某水電站大壩工程施工方案優(yōu)化設(shè)計(jì)綜述

PAGExxxx水電站大壩工程施工方案優(yōu)化設(shè)計(jì)綜述工程概況xx水電站工程位于xxxxxx一級支流xx中下游，是xx梯級開發(fā)的第四級電站，工程地處成都市西南側(cè)xx市雨城區(qū)xx鎮(zhèn)和周河鄉(xiāng)境內(nèi)，距成都市約168km，距下游xx市23km。xx水電站水庫正常蓄水位高程為703m，總庫容0.0286億m3，總裝機(jī)容量56MW，年發(fā)電量為1.6億度，為三等中型工程。xx水電站為引水式“一洞一井兩機(jī)”發(fā)電站，工程樞紐由擋水?dāng)r河大壩、壩身泄洪、圓形引水隧洞、敞開式調(diào)壓井、壓力鋼管、地面發(fā)電廠房等建筑物組成。大壩為壩身擋水、壩體泄洪和壩身引水的系統(tǒng)常態(tài)重力式混凝土壩，壩頂高程為706.5m，最大壩高47.5m，壩頂寬6m，壩頂長175m。大壩工程施工特點(diǎn)位置地形條件xx處于川西山區(qū)，流域河床狹窄，常年枯水位時河床寬度在45m左右。壩址區(qū)表層覆蓋厚3～6m，地層為砂泥巖，多屬軟巖類。由于受布設(shè)位置限制，大壩施工布置較為困難，施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)受較大約束，大壩土石方開挖、混凝土澆筑大規(guī)模展開施工受到一定的限制。氣候條件xx流域?qū)儆趚x盆地亞熱帶濕潤氣候區(qū)，流域區(qū)由于受西南季風(fēng)影響，年內(nèi)季節(jié)性降雨量變化較大，徑流年內(nèi)變化較大，汛期枯期分明，工程區(qū)全年降雨時段較多，多年平均降雨天數(shù)占全年2/3之多。工程區(qū)域是全國有名的暴雨區(qū)，暴雨時節(jié)主要集中在6月～10月。由于施工區(qū)全年降雨量多、洪水頻發(fā)率高，對施工帶來較多不利因素。施工條件⑴道路布置困難。壩址區(qū)左岸雖然有雅望公路穿過，但由于壩區(qū)岸坡陡峭，施工區(qū)道路布置困難較大；左右岸連接公路與施工面的道路必須采用岸坡開挖修筑形成，降雨后路況較差，為工程高峰時高強(qiáng)度的運(yùn)輸帶來較大困難。⑵施工受征地、供電影響較大。由于施工區(qū)域地處山區(qū)、場地狹窄，壩址區(qū)征地時間和數(shù)量保證率較低，施工場地提供時間嚴(yán)重滯后；由于供電系統(tǒng)工程量較大，加之業(yè)主前期準(zhǔn)備工作不足，致使施工供電提供滯后也較為嚴(yán)重。由于施工主要條件不能按期得到保障，給施工計(jì)劃安排和方案實(shí)施產(chǎn)生較大影響。⑶建基面基礎(chǔ)泥巖地質(zhì)，基礎(chǔ)面開挖難度大，清基困難。工程區(qū)所處地區(qū)為西南山區(qū)泥巖地帶，泥巖巖體遇水后極易軟化、泥化，開挖邊坡穩(wěn)定性差，同時建基面清理難度較大。施工方案優(yōu)化設(shè)計(jì)及實(shí)施xx水電站大壩壩址區(qū)為典型的“U”河谷，根據(jù)設(shè)計(jì)大壩施工總方案，大壩基坑施工采用壩身預(yù)留導(dǎo)流孔分期導(dǎo)流方案，分左、右岸兩期進(jìn)行。原設(shè)計(jì)采用兩個枯期完成大壩基坑施工，導(dǎo)流底孔封堵期，利用泄洪閘溢流表孔泄流。一期，由于左岸交通便利，一期先圍左岸，先進(jìn)行壩體左岸基坑施工，期間利用縮窄后的右岸河床導(dǎo)流，壩體混凝土施工時在3＃壩段布設(shè)導(dǎo)流孔為二期右岸施工創(chuàng)造條件；二期，利用大壩左岸3＃壩段的導(dǎo)流孔進(jìn)行導(dǎo)流，右岸形成基坑進(jìn)行右側(cè)壩體施工。