沙梁水电站建设中施工布置与工艺探讨

沙梁水电站建设中施工布置与工艺探讨

[摘要]沙梁水电站引水枢纽位于陕西安康西河与金水河汇合口下游约0.5km处,工程属于Ⅴ等小(2)型工程。以沙梁水电站建设过程为例,针对工程修建过程中的施工布置和具体施工工艺进行分析,根据场区布置原则、场区布置条件、工程特征、施工工艺要求及各建筑物的相对位置,将施工辅助企业和临时生活设施分三个区布置,具体施工工艺应根据施工部位的不同,采用合适工艺,严格按照质量要求进行施工,确保工程质量满足要求,以期为水电站保质保量全面完成奠定基础。

[关键词]施工组织;布置;施工工艺;沙梁水电站

1沙梁水电站建设概况

1.1地理位置。沙梁水电站引水枢纽位于西河与金水河汇合口下游约0.5km处,电站厂房位于八亩田木材检查站对面河道右岸,距佛坪县约37.5km,在枢纽至厂区长约6.75km的河段,河床纵比降i=9.78‰,自然落差66m,为修建电站提供了有利的地形条件。坝址、厂址左岸有乡村公路通过,对外交通便利。

1.2工程规模及特性。沙梁水电站为径流引水式。本工程属于Ⅴ等小(2)型工程,永久性主要建筑物按5级设计,包括沙梁引水枢纽、引水建筑物、电站厂房及开关站等;永久性次要建筑物按5级设计;施工临时性建筑物按5级设计。水库正常蓄水位740m,电站设计最大水头71.2m,设计引用流量15.4m3/s,电站总装机容量8.0MW,多年平均发电量2289万kW·h,年利用小时数2861h,工程总投资11221.10万元,静态投资10581.03万元,单位千瓦投资1.323万元/kW,单位电度投资4.63元/kW·h。规划项目建设占地面积共9.61hm2,其中主体工程永久占地(沙梁大坝、电站厂房、淹没区)3.42hm2,临时占地6.19hm2,其中:弃渣场临时占地3.60hm2,取料场占地0.38hm2,临时工程区(1号支洞施工区)临时占地0.20hm2,施工便道临时占地2.0hm2,供电线路0.01hm2。

2施工布置范围划分

根据场区布置原则、场区布置条件、工程特征、施工工艺要求及各建筑物的相对位置,将施工辅助企业和临时生活设施分三个区布置,即枢纽工区、1号施工支洞工区及电站工区,分别布设在枢纽工区、1号施工支洞工区及电站工区弃渣场之内。

2.1枢纽工区。枢纽工区主要满足拦河闸坝、发电引水洞进口及2号施工支洞控制洞段施工。施工辅助企业、生产指挥中心布置在坝址下游罗家坪村附近,金水河左岸的平整地段。生活区可在罗家坪村租用部分民房。砼拌合系统靠近枢纽布置。

2.21号支洞工区。1号支洞工区主要满足支洞控制洞段开挖、衬砌施工。施工辅助企业、生产指挥中心布置在1号支洞出口附近,靠近八亩田村下游金水河左岸平整地段。生活区可在八亩田村租用部分民房。砼拌合系统靠近支洞进口布置。

2.3电站工区。电站工区主要满足电站厂区及调压室、压力管道段开挖、衬砌施工。施工辅助企业、生产指挥中心布置在金水河左岸,靠近电站厂区,生活区可在八亩田木材检查站附近租用民房。砼拌合系统靠近电站厂区布置。

3风水电及通讯

3.1施工用风。由于施工供风面比较分散,因此,施工供风采用在各工作面单独设置空压机站的供应方式。根据每个工区的需风量,考虑一定的富裕,设置移动式空压机,各工区空压机随工作面的移动而移动,洞外设空压机房。

3.2施工用水。施工用水项目主要包括:土石方工程、混凝土工程、施工辅助企业及生活区用水等。金水河水质较好,生活及施工生产用水可就近抽取金水河河水。在各工区附近山坡上,修建高位水池,通过供水管道送往各施工点。

3.3施工用电。施工用电可从栗子坝乡架设10kV施工临时专线引至坝区、施工支洞和电站厂区,并在各施工工区共建三座简易10kV/380V变电站,供应施工用电。施工临时供电线路总长6km,约需设电杆70个,电杆占地面积约0.01hm2。另为满足事故停电时,洞内紧急通风、照明、排水一级负荷用电要求,设计考虑在各工作点分设柴油发电机组作为备用电源。

