緬甸瑞麗江一級水電站引水系統施工支洞布置設計

□紀園可（華北水利水電大學）

0 引言

緬甸瑞麗江一級水電站是以發電為主要目的的引水式電站，位于緬甸北部的撣邦境內緊鄰中緬邊界的瑞麗江干流上，電站樞紐布置主要是由首部樞紐、引水系統和廠區樞紐三部分組成，裝機規模由4×100MW擴大到6×100MW。緬甸瑞麗江一級水電站由緬甸投資、云南機械設備進出口有限公司（YMEC）負責總承包模式改為由中國華能瀾滄江公司、云南電網公司和YMEC三家投資、建設及運行管理的JV-BOT模式。

1 電站引水系統概述

1.1 設計參數

電站的引水系統布置在右岸，由引水隧洞、調壓井、壓力鋼管道（地下埋管）組成。擴機后，引水隧洞從進水口至調壓井全長為5118.30m，引水隧洞底坡為5‰，進水口底板高程為700.00m，調壓井底板高程為674.50m，采用馬蹄形斷面有壓洞，引用流量229.14m3/s，引水隧洞分為鋼筋混凝土襯砌洞和噴錨洞兩種型式，襯砌洞內徑7.00~8.50m，噴錨洞內徑10.00m。調壓井為鋼筋混凝土結構，阻抗式，內徑16.50m，高96m，最高涌高程約766.50m，最低涌浪水位為700.50m。調壓井設置2道5.20m× 5.20m平面型事故檢修閘門。壓力管道采用地下埋管方案，兩條壓力管道對稱布置，由上平段～上斜井（傾角為60°）～中平段～下斜井（傾角為60°）～下平段組成，從岔管分成支、支岔、錐管分別進入主廠房；1#、2#鋼管道（主管）長度分別為約1077.57m和1086.42m（至岔管中心），主管開挖內徑6.40m，主管鋼襯內徑5.20m，支、錐管內徑分別為4.24m、3.00m。支管在廠房上游墻側由3.00m漸變為1.80m后接球閥。

1.2 施工重點及難點

電站引水系統的施工重點：引水隧洞的開挖強度主要集中在1#施工支洞與2#施工支洞之間，混凝土澆筑的強度主要集中在2#施工支洞下游到3#施工支洞之間；壓力管道為全鋼襯地下埋管，施工重點主要集中在1#壓力管道的上、下2個斜井段。

引水隧洞工期緊，工作量大，地質條件整體較差；壓力鋼管道施工內容多（含開挖支護、鋼管安裝、回填混凝土、回填灌漿、接觸灌漿等），工期緊、施工干擾大，尤其斜井部分，為施工組織的難點，制約著引水系統的整體施工進度。

2 施工支洞布置設計

2.1 原施工支洞布置設計

電站擴機后，壓力管道由一條變更為兩條，同時中平洞縮短，下斜井向上游平移，鑒于4#施工支洞已經按擴機前方案施工，所以僅對4#施工支洞進行了改線，便形成了原來施工支洞的布置設計方案。

2.2 原施工支洞布置方案施工強度分析

影響施工進度的主要內容為開挖支護、混凝土施工、鋼管安裝（壓力管道），根據招標文件要求，2007年11月30日前完成引水系統開挖支護施工，2008年8月31日首臺機組發電，按照常規施工進行施工強度分析。

2.2.1 引水系統開挖支護

2.2.1.1 引水隧洞平洞開挖支護強度分析

引水隧洞正式復工、開挖施工全面展開時間是2006年8月中旬。

1#支洞上游工作面長度為485.20m，有420.90m未開挖，上游圍巖相對較差，按40m/月安排，開挖支護完成需316d，同時考慮避免汛期貫通時洪水回灌；1#、2#施工支洞工作面間長度為2869.80m，上層開挖強度按110m/月，下層開挖的強度按300m/月，開挖支護完成需377d；2#、3#施工支洞工作面間長度為1738.30m，全斷面有764.50m未開挖，考慮到此洞段圍巖以IV~V類為主，上層開挖支護平均強度按100m/月，下層開挖支護平均強度按300m/月，開挖支護完成需279d；3#施工支洞下游工作面長度為44.00m，1個月開挖完成。

2.2.1.2 壓力管道開挖支護強度分析

先進行1#壓力管道開挖，壓力管道中平洞長為357.47m，開挖支護平均強度按110m/月考慮，由4#施工支洞工作面施工，開挖支護需180d，壓力管道下平洞長287.67m，開挖支護平均強度按110m/月考慮，由5#施工支洞工作面施工，開挖支護需120d；上斜井長度為217.73m(包括彎段)，導井按8m/d，擴挖支護按2.50m/d，考慮支護影響，上斜井開挖支護需120d，下斜井長度為181.29m(包括彎段)，導井按10m/d，擴挖支護按2.50m/d，考慮支護影響，下斜井開挖支護需100d。