大壩基坑以上施工采用導(dǎo)流底孔過流進(jìn)行常年施工，在完成整個大壩施工后進(jìn)行導(dǎo)流底孔下閘封堵，最后大壩泄洪閘下閘蓄水進(jìn)行發(fā)電引水系統(tǒng)運(yùn)行。導(dǎo)流方案優(yōu)化設(shè)計(jì)xx水電站工程施工前后分兩個標(biāo)段進(jìn)行招標(biāo)施工，SP/C1標(biāo)工程于2005年11月份招投標(biāo)，2005年11月底xx水電站施工人員和設(shè)備進(jìn)場。原計(jì)劃，2005年12月上旬開始大壩右岸河床清理和左右岸壩肩臨時施工道路的修筑，2005年12月中旬開始左岸圍堰填筑施工，2005年12月底完成左岸圍堰填筑和閉氣施工達(dá)到左岸基坑施工條件，2006年4月下旬以前完成左岸基坑土石方開挖和大壩EL.683以下混凝土澆筑施工，在2006年4月底形成二期右岸導(dǎo)流條件并達(dá)到度汛形象；2006年～2007年枯期完成右岸基坑施工達(dá)到2007汛期后大壩常年施工條件。水電工程建設(shè)施工季節(jié)性很強(qiáng)，河床分期施工的工程必須利用好第一枯期，在枯期內(nèi)達(dá)到施工目標(biāo)后才能展開后期施工，xx水電站大壩工程更是如此。xx水電站工程施工人員和設(shè)備按期進(jìn)場后，工程施工環(huán)境、條件與原計(jì)劃相差很大，施工區(qū)征地、供電線路架設(shè)非常困難，大壩工程施工最基本的場地、壩區(qū)征地、電源需逐步分階段解決，2006年1月初大壩左岸壩肩征地才得到解決，2006年4月中旬才解決供電電源，大壩右岸壩肩征地在2006年7月初才有效得到解決。由于施工征地未有按期解決，原一枯施工計(jì)劃受到了嚴(yán)重的影響，許多項(xiàng)目無法進(jìn)行正常施工，由此大壩基坑施工只有調(diào)整計(jì)劃和施工時段。按照正常施工工序，推遲后的xx大壩工程需要經(jīng)過2006年～2007年和2007年～2008年兩個枯期才能完成基坑施工，2008年12月底才能完成整個大壩施工，即造成大壩工程施工整整退后一年的不利境況，將直接影響工程的按期發(fā)電和竣工，致使工程施工成本和發(fā)電效益受損。為確保實(shí)現(xiàn)大壩工程施工工期不變、任務(wù)目標(biāo)按期完成，2006年4月初，根據(jù)xx水電站大壩工程實(shí)際情況，結(jié)合工程區(qū)域水文條件，研究確定大壩工程施工導(dǎo)流方案進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，放棄一枯基坑施工，將大壩兩個枯期基坑施工優(yōu)化為一個枯期完成，2006年枯期進(jìn)行右岸河床清挖，2006年10月中旬～2007年4月下旬分先后分別進(jìn)行左、右岸基坑壩體EL.683以下的施工。施工導(dǎo)流實(shí)施根據(jù)優(yōu)化調(diào)整后的施工方案和計(jì)劃，xx水電站大壩工程左右岸基坑內(nèi)施工主要項(xiàng)目及完成時段如下。⑴左岸岸坡壩基提前開挖，為大壩基坑施工節(jié)約時間。由于大壩基坑施工將兩枯調(diào)整為一枯，工期壓縮較多，為按期完成目標(biāo)，就必須充分利用2006年～2007年枯期進(jìn)行基坑內(nèi)施工；依照大壩土石方開挖程序必須從上而下進(jìn)行，為了基坑贏得盡早開始施工時間，在枯期前，即2006年汛期主要對左岸壩基部分土石方進(jìn)行開挖施工，在枯期基坑形成后立即轉(zhuǎn)入基坑內(nèi)施工，有效節(jié)約枯期大壩左岸河床以上土石方開挖時間。⑵利用河水較小時段，進(jìn)行右側(cè)河床清挖工作。xx洪水都漲抖落douzhangdouluo，2006年汛期充分利用河水較小時段進(jìn)行右岸河床清挖，在2006年10月前完成了河床右側(cè)部分長約150m、寬約18m的導(dǎo)流槽，為一期導(dǎo)流創(chuàng)造了較好條件。