胡兆東 孫寶海
中國水利水電第一工程局有限公司
俄公堡水電站廠房標段工程施工綜述
胡兆東 孫寶海
中國水利水電第一工程局有限公司
俄公堡水電站廠房標段工程包括壓力管道、地面廠房、進廠交通橋、小溝河改道等項目,工程規模雖然不大,但施工條件差、安全問題突出、各項目施工中相互制約、工期要求緊。本標段在施工中采取有效的規劃措施,確保了工程的順利完工,對類似工程具有較好的借鑒意義。
特點;難點分析;施工對策
俄公堡水電站位于四川省木里河縣境內的木里河上,為低閘引水式電站,裝機3臺,總裝機容量132MW。工程主要由首部樞紐、引水系統、廠區建筑物等組成。
廠房標內建筑物主要包括壓力管道和廠房部分。廠房樞紐位于木里河左岸小溝河溝口處,包括地面式主副廠房、尾水渠、開關站等。電站主廠房尺寸約為71.02m× 27.54m× 40.9m(長×寬×高);壓力管道由上平段、豎井段和下平段組成,管道內徑為6.4m。主管分為三條支管接入主廠房,支管開挖直徑4.9m。
壓力管道圍巖局部一般性構造裂隙較發育,洞頂和洞壁存在局部不穩定塊體的坍塌和掉塊,下平段后段位于廠房臺地下,洞室大部分位于松散堆積層中,成洞條件差;廠基最大開挖深度達36m,基坑上部主要為松散堆積土層,穩定性極差,存在坑壁穩定和基坑涌水問題;廠房后坡坡高100m~190m,坡角70°~80°,基巖裸露,巖層產狀總體傾向下游,淺表卸荷松動層巖體厚0m~15m。
本工程地處高山峽谷,道路坡陡、彎多路窄。沿線為地質災害多發區,汛期經常因邊坡塌方、路基沉陷以及部分路段防洪標準較低,造成短期交通中斷,雨季前需要儲備一定數量的施工材料及生活物資以確保連續生產;工程所在地汛期時間長,洪枯流量變化大,汛期施工防洪防汛問題突出;壩址區坡陡谷窄,施工場面狹窄。
3.1 標段工程規模不大,開挖總量為24.6萬m3,混凝土5.7萬m3,但壓力管道開挖施工、鋼管施工與廠房基礎開挖、廠房混凝土施工相互占壓工作面、相互制約進度,施工相互協調、密切配合尤為重要。
3.2 壓力管道出口段埋藏于松散堆積層中,埋深18m~12m,成洞條件差,如何保證施工安全進洞至關重要。
3.3 廠房地基主要位于孤漂塊卵(碎)石夾砂層及孤塊石土層中,透水性較強,開挖要經歷1個汛期,保證基坑開挖過程中有效攔截河水、保證旱地施工和坑壁穩定也是施工中需重點解決的問題。
4.1 工期緊張
分析:受出口明挖限制,壓力管道下平段開挖總工期不足3個月,且出口段成洞條件差,支護工程量大,效率非常低,開挖工期比較緊張;廠房混凝土澆筑在5個月內具備尾水閘門下閘擋20年一遇洪水條件,中間還穿插金屬結構安裝、機電設備安裝等施工,混凝土施工工期較緊張。
對策:為確保工期,壓力管道工程整體施工程序上,按下平段安排1#、3#支洞先行施工,并以1#支洞為主,盡快開挖至壓力管道下彎段;同時完成壓力管道上平、上彎段以及豎井段反井鉆機導孔施工;混凝土工程作好混凝土澆筑分區、分塊與金屬結構安裝、機電設備安裝工作的技術銜接,適當進行穿插作業;在進度實施過程中抓住關鍵項目,加大人力、物力投入和管理,確保主要工序和關鍵線路按期完工。
4.2 施工安全問題突出
分析:本工程廠房后坡邊坡陡峻,高度大,坡面巖體風化,分布有卸荷松動層及危巖體,處理難度較大,對廠房施工存在很大的安全隱患;另廠房開挖期間,頂部調壓井明挖同時進行,對下部廠房安全施工不利;壓力管道出口段埋藏于松散堆積層中,埋深18~12m,成洞條件差,安全進洞問題突出。
