梨园水电站土石方调配方案研究
水 力发 电
第４１ 第 ５ 期
卷２ ０１ ５年 ５月
梨水 园站 土电石 方 调 方 配案 研究
曹军 义 ， 杨宏 斌，张 发瑜
中（国 电建 集 团 昆 勘明测 设研计究 院有 限 司 公，云 南 昆明 ６５ ００ ５ ）１
摘要 ：针 对 梨园 水站 电土 石 方 调配的 特点 分，析 配 调过 程中 的 约 各 条束 件建 立 ，土 了 方 石 调 配的线 性 规划 模 型
，利
用模 型 对梨 园水 电 可 研 站段 阶进行 了土 石 方 调 配 优 化计 算 该 。方 法提 了设 高计 效率 和 土 方 调 度 的石 科学 性 。在 项 目
施 阶段 实根， 现据 施 场 工进度 对土 石方调 配 进 行实 时 调 整 ， 减少 石 了 开料 采 及 弃渣 的 数量 节， 约了 程工投 资， 充体现了分“节 能 、 保环 ”绿色水的理电念。
关 建 词 土 石方：调配 ； 线 性 划 规；节 投约 资； 梨园 水站
Ｓ 电 ｕ ｔｄ ｙ ｏｎ ａＥｒ ｔ ｗｈ ｏ ｒ ｋｌ ｌ ｏ ｃ Ａ ｔａ ｉｏ ｎ ｆ ｏ ｒ Ｌ ｉ ｙ ａ ｎｕ Ｈ ｄ ｙ ｒ ｏ ｏｐｗ ｅ ｒＳ ａｔｔ ｏ ｎ ｉ Ｐｒ ｏ ｊ ｃｅｔ ＣＡＯ
Ｊ ｕｎｙｉ ， ＡＮＹＧ Ｈｏ ｇ ｂｉ ｎｎ，Ｚ ＨＮＡ ＦａＧｙ ｕ
（ Ｐ ｏ
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ｂｓ ｔＡ ｒａ ｃ ｔ： Ｉｎ ｖ ｉｅ ｗ ｆ ｏｔ ｈ ｅ ｅ ａｆ ｔｕ ｒ ｅ ｓ ｏ ｆ ｅ ａ ｒ ｔ ｈｏ ｒｗｋ ａ ｌ ｌ ｏ ａｃ ｔ ｉ ｎｏ ｉ ｎ Ｌｉ ｙｕ ａ ｎ ｙＨｄ ｒ ｏｐ ｏｅｗ ｒ Ｓ ａｔ ｔ ｉｏｎ ｔ ， ｈｅ ｃ ｏ ｎ ｔｓｒ ａ ｉ ｎｔ ｓ ｏ ｆ ｅ ａ ｒ ｔ ｈｗ ｒｏ ｋ ａ ｌ ｌ ｏｃａ ｔ ｏｉｎ ａｒｅ ｎａａｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｎ ｄａ ｔｈ ｅ ｌｉ ｎｅ ａ ｒ ｐｒ ｏ ｇ ｒ ａｍｍｉ ｎ ｇ ｍｏ ｄ ｌｅ ｉ ｓ ｆｉ ａｎ ｌ ｌｙ ｅ ｔｓａ ｂｌｉ ｓ ｈ ｅ ｄ ｔｏ ｏ ｐｔ ｉ ｉｍｚ ｔ ｈ ｅ ｅ ａ ｅ ｒｔ ｗｈｏｒ ｋａ ｌ ｌ ｏ ｃ ａｔ ｉ ｏｎ ．Ｔ ｈ ａ ｐ ｅ ｌ ｐｉｃ ａ ｔ ｉｏ ｎ ｏ ｆ
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中分 图 类 号 Ｔ： Ｖ５ ４ １； Ｔ Ｖ ６ １ ４． ４３ （ ７ ２４ ）
文 献 标识 码Ｂ：
文
章 编号 ： ０５ ５ ９ － ９ ３ ４ （２２ １０ ５ ）０ ５ — ０ ０ ５ ２． ０ ３
１
工 概 程况
园 水 梨 电站 于位迪 庆 州香 里格拉 县 丽与江 地 区
龙 县 交 玉 河界 段， 金 是沙江 中 游河段 规 的划第 ３ 个 梯 级水电 站 电，站 以 发 电为 主 ， 装机 容 ２量 ４ ００ Ｍ ，ｗ 工 程枢 纽 主 要 由混 土凝面 板堆 石 、坝右 岸 溢 洪
期８ 个 月 （４筹建 期１ ２ 个月 计未 入 总工 期 ） ， 其中准 备 期 ２３ 个 月， 体 主工程 施 工 期４９ 个月。 坝 体 填筑 工期２ ４ 月个， 月平 均 筑 填 度 强 达 ３ ４．４ 万ｉ ｎ ， 对 现 场 料 物 调 配管 理 提 了很出 要高求 。 （
５ 施 ） 影 工 响因 多 素 。 施工 过程 中 由， 于揭 露的 地 质 条 件与 前 期 计 存 在设出 入 ， 等施 工进 度 受多
道、 岸 左 洪泄 冲 洞沙 、左岸 引水 系统 、 地面 发 电 厂 房等建 筑物 组成 。
方 影 响面因 素，进 行 了 次多 整 。调 因此 土 石，方 调 配 梨是 园 水电站