2.2.2 混凝土施工強度分析

2.2.2.1 引水隧洞平洞混凝土襯砌強度分析

1#支洞上游工作面長度為485.20m，底板混凝土平均強度按150m/月，混凝土襯砌平均強度按84m/月，考慮時間差7d，灌漿平均強度按80m/月考慮，考慮時間差為7d，混凝土襯砌完成需180d；1~2#施工支洞工作面間長度為2869.80m，襯砌段長度為679m，錨噴洞段長度2171m，混凝土襯砌強度按144m/月，底板澆筑平均強度按300m/月，噴混凝土平均強度270m/月，灌漿平均強度按140m/月，考慮時間差為14d，混凝土襯砌完成需278d；2~3#施工支洞工作面間長度為1738.30m，混凝土襯砌平均強度按144m/月（兩套鋼模臺車），灌漿平均強度按140m/月，混凝土襯砌完成需370d。

2.2.2.2 壓力管道鋼管安裝及回填混凝土強度分析

壓力管道斜井段安裝按單個工作面1.50d一節（每節長為6m）安排，彎段及湊合節安裝時間適當延長，預計需要255d。混凝土回填按20m（斜井按40m）為一段進行回填，每段混凝土回填時間為2.50d，考慮工作面移交耗時、施工準備耗時等，預計需要128d。回填灌漿與接觸灌漿不占用直線工期，鋼襯不進行固結灌漿。

2.2.3 預計灌漿線路節點目標分析

引水隧洞開挖支護施工強度主要集中在1~2#施工支洞之間，混凝土施工強度主要集中在2~3#施工支洞之間；壓力管道開挖支護施工強度主要集中在上、下斜井，鋼管安裝及回填混凝土施工強度主要集中在上、下斜井及下平洞。

通過上述強度分析，考慮不良地質條件影響、長隧洞通風散煙影響、洞內交通干擾影響等等，預計2~3#施工支洞之間2007年8月30日貫通，混凝土施工結束日期為2008年9月15日；1#壓力管道預計2007年8月25日開挖結束，鋼襯及回填混凝土完成日期為2008年9月18日。另外考慮各條施工支洞堵頭封堵、場地清理及其他占用工期1個月。

顯然，采取常規施工措施，施工強度無法滿足首臺機組發電目標的要求，而本電站引水系統長隧洞洞徑較小，底寬較窄（3.80m），無法組織非常規的大規模施工，所以只能依靠增加工作面來解決施工強度過高、過集中，進度無法滿足要求的問題。

2.3 調整后施工支洞布置設計

為了滿足2008年8月31日首臺機組（1#機）發電目標的施工強度要求，必須增加引水系統施工工作面，唯一的辦法，便是增加施工支洞。經過參建各方的共同探討，決定在原支洞布置基礎之上，增加5條施工支洞，增加施工支洞的原則是：盡量縮小工程量增加幅度，服務于關鍵線路，削減施工高峰強度，便于組織實施。

增加5#-1施工支洞，以增加下平洞工作面，便于盡早展開下斜井施工，以加快下平洞及下斜井的施工進度；增加4#-1施工支洞，主要是為了盡早打開下斜井工作面，緩解4#支洞施工壓力；由于調壓井地質條件較差，井口沉陷，改為全斷面正井開挖，兩條上斜井（首機發電關鍵線路）工作面無法通過調壓井底部通道打開，故增加3#-1、3#-2施工支洞，分別至2#管上斜井及1#管上斜井，以便盡早展開上斜井施工；為了削減2#施工支洞與3#施工支洞間襯砌混凝土施工強度，加快引水隧洞襯砌混凝土澆筑速度，增加2#-1施工支洞，以增加2~3#支洞之間的襯砌施工工作面，減少施工交通干擾。

3 實施總結

由于增加了2#-1施工支洞，緩解了2#施工支洞的交通壓力，同時增加了2~3#施工支洞之間的工作面，資源投入的空間增大。襯砌混凝土施工時，2#~3#支洞之間共投入鋼模臺車2套，組合鋼模4套，引水隧洞襯砌施工共投入4套鋼模臺車、12套組合鋼模，最高同時投入11臺混凝土泵、21輛混凝土攪拌車，大大提高了襯砌混凝土的澆筑速度，其中3#支洞上游鋼模臺車創下了一月澆筑18塊（12m/塊）的紀錄，引水隧洞一周最高強度19塊（12~9m/塊），一個月最高澆筑79塊（12~9m/塊）。

3#-1、3#-2施工支洞提前打開了壓力管道上斜井施工的僵局，走活了壓力管道施工的整體計劃，確保了反井鉆機及時就位，避免了上斜井與平洞段施工高峰強度的疊加，展開了4個工作面。4#-1施工支洞以最小的付出，贏得了下斜井及中平洞廣闊的進度空間，與5#-1施工支洞共同緩解了下斜井的施工壓力，增加了6個工作面（含排水洞2個）。5#-1支洞為下斜井施工的迅速展開創造了有利條件，同時緩解了下平洞的施工壓力，增加了6個工作面（含排水洞2個）。壓力管道通過增加4條施工支洞，形成了多個工作面同步實施的局面，為洞挖、鋼襯安裝、回填混凝土、回填灌漿及接觸灌漿等交叉實施創造了條件。

通過合理增加施工支洞，緬甸瑞麗江一級水電站引水系統于2008年7月22日具備充水條件，開始充放水試驗，確保了引水系統施工進度滿足首臺機組發電目標的要求。

[1]莊金祥.瑞麗江一級水電站工程建設管理[J].云南水力發電，2008（5）.

[2]劉發明，馬光群，楊春雷，李世民.緬甸太平江水電站引水系統施工支洞布置[J].云南水力發電，2011（3）.