對策:調壓井放炮期間,廠房區施工人員及時避炮及在調壓井周圍設置防護網;廠房部位開挖貫徹“順應性”、“協調性”的思想,施工前首先對廠房后圓包山松散和危巖體進行清理,而后及時施做主動防護網工程;邊坡開挖應自上而下進行,同一開挖分層內分區分段開挖,分區及時支護,做到平行均衡下降;選用合理的爆破參數,嚴格控制裝藥量和一次起爆藥量,使爆破震動對邊坡的擾動減小到最低;隨機支護采用砂漿錨桿和噴射混凝土等措施,及時緊跟開挖工作面;壓力管道出口段進洞前首先采用超前管棚加鋼支撐支護,進口洞挖循環進尺控制在1.5m內,嚴格按“預錨固、預灌漿、短進尺、弱爆破、強支護、快封閉、勤測量”的原則施工,以保證進洞安全。
4.3 防滲和汛期水位控制也是本工程的重點
分析:廠房開挖施工要經歷2009年汛期,廠房地基主要位于孤漂塊卵(碎)石夾砂層及孤塊石土層中,巖層與河道連通,透水性較強,抗滲變形及抗沖刷能力均較差。
對策:廠房施工采用土石圍堰,同時從堰頂至基巖面采取高噴防滲墻的形式防滲。同時為減小圍堰占壓河床寬度,圍堰上下游全部采用鉛絲石籠護砌,以降低圍堰上下游坡度,減小圍堰尺寸,同時增加迎水面抗沖刷能力。
4.4 土石方開挖施工組織與管理
分析:廠房處岸坡較陡峻、施工場面狹窄,基坑最大開挖高度37m,工期緊,施工道路布置困難。另外,廠房開挖施工過程中,不可預見的因素多,采取有效措施確保工程開挖進度計劃是實現各節點目標的關鍵。
對策:根據現場地形條件,布置簡易施工便道至上部后,采用堆渣進入下層的辦法施工。土石方開挖分為上下游2個相對獨立區域進行,各區再細分小區,開展多工作面同時施工;加強現場施工組織與管理,保持施工道路暢通,提高機械設備利用率,及時有效協調各工作面、工種間的進度,盡量減小相互干擾,為高強度施工創造有利條件。
4.5 廠房混凝土施工質量控制
分析:廠房混凝土抗滲要求高,要求混凝土澆筑密實;體型復雜,涉及外墻、牛腿、廊道、集水井、尾水、風罩等部位直面、曲面,各部位模板種類多且安裝質量要求高。
對策:根據廠房形式及施工特點,外墻面采用大模板、永久外露面采用維薩免裝修模板、廊道采用木模板、集水井采用整體自爬升模板、一二期混凝土接合面采用網狀免拆模板等施工措施。廠房部位混凝土垂直運輸配備一臺30t門機和一臺塔機,以保證混凝土入倉強度和垂直運輸的需要。
5.1 土石方開挖施工
廠房砂卵石開挖采用1.6m3反鏟直接挖裝15t自卸車運出;巖石開挖主要采用YT28手風鉆鉆孔,微差梯段爆破。采用邊坡預裂、建基面預留保護層方式確保開挖質量,保護層采取底部設柔性墊層一次爆除。
壓力管道豎井段采用反井鉆機法施工,其它部位采用全斷面開挖,YT28鉆孔,周邊光面爆破;支管段和豎井開挖料采用0.9m3裝載機裝料5t汽車運輸,其他部位渣料采用3.0m3裝載機裝15t 自卸汽車運輸。
噴混凝土采用PZ-5混凝土噴射機噴設,0.4m3攪拌機現場拌制;錨桿采用YT28手風鉆鉆孔,人工安裝,MZ-30錨桿注漿機注漿。
5.2 混凝土施工
壓力管道全部采用鋼管襯砌,每安裝2~3節(6~8m)進行一次混凝土回填。堵頭采用木模板,豎井段采用帶MY-BOX的溜管入倉,其他采用混凝土拖泵入倉,人工配Φ50或Φ100型振搗器振搗。
廠房混凝土采用6.0m3混凝土攪拌車水平運輸至受料點,卸入3m3或1.5m3臥罐,再用門機或塔吊吊至工作面,局部輔以溜槽入倉,插入式振搗器振實。上、下游墻面、閘墩邊墻組合模板,集水井采用整體自爬升模板,其他部位采用組合鋼模板和木模板。
俄公堡水電站廠房標段工程由于施工組織和技術措施嚴謹、周全、可行,最終按
10.3969/j.issn.1001-8972.2012.06.017