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1、桐子壕航電工程施工方案研究黎昀,辜 育 新,王 明 濤(國家電力公司成都勘測設計研究院,四川 成都610072)摘要:介紹了桐子壕航電工程主體工程施工的施工進度、施工程序和施工方法的設計情況,供同行參考。關鍵詞:桐子壕航電工程;施工進度;施工方法;混凝土澆筑;基坑開挖中圖分類號:TV 52文獻標識碼:B文章編號:100122184(2002)04200432031工程概況桐子壕航電工程位于四川省武勝縣舊縣鄉和中心鎮秀觀村附近的嘉陵江小中壩河段,是嘉陵江干流十四級開發方案中的第十二個梯級,是以航運為主,兼顧發電的綜合性開發工程。樞紐建筑物由500t級船閘、攔河閘壩及電站廠房等組成。裝機容量3362、MW(貫流式機組),正常蓄水位224 m。船閘由上下游引航道、上下閘首及閘室組成,攔河閘壩工程由10孔泄洪閘、2孔沖沙閘、溢流壩段、左右岸連接壩段組成。工程主體建筑物主要工程量為:土方明挖49.9萬m3,石方明挖52.9萬m3,土石填筑15.6萬m3,混凝土及鋼筋混凝土53.2萬m3,漿砌石9.95萬m3,帷幕灌漿11 210 m,固結灌漿2 406 m。工程導流明渠和一期縱向圍堰于2000年4月底完建,根據施工規劃,主體工程(土建)為一個標。由于嘉陵江洪水流量大,10年一遇洪水流量為21 200 m3?s,洪枯流量相差較大(約9.5倍)、水位變幅大(約14 m),故施工期導流推薦采用枯水期左3、岸明渠導流,分期施工的導流方式。因此,桐子壕航電工程主體工程從開工至竣工各個階段,特別是一期基坑施工始終面臨工期緊、施工強度高、施工程序復雜的局面。應桐子壕航電工程開發有限公司(業主)請求,我院對桐子壕航電工程主體工程施工,特別是一期基坑施工進行了細致的施工進度、施工方法的研究工作,供業主招投標參考和指導施工使用。整個工程已于2000年9月10日開工興建,計劃于2003年2月底第一臺機組發電。2施工導流工程施工期導流分兩期進行。一期圍右岸接頭壩、船閘、廠房和泄洪沖沙閘,河水由左岸導流明渠過水。二期圍溢流壩和左岸接頭壩,河水由已建的12孔泄洪沖沙閘宣泄。導流程序為:2000年11月初,主河床截流4、,進行一期工程的施工,至2001年4月,完成12孔泄洪沖沙閘和船閘的基礎混凝土澆筑收稿日期:2000212210工作,廠房防洪墻應澆筑至194.00 m高程,安裝間澆筑至210.00 m高程;汛期基坑過水;2001年11月恢復一期基坑,至2002年4月,12孔泄洪沖沙閘應澆筑到239.83 m高程,廠房防洪墻澆筑到225.00 m高程,安裝間封頂及土建完成,一期工程完建;汛期廠房繼續施工,2002年5月廠房防洪墻應澆筑到232.00m高程,計劃至2002年10月主廠房封頂;2002年11月初,導流明渠截流,開始進行二期基坑的施工,2003年2月底,廠房第一臺機組發電,至2003年4月,完成二期5、施工任務。3一期基坑施工道路布置桐子壕航電工程樞紐布置集中,一期基坑要進行右岸接頭壩、船閘、廠房和12孔沖沙泄洪閘的施工,一期混凝土總量達30萬m3,石方明挖47萬m3,土方明挖30萬m3,廠方基礎最大開挖深度約25m,施工工期緊、施工強度高、難度大。因此,一期基坑施工道路的布置,對于加快一期基坑土石方開挖進度、降低混凝土澆筑強度是至關重要的。根據工程水工建筑物和一期圍堰布置情況,在一期上游圍堰左岸、一期下游圍堰左岸和一期下游圍堰右岸(船閘下引航道位置)計劃各布置1條下基坑道路(分別為1號、2號、3號道路),路面寬度7m,縱坡小于10%。1號道路下臥至廠房進水渠200m高程,途中布置121、16、22、123、124四條支路。121號支路下臥至沖沙泄洪閘進口204.5 m高程,122號支路下臥至廠房主機間上游204.5 m高程,123號支路延伸至安裝間上游200 m高程,124號支路延伸至船閘上引航道200 m高程;2號道路下臥至廠房尾水渠196.75 m高程,途中布置221、222號兩條支路,221號支路延伸至沖沙泄洪閘出口204.5 m高程,222號支路至下臥主機間186.75 m高程;3號道路直接下臥至下閘首206.95 m高程,途中布置321號支路,321號支路下臥至廠房安裝間下游200m高程。一期基坑施工道路布置見圖1。4主體工程施工研究4.1施工進度據施工規劃,桐子壕航電工7、程主體工程2000年9月10日開工,2003年2月底第一臺機組發電。