施 工 程过 中的
关 环 节键 一之， 同 时 也是 涉 及时 、间空 间 复 的 动 态 杂问题 。解 决 现 场好土 石 方调配 管 ， 理 具有显 著 的
２ 土 石 方 调配 的特点
（ ）１ 土石 方 工 程量大 。电 站 土石方 开 挖 总 量达
３ ３ ５６ ７ ． 万 ｍ ，围堰 填筑约 １ ６ ７ Ｉ 万ｎ ，大 填 筑 总 坝
技 术 、经济 、 会 社 值价，直 接 关 系 到工 程的进度 、质 量和 投 资 。目 前常 用 土 石 的方优 化 调配 模型有 线 性
规 划模 型 。 大、 统系 分 解 调协模 型 、 动态 划
规８量 ６２ ． ６ 万ｎｌ ，其 中 主 填 筑体料 约７ ４２ ． ２ 万ｉｎ 。
（２ ） 施 布 置工 困 难工 。程 地 处 高 山 峡谷 地区 ，
模 型 、 多 目 标 决 模策 型 等 。 其中 线 ， 规性划 模型
上
下 游、 可利 的 场 用 有 限地，存 弃 渣 场 置 布 困难 。
（ ３） 料 种坝 类多 。 面 板堆石 坝 共 分区５， 应 对 ６ 不 种 坝同料 ， 物料调 配 复 杂 。 （ ４ 施）工 工期 紧 ，填 筑 强 度高 。 工 程 施 工 总工
收稿 日期： ２０ １ ５— ０ ２ １－０
作
者简 介 ：曹军 义 １ ９ ７（ ６ 一 ， ） ，男 河南 漯河 人， 高 级 工程
主要师从 事水 水利 电 工 程施 工组织 设 计 工 作 ．
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将 可实 问题 中非 线 性 际约束 线性 ，且化 求 简 解 。便
供
料 束 约条件 为
３
基 于线 性 划 规的 石土方 平 衡 ３
． １ 假 条设
土 件石 方调 配是 为 确 定某 施 工 时 段 各由供 源料 到 各受 料点 的 调 方配 量 。 任 意 时段土 石 方 配调 意 如 示 １所图示 。 建 立 土 石 方 调配 系 统的 数学 模 型 时应
Ｅ ∑ ＝” ｊ “Ⅱ ｉ（ １， ２ ，…， ； ｔ ＝ ，１ ２ …， ，ｐ） （ ２ ） Ｊ＝
１
∑ ≤ Ａ Ｉ
１ ，２ ，…， ｍ； １ ， ２ …， ，ｐ ） ３ （
式 中） ，ｎ 为 时ｔ段 第ｉ 料源供 开 挖料的 效 利有用 量 ； 为ｔ时 段 初 第 中 转料 的场 存 ，Ｐ量 时 为段总 数 。 需 约 量 束 件 为条
＋ ｋ １＋ ｍ
满 足 两 个 假 设 ： ① 所有 的 料 场 规 划完 ， 成即土 石方 调 配 是 在 定既的 料 场 进行 的 ②；认 为 供料 源 （ 石 料
场存 料、场 、 直 上 接 的坝 建
筑 物开 挖工 作 面）的 采 开 满 足料相 应 受 点料 级 对 的配要 求。
∑
ｋ＋Ｉ
＝ ６ （。 ＝ ，１２ ，…， ｎ ）
３ （ ） （ ４ ）
∑
≤ 。（ ＝ １ ２， …，， ） ｍ式
，中
时段 第 初 ． 中Ｊ转料 场 空量 。容
为 ｔ 段时 第 坝 受 料体 填 区筑量 ； 为 Ｂ ｔ
建
筑 物 开
转 中料场 平 衡 束 约 为
坝 体 受 区
Ａ 料“ ＝Ａ’ “一 ＋”Ｑ （ ｉ１ ＝，２ ， ，… ｍ） （５ ）
挖料
源
曰
” ＝ ”Ａ —： “（ｉ ＝ ，２１，… ， ｍ ）
中式，
（６ ）
、Ｑ 分 为别 ｔ 时 段 ｉ中第 料转 场的 调 出为第 ｉ 转料中场 的总容 量 。
量
和 入调量
；直开接 料场
另采 外，还 要 对 模 型 设 置一 些 约束 条件 根 据：
粒级 配 颗等 系关对料源 及 料受 点设 置问优 先约束关 系； 根
中转据料 场 出 调的 不料 能 超过 现 存有料 的 要 求 设
中
中
料转 场
转 料场
