某水電站大壩工程施工方案優(yōu)化設計綜述

PAGExxxx水電站大壩工程施工方案優(yōu)化設計綜述工程概況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”發(fā)電站，工程樞紐由擋水攔河大壩、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。由于受布設位置限制，大壩施工布置較為困難，施工導流設計受較大約束，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，為工程高峰時高強度的運輸帶來較大困難。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重滯后；由于供電系統(tǒng)工程量較大，加之業(yè)主前期準備工作不足，致使施工供電提供滯后也較為嚴重。由于施工主要條件不能按期得到保障，給施工計劃安排和方案實施產(chǎn)生較大影響。⑶建基面基礎泥巖地質(zhì)，基礎面開挖難度大，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)化設計及實施xx水電站大壩壩址區(qū)為典型的“U”河谷，根據(jù)設計大壩施工總方案，大壩基坑施工采用壩身預留導流孔分期導流方案，分左、右岸兩期進行。原設計采用兩個枯期完成大壩基坑施工，導流底孔封堵期，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，先進行壩體左岸基坑施工，期間利用縮窄后的右岸河床導流，壩體混凝土施工時在3＃壩段布設導流孔為二期右岸施工創(chuàng)造條件；二期，利用大壩左岸3＃壩段的導流孔進行導流，右岸形成基坑進行右側(cè)壩體施工。大壩基坑以上施工采用導流底孔過流進行常年施工，在完成整個大壩施工后進行導流底孔下閘封堵，最后大壩泄洪閘下閘蓄水進行發(fā)電引水系統(tǒng)運行。導流方案優(yōu)化設計xx水電站工程施工前后分兩個標段進行招標施工，SP/C1標工程于2005年11月份招投標，2005年11月底xx水電站施工人員和設備進場。原計劃，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流條件并達到度汛形象；2006年～2007年枯期完成右岸基坑施工達到2007汛期后大壩常年施工條件。水電工程建設施工季節(jié)性很強，河床分期施工的工程必須利用好第一枯期，在枯期內(nèi)達到施工目標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備按期進場后，工程施工環(huán)境、條件與原計劃相差很大，施工區(qū)征地、供電線路架設非常困難，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，原一枯施工計劃受到了嚴重的影響，許多項目無法進行正常施工，由此大壩基坑施工只有調(diào)整計劃和施工時段。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。為確保實現(xiàn)大壩工程施工工期不變、任務目標按期完成，2006年4月初，根據(jù)xx水電站大壩工程實際情況，結(jié)合工程區(qū)域水文條件，研究確定大壩工程施工導流方案進行優(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行左、右岸基坑壩體EL.683以下的施工。施工導流實施根據(jù)優(yōu)化調(diào)整后的施工方案和計劃，xx水電站大壩工程左右岸基坑內(nèi)施工主要項目及完成時段如下。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，就必須充分利用2006年～2007年枯期進行基坑內(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的導流槽，為一期導流創(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、護面于2006年10月20完成并形成基坑，為一期施工奠定了基礎。⑷左岸基坑土石方開挖、混凝土施工迅速，上下游導墻、導流底孔按期完成。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行施工，2007年1月底完成了上下游共計長85m的二期混凝土導墻和壩體EL.683以下混凝土施工，同時在3＃壩段壩體預留了導流底孔，由此形成二期導流施工條件。⑸右岸基坑有序施工，主汛前達到渡汛面貌。2007年2月初隨著左岸基坑任務完成立即轉(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，將混凝土澆筑強度作為重點控制，克服施工過程中水泥供應不足、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，大壩枯期施工形象達到安全渡汛要求，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，大壩施工主要難點為基坑施工道路、施工機械布置。由于施工導流方案進行了較大調(diào)整，基坑內(nèi)有效施工時段施工強度加大，土石方開挖關鍵在于出渣道路的布設。原計劃，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)地形實際情況，對出渣道路進行了優(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，加快了開挖施工進度，降低了施工成本。大壩混凝土澆筑施工在原導流方案條件下施工時段長，原計劃在兩枯期近9月內(nèi)完成4萬m3混凝土澆筑，混凝土澆筑強度低，計劃采用了兩臺QUY50型履帶吊加兩臺長臂反鏟進行壩區(qū)混凝土入倉施工。但由于導流方案調(diào)整后，混凝土施工強度大幅增加，若采用履帶吊澆筑必須是按壩段逐段進行，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時布設一臺MQ54/30t施工門機，用該位置門機主要進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，將施工門機轉(zhuǎn)移至壩頂EL.706.5平臺，進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到度汛目