經34第21卷第4期2 0 0 2年1 2月四川水力發電SichuanW aterPowerVol.21,No.4Dec.,2 0 0 2 1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.,Ltd.All rights reserved.圖1一期基坑施工道路平面布置示意圖研究,廠房為控制性工期。由于受樞紐布置和施工導流規劃的制約,一期基坑工程量大,施工強度高,在施工進度安排中以搶廠房安裝間和主機間為主,合理安排工程各部位的施工進度,盡量降低施工強度。4.1.1廠房主機間廠房主機間20008、年11月中旬開始開挖基坑,覆蓋層于2000年12月中旬完成,歷時1個月。石方開挖分3層,第一層石方開挖(193.5 m高程以上)從2000年12月16日 2001年1月12日完成;第二層石方開挖(186.75193.5m高程)從2001年1月13日 1月31日完成;第三層石方開挖(186.75m高程以下齒槽及保護層)從2001年2月1日 2月28日完成。石方開挖共歷時1.5個月。混凝土從2001年3月開始澆筑,分4層澆筑,于4月底澆筑至194m高程(防洪墻)。汛期基坑過水。2001年12月繼續澆筑混凝土,至2002年2月底下游防洪墻及尾水閘澆至216.3 m高程,提交尾水閘門安裝工作面。2009、2年3月底上游防洪墻和進水閘澆至225m高程,提交進水閘門安裝工作面。2002年4月底下游防洪墻澆至225m高程。2002年5月上下游防洪墻和橋機牛腿澆至232 m高程,至2002年10月底廠房封頂。2002年710月進行管形座的吊裝、埋件及二期混凝土施工。2002年11月開始第一臺機組安裝,2003年2月28日第一臺機組發電。2003年3月開始第二臺機組安裝,2003年5月底第二臺機組發電。2003年6月開始第三臺機組安裝,2003年7月31日第三臺機組發電。計劃施工高峰月平均強度:土方明挖2.16萬m3?月,石方明挖5.88萬m3?月,混凝土澆筑1.53萬m3?月。4.1.2廠房安裝間安裝10、間開挖與主機間開挖分層及施工時段一致,安裝間底板混凝土提前于2001年2月初澆筑,三角體混凝土及集水井則在開挖完成后才進行施工。即從2001年3月1日開始,至4月底安裝間澆至210.00m高程,集水井澆至200.00m高程。汛期基坑過水。2001年11月中旬繼續澆筑混凝土,2002年2月15日排架澆至235 m高程,2月底具備橋機安裝條件。橋機安裝從2002年3月1日 4月30日完成安裝。2002年56月進行管形座組裝。計劃施工高峰月平均強度:土方明挖1.87萬m3?月,石方明挖0.488萬m3?月,混凝土澆筑1.566萬m3?月。4.1.3沖沙泄洪閘沖沙泄洪閘施工從2000年11月中旬開始,11、計劃至2000年12月底完成覆蓋層開挖。石方開挖從2001年12月中旬施工。護坦混凝土從2001年1月中旬開始澆筑,閘底板混凝土待石方開挖完成后于2001年2月中旬開始澆筑,至2001年4月底,泄洪沖沙閘澆至210 m高程,完成閘底板混凝土。汛期基坑過水。2001年12月繼續澆筑混凝土,至2002年4月底澆至閘墩頂高程239.83 m,同時,完成固結及帷幕灌漿施工。2002年1012月,完成閘頂排架混凝土澆筑。閘門從2002年12月開始安裝,2003年2月完成。計劃施工高峰月平均強度:土方明挖5.95萬m3?月,石方明挖4.92萬m3?月,混凝土澆筑1.457萬m3?月。4.1.4船閘船閘施工12、計劃從2000年10月開始,至2001年1月15日,完成上引航道、上下閘道、閘室段的土石開挖。2001年1月16日 4月30日進行混凝土澆筑,上閘首應澆至209.55 m,閘室應澆至204.5544 1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.,Ltd.All rights reserved.m,下閘首應澆至206.95 m高程。汛期基坑過水。2001年12月繼續進行混凝土施工,下閘首2002年2月底完成,上閘首2002年3月15日澆筑到頂。閘室段左邊墻4月份應達到215 m高程,5月份應達到220 m高程,至10月底完成船閘的混凝土施工。2002年13、11月 2003年4月,完成剩余部分的漿砌條石和砂卵石回填。計劃施工高峰月平均強度:土方明挖2.84萬m3?月,石方明挖4.22萬m3?月,混凝土澆筑1.71萬m3?月,漿砌石0.82 m3?月。