水明渠余土、基槽余土、港池航道疏浚余土、灰場余土。

　　1)取排水明渠余土

　　本期工程取排水明渠開挖與場平施工可以同時進行，而且距離上是相鄰關系，運費最省。開挖土料主要為碎石土，表層含少量泥沙，對于結構地基處理而言其土質較為理想。

　　2)基槽余土

　　基槽余土是在施工期產生，場地初平階段無法利用。但可以考慮根據基槽余土的總量適當降低場地初平標高，待基槽開挖施工后，將基槽余土作為場地二次整平土源，將場地回填至設計標高。如此處理可減少二次開挖量(含建筑物基坑、管線、路基等)，又可減少初平回填工程量。具有較高的實用及經濟意義。

　　3)灰場土源

　　灰場工程余土利用的優點是：a)通過開挖灰場取土可同步增加灰場庫容。b)灰場余土可以在工程內部調配，不需另開取土場，是可靠的土方來源。主要只需考慮運輸費用，比外購土更加經濟、更加環保、并具有可控性。灰場可作為備用土源考慮。

　　4)港池航道疏浚余土

　　利用疏浚余土的優點在于：回填轉運距離近，費用省;可以消納疏浚余土，既大量減少港池航道疏浚外棄土費用，又節省廠區回填購土的費用。其存在的問題是：工期協調問題。

　　3.2.2土石方平衡方案

　　當疏浚余土無法用于本期廠區回填，則主要考慮利用本期取排水明渠開挖土石方進行廠區平整回填。

　　本期工程取排水明渠開挖土石方55.47萬m3，可用于將一期廠區初平至3.7m標高。再利用基槽余土約8.5萬m3，恰好可將場地二次平整至設計標高4.2m。

　　小結：土源充足，在不考慮本期廠區回填期間利用港池航道疏浚余土時，仍可實現土石方平衡。通過向灰場取土還可以進一步提高場地標高。土石方量不會成為影響場地設計標高的關鍵因素。

　　3.3雨水排放

　　1)雨水排放標高驗算

　　電廠規劃雨水排水系統擬采用重力流方式，就近排至海域。通常排水口的管底標高一般不低于多年平均低潮位(-0.662 m)能保證基本的排水安全，高于多年平均潮位(1.738 m)雨水排水常年均比較順暢。結合總平面布置優化，雨水排水口可接入廠區的取水明渠，大大縮短了雨水干管長度，雨水干管長度大約為310m。廠區分多區排水，可減小干管直徑，經過計算，干管末端直徑約為1.2m。如果排水起點的排水管頂標高按場地設計標高下-0.7 m(即埋深700mm)考慮，平均縱向坡度按0.3%考慮，故主排水管道坡降為0.93m。再考慮出口處的管徑1.2m。主干管出水口底標高比場地設計標高低2.83m。所以廠址場地標高不宜低于1.738(多年平均潮位)+2.83=4.568m，并高于-0.662(多年平均低潮位)+2.83=2.168 m。

　　2)小結

　　從雨水排放角度考慮，廠址場地標高不低于2.168m能保證場地排水的基本安全。廠址標高高于4.568m可保證常年排水基本順暢。

　　但由于自流雨水排水系統允許適當淹沒流排水，按防洪標準要求的4.2m標高考慮，仍可以滿足排水的基本順暢。適當提高則利于獲得更好的雨水排水效果。

　　3.4標高變動的綜合費用分析

　　基于防洪標準的基本要求，暫按4.2m為場地設計基準標高進行分析。因港池航道疏浚余土及灰場余土等各種土源的存在，以及排水順暢的優化需要，場地設計標高存在優化的需要。對場地標高提高0.5m和降低0.5m進行綜合分析。

　　3.4.1提高標高的方案比較

　　當場地設計標高由4.2m升高至4.7m的差異包括：

　　1)增加循環水運行費用

　　由于揚程提高，循環水系統的年運行費用增加值(簡化為水泵年耗電價，按本期2×1000MW計算)如下：

　　C-全年水泵耗電費用增加量(萬元/年)

　　r-水比重

　　Q總-流量(m3/S)

　　△ H-泵揚程差值(以場平標高差值代替)

　　η1-電機效率

　　η2-水泵效率

　　q-發電成本價

　　h-全年運行小時數

　　2臺機機組增加年運行費用62.88萬元。

　　6臺機機組增加年運行費用188.64萬元。

　　2)土石方費用

　　本期廠區土石方回填量增加11.71萬m3。

　　按無法利用疏浚余土考慮，經初步計算，還需從灰場開挖取土，運距20km，取土費用按38元/m3計算，增加費用為11.71萬m3×38km(元/ m3)=444.98萬元。

　　按可利用疏浚余土考慮，海域棄土運輸費用按每0.88元/m3•km、運距6km計算，可減少棄土運輸費用61.83萬元。

　　3)土建結構造價增加

　　地下部分柱加長0.5m，增加結構造價40.20萬元(按減少的結構體積266元/m3進行計算)。

　　3.4.2降低標高的方案比較

　　經過水工工藝設計優化，當場地設計標高在4.20m時，為了保證循環水正常自流排入外海，虹吸井堰上水頭標高已經達到最低點。若再降低廠址標高，虹吸井堰上水頭并不能降低，因此循環水泵運行揚程也不能減少。因此，進一步降低場地標高并不能減少循環水運行費用。差異包括：

　　1)減少土建結構造價，柱縮短0.5m，減少造價40.2萬元。

　　2)增加防洪措施

　　本期全廠圍堤(護岸)長1300m(采用斜坡式護岸，打止水帷幕每米綜合造價約0.6萬元)，增加造價780萬元。

　　3)增加排澇設施：增加雨水抽排設施費用約100萬元。

　　4)經過初步計算，無論是否可以利用疏浚余土，都將增加棄土10萬m3。海域棄土運輸費用按每0.88元/m3•km、運距6km計算，增加棄土運輸費用52.8萬元。

　　以下是三種場地設計標高方案的綜合費用對比表：

　　四、結語

　　通過對4大影響因素的綜合分析可見，場平設計標高取4.2m是經濟合理的選擇。體現在：

　　1)滿足防洪標準的基本要求。廠址二百年一遇高潮位4.158m。

　　2)廠區雨水排放能夠達到基本順暢。

　　3)循環水系統實現最優布置，具有較好的運行經濟性。

　　4)土石方平衡優化。采用設計標高4.2m時，即使不考慮疏浚余土的同期利用，仍然可以通過充分利用取排水明渠開挖余土和基槽余土實現廠區范圍土石方自平衡。不需外取土，具有較好的可操作性。

　　參考文獻：

　　(1)火電廠設計技術規程.DL5000-2000

　　(2)火力發電廠總圖運輸設計技術規程.DL/T5032-2005