置 中 转料场 出 料 约束 根 ； 据供 源料与 受 料 点 的 细 划详分 设 置 不可 能 运 输 路 线约 ；束 根 据所有 中 转 场 料 在 配调结 时束其 储 量应 为 ０设 置 转中 料 场调配 结 束 零的约 束 ；设 置 非 负 约 束 等 。
图１ 任意 时段 土 方 石 调配示 意
３ ．３ 计算参 数
转中 场料、石 料 场特 性见表 １ ； 坝 体 分期 筑填
特 性 见表 ２； 土 方 调石配 运 距 见表３ 。
表 １ 中 转 场 、 石 料料 特 性 场万ｍ
３
． ２模 型 立 建
土 石 方 调 配模 型以 工 程 土 石 方运 输成 本 最 低为 目标 函 数 将。整 个 工施 过 程划 分为 若 干时 段 行 递进 阶 求解 ， 并将状 态转 移 关 系 转 入 中 转 场料 平的 衡 约
束， 从 而表 达时 空 转 移 条 ，将件 动 态 问 静 题 化态。 模 型 的目标 函 为数
＝ Ｚｍ ｉ ｎ∑ 一 ｃ ｖｖ
式 中，ｚ为 总 运 输费 用 ； ｃ 和
输量 。
（ 、 １ ）
分 别
为ｔ时 段 由
供
源 ｉ调 配料到 受 料 点的 土 石方 运输 单价 和 运
２表 坝 填体 规筑划
万
ｌ
ｎＷ
ａ ｏＰ Ｖｏ ．１ ，４ Ｎｏ ． 国
小
５
／ Ｊ仅
电
ＵＺ １３年 月３
注： 表 中一１表 示不 符 设 合 计划规 调 运的 路线 如 ， 水 隧 洞引的 开 挖 不 料能 被 ２Ａ 使 用区 。
通过 计 算 ， 坝 体期Ｉ 施 的工 料 源 调
配 结 果见表 ４ ，整个 设计 阶 坝 段 料 体物来 源 见表５ 。 土 石经 方调 配 优 化 计 算， 全工程 明 挖 料 ３ １６ ８万 ｍ ，石方 洞 挖 １９ ７ ． 万７ｍ 。利用 挖明 料约 ５ ７ ４． 万 ８ｍ ， 挖 料明利 用 率为１ ．８１ ％ ；利 用 洞 挖 料约８ ．２３ ｍ。万 ， 洞 挖 料
原 设 计 进 行 对 比
分 ，对析土 石方调 配 进 行实 施 整调 ，
进 一步提 高 土 石 方 利 用 率 梨。园 水 站电 面板 堆 石 坝
已于
２ ０ １３ 年７ 填月筑 至 顶 表， 为６ 源料 实 际 使用 情
况。工施 程 工阶段 大， 主坝、次堆 区石 １０ ０ ％利 用 工
程开 挖 料，充分 体现了 “节 能 、环 保” 的 绿 色水电 理
念 ，进 一步 省 节 程 工 投资２ ０ ５０万 元。 表 ６
设计 段阶坝 体 料物 源 来
利
用 率 ４ １ 为．６ ％ ，节 省 资 约投 １． ２ 亿 元７。
表 ４ 坝体 填ｌ筑 料物 供 应 结果
坝体 分 区
程量／工万 ｍ
料源
５ 结 语
土 方 调石配 是 梨 水园 站电的 关 键 问 之题一 。在 项 可目研 阶 段 利， 用 线 性 规 划 土 对 方 平石衡 进 行 优
化 计算 ， 提 高了 计 效设 率，同 也时 高 了 提 石土 调
配 方的 学 科 。 性 项 目实在 施 阶段 ， 根 现 据 场施 工 况情
不 断 对土 石方 调 配进 实行 时 整调， 实 了现对 建 筑 物
开挖 料的充分 利 ，减 用少 石 了料开 及 采弃 渣的数 量 ，
充 分现体 “了 节能 环、保 ” 绿的 水色电理 念 。
４ 实 施结 果
程 工 建设 过程 中 ，根据 程 现 场 实 工 情施 况， 对
参考
献 文 ：［ １ Ｍ 。 ］ＲＥ Ｂ Ａ Ａ．Ｌ
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土石
方 开采利 用 情 况行进跟 踪 ，收集 现 数 场据并
与 ０ ｐ ｅ ｒ ａ ｉ ｔ ｎ ｏａ１ Ｒｅ ａｒ ｃｈ １ ， ９ ６ ９， ３ （ １９ ：１ ） ４ —８ ５ ４ ．（１ 转 第 下８ ７ ）页
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