⑶枯期開始，迅速施工圍堰形成基坑。2006年10月6日開始左岸上下游橫向土石圍堰填筑施工，縱向圍堰主要利用原河床土石體和加高堰體形成，左岸圍堰填筑、閉氣、護(hù)面于2006年10月20完成并形成基坑，為一期施工奠定了基礎(chǔ)。⑷左岸基坑土石方開挖、混凝土施工迅速，上下游導(dǎo)墻、導(dǎo)流底孔按期完成。在左岸基坑形成后立即展開了基坑施工，采用邊開挖、邊清基、邊澆筑混凝土的方式進(jìn)行施工，2007年1月底完成了上下游共計(jì)長85m的二期混凝土導(dǎo)墻和壩體EL.683以下混凝土施工，同時在3＃壩段壩體預(yù)留了導(dǎo)流底孔，由此形成二期導(dǎo)流施工條件。⑸右岸基坑有序施工，主汛前達(dá)到渡汛面貌。2007年2月初隨著左岸基坑任務(wù)完成立即轉(zhuǎn)入右岸基坑施工，2007年2月15日完成了右岸基坑圍堰施工，右岸壩體5?！?＃壩段壩體混凝土方量較大，將混凝土澆筑強(qiáng)度作為重點(diǎn)控制，克服施工過程中水泥供應(yīng)不足、間斷性停電等不利因素，于2007年5月中旬xx主汛前完成右岸基坑施工任務(wù)，大壩枯期施工形象達(dá)到安全渡汛要求，為后期大壩常年施工創(chuàng)造了條件。大壩施工優(yōu)化xx水電站大壩工程由重力式擋水壩段、溢流泄洪閘壩段、沖砂孔壩段、進(jìn)水口壩段組成，各壩段寬度約為15m～25m，壩基開挖土石方總量約11萬m3，壩體混凝土約8.5萬m3。根據(jù)大壩工程結(jié)構(gòu)形式、施工總體規(guī)劃，大壩施工主要難點(diǎn)為基坑施工道路、施工機(jī)械布置。由于施工導(dǎo)流方案進(jìn)行了較大調(diào)整，基坑內(nèi)有效施工時段施工強(qiáng)度加大，土石方開挖關(guān)鍵在于出渣道路的布設(shè)。原計(jì)劃，大壩左岸基坑開挖出渣道路為——左岸基坑→左岸下游施工便道→雅望公路→渣場、全長2.4公路，右岸基坑出渣道路為——右岸基坑→右岸下游施工便道→右岸1＃施工道路→雅望公路→渣場、全長4.2公路；為有效節(jié)約出渣時間，根據(jù)壩址區(qū)地形實(shí)際情況，對出渣道路進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，在壩區(qū)上游河床臨時修筑了一條通往渣場施工道路，由此在修筑道路時可以就地棄填部分渣料，優(yōu)化后道路為——左岸基坑（右岸基坑）→上游臨時道路→渣場、全長1.2公路，大大縮短了出渣道路里程，加快了開挖施工進(jìn)度，降低了施工成本。大壩混凝土澆筑施工在原導(dǎo)流方案條件下施工時段長，原計(jì)劃在兩枯期近9月內(nèi)完成4萬m3混凝土澆筑，混凝土澆筑強(qiáng)度低，計(jì)劃采用了兩臺QUY50型履帶吊加兩臺長臂反鏟進(jìn)行壩區(qū)混凝土入倉施工。但由于導(dǎo)流方案調(diào)整后，混凝土施工強(qiáng)度大幅增加，若采用履帶吊澆筑必須是按壩段逐段進(jìn)行，施工倉位少，不利于多倉位全面展開，并且兩臺履帶吊僅能滿足短期低部位混凝土入倉施工，大壩后期高倉位混凝土入倉手段很難解決。通過研究各壩段結(jié)構(gòu)體型、分層分縫等情況，確定基坑低部位混凝土采用兩臺長臂反鏟上下游配合入倉，在一期左岸壩段澆筑至EL.683時布設(shè)一臺MQ54/30t施工門機(jī)，用該位置門機(jī)主要進(jìn)行右岸基坑和后期壩體EL.683以上混凝土澆筑；在后期壩體低部位混凝土施工完成后，將施工門機(jī)轉(zhuǎn)移至壩頂EL.706.5平臺，進(jìn)行剩余壩段和壩頂啟閉排架混凝土澆筑、以及壩頂金屬結(jié)構(gòu)件吊裝；通過優(yōu)化大壩施工方案，確保了大壩基坑施工按期完成并達(dá)到度汛目