4.1.5溢流壩及左岸接頭壩2002年11月初導流明渠截流,2002年11月 2003年1月中旬完成覆蓋層及石方開挖,2003年1月中旬 2003年4月完成溢流壩及左岸接頭壩。計劃施工高峰月平均強度:土方明挖6.29萬m3?月,石方明挖4.18萬m3?月,混凝土澆筑2.41萬m3?月,漿砌石0.55萬m3?月。4.1.6小中壩整治小中壩整治覆蓋層開挖安排于2000年11月、2001年11月和2002年14、11月 2003年2月3個時段進行。計劃施工高峰月平均強度3.00萬m3?月。4.2一期基坑施工開挖方案研究根據施工進度計劃安排,一期基坑開挖高峰月平均強度:土方明挖為14.17萬m3?月,石方明挖為15.40萬m3?月,其中廠房7.75萬m3?月。為加快開挖進度,降低后續混凝土澆筑強度,施工開挖設備配備留有余地并結合混凝土澆筑考慮,沖沙泄洪閘布置2臺4m3電鏟,船閘和右岸接頭壩布置2臺3m3液壓反鏟,廠房布置2臺3 m3液壓反鏟和1臺1.6m3液壓挖掘機,20 t自卸汽車出渣。由于廠房工作面窄,開挖深,施工開挖采用分層方式,共分4層,覆蓋層分1層,石方分3層,覆蓋層開挖和石方開挖上2層擬采用15、2臺3 m3液壓反鏟施工,底層石方開挖采用1.6 m3液壓挖掘機施工。4.3一期基坑施工混凝土澆筑方案研究根據施工進度計劃安排,一期基坑混凝土澆筑高峰月平均強度為4.79萬m3?月,其中廠房主機間1.53萬m3?月,安裝間1.566萬m3?月,沖沙泄洪閘1.457萬m3?月,船閘1.71萬m3?月,施工強度較大。經研究分析,擬在沖沙泄洪閘上游和護坦位置各布置1臺MQ 540?30高架門機(1號和2號門機),船閘布置2臺4 m3履帶吊,主廠房由于施工強度高、倉面尺寸大和跳倉跳塊要求,擬在廠房主機間進水渠和尾水渠位置各布置1臺MQ 540?30高架門機(3號和4號門機),安裝間上下游各布置1臺MQ16、 540?30高架門機(5號和6號門機)。1號和2號門機主要承擔沖沙泄洪閘的混凝土施工,2號門機還輔助廠房主機間混凝土施工;3號和4號門機主要承擔廠房主機間施工,并輔助安裝間混凝土施工,4號門機2002年4月底前從尾水渠移至尾水216.30 m高程平臺上,滿足廠房汛期施工要求;5號和6號門機主要承擔安裝間混凝土施工要求,同時輔助船閘上閘首、閘室的混凝土施工;2臺4 m3履帶吊主要承擔船閘混凝土施工,并輔助廠房進水渠和尾水渠混凝土施工。作者簡介:黎昀(19682),男,湖北宜昌人,國電公司成都勘測設計研究院桐子壕航電工程副設總,工程師,學士,從事水電工程設計工作;辜育新(19662),男,四川簡17、陽人,國電公司成都勘測設計研究院工程師,學士,從事水電工程設計工作;王明濤(19692),男,四川潼南人,國家電力公司成都勘測設計研究院工程師,學士,從事水電工程設計工作.(上接第38頁)模板設計時要認真分析曲面結構的特性,并盡量做成符合結構設計要求的曲面模板。一般來說,對于可展曲面完全可以做出與其相吻合的模板,而對于不可展曲面只能做出近似的模板,但其誤差可以控制在允許的范圍之內。對于圖1、圖2和圖3等曲面的模板比較情況見表1。從表1中不難看出,曲面的功能基本相同時,其模板結構相差較大。另外,盡管模板的厚度(曲面表面點的法線方向距離)為定值,但拱架外形輪廓尺寸有時卻變得極為復雜。因此,在曲面模18、板設計時,重點是推求支撐模板的拱架結構尺寸。對于圖4(a),要加工柱面和扭錐面等兩種曲面的模板,施工時相當復雜。而對于圖4(b),只要加工斜橢圓錐面模板,施工較為簡單。4結語曲面雖然給施工增加了難度,但其在傳遞荷載、滿足水流銜接功能和美化結構等方面的作用較之其它形狀無可代替。因此,施工中不要輕易改變曲面的性質,重要的是:結構設計人員和施工技術人員要相互溝通,為優化曲面結構多作細致工作;要從方便施工的角度出發,在曲面設計時宜優先采用直線面,適當使用圓紋回轉面,少用圓移曲面。參考文獻:1武漢水利電力學院.工程曲面的幾何計算與展開M.北京:水利出版社,1980.2李志良.中、小型水電站模板工程M.北京:中國電力出版社,2001.作者簡介:李志良(19632),男 湖南長沙人,中國水利水電第八工程局工程師,從事水電工程施工技術工作;張祖義(19632),男,湖北仙桃人,中國水利水電第八工程局高級工程師,從事水電工程施工技術工作.54 1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.,Ltd.All rights reserved.