3.4施工通讯。工程区距栗子坝乡政府很近,已有永久通讯线路对外联系。移动通讯网也已覆盖工程区,施工场区内采用手机联络。

3.5施工交通。对外交通:沙梁电站距西安市200km,距汉中市150km,距佛坪县城43km。西汉高速公路和108国道从佛坪县境内通过,从工程区向南12km可达洋县秧田乡,为乡村公路,砼路面,交通条件较好。秧田乡向东至佛坪县城为108国道,距离31km;向南经108国道24km可于金水镇上西(安)汉(中)高速公路,对外交通条件非常方便。对内交通:本工程引水枢纽、引水洞和电站厂区均沿金水河布置,沿金水河左岸有岳坝至秧田乡的乡村公路通过,交通条件较好。场内交通主要以满足施工要求进行布置,需修建左岸乡村公路至引水枢纽、电站厂址及引水洞两个施工支洞进口的临时施工道路,作为施工期的交通运输,道路总长约2km,路面宽4.5m,采用泥结碎石路面;修建通往个工区的临时施工便桥3座,桥面宽5m。

4具体施工工艺分析

4.1引水枢纽施工。引水枢纽采用左、右岸围堰分期施工,一期施工右岸冲沙闸和2孔泄洪闸,二期施工左岸溢流坝。河床基坑开挖按先岸坡、后河床开挖的顺序进行施工。基础开挖施工以机械化为主,开挖采用排水沟先行,自上而下逐层开挖的方法,采用1.6m3反铲挖掘机挖装,10t自卸汽车运输弃渣。岩石开挖采用手风钻钻孔,浅孔爆破,1.6m3反铲挖掘机配10t自卸汽车运输出渣。靠近建基面采用人工撬挖,开挖弃料10t自卸汽车运至弃渣场。砼拌合站和砂浆搅拌机就近布设,以方便运输。浆砌石施工以人工砌筑为主,石料运输采用自卸汽车运至堆料场,机动斗车运至工作面,石料的垂直运输采用卷扬机配手推车运输。砂浆采用机动斗车运输,人工摊铺、填缝,采用钢钎插捣密实。上、护岸采用下游人工砌筑,钢钎插捣密实。溢流坝段表面混凝土护面、冲砂闸和泄洪闸混凝土浇筑施工采用混凝土泵直接泵送入仓,除溢流面外,其它部位均采用人工架设钢模板,插入式振捣器振捣。溢流面采用滑模施工,插入式振捣器振捣施工。闸墩采用滑模施工,插入式振捣器振捣施工。工作桥施工采用满堂红脚手架,人工立模,插入式振捣器联合振捣施工。

4.2引水系统施工。4.2.1引水隧洞施工。洞身开挖:由于隧洞较长,为保证工期需设支洞。根据既保证工期,又尽量减少支洞工程量的原则,设计布置2个支洞,洞身开挖采用全断面光面爆破法施工,手风钻钻孔,人工装药爆破,0.26m3风动装岩机装渣,1m3翻斗车出渣至洞外,再用1.6m3装载机配10t自卸汽车转运至弃渣场。隧洞砼浇筑:隧洞砼浇筑在隧洞开挖完成后进行,砼拌合机设在支洞出口平台,隧洞砼运输采用1m3翻斗车,人工架设钢筋,HB—30混凝土泵入仓,插入式振捣器振捣。隧洞灌浆:隧洞灌浆分为回填灌浆和固结灌浆,回填灌浆在隧洞衬砌完成后进行,回填灌浆结束7d后进行固结灌浆施工。回填灌浆前用手风钻在预埋灌浆管中钻孔,固结灌浆孔用手风钻在预埋灌浆管中钻孔完成,隧洞沿线支护:对于Ⅱ、Ⅲ类围岩洞段,开挖中除严格要求按光面爆破外,必要采用随机锚杆与喷混凝土联合支护方式。对于局部Ⅳ、Ⅴ类围岩,采用浅孔光面爆破,必要时时采用锚杆与喷混凝土加挂网钢筋或钢拱架进行临时支护。断层及断层接触带施工时容易发生坍方,在接近断层及接触带时,加强地质预报,采用地质雷达超前地质预报或水平钻超前钻孔,用于探明前方地质;利用钢拱架和超前导管注浆防护;要减少循环进尺,采用无爆开挖或松动爆破,及时支护,做到随挖随护;加强施工组织管理,严格施工工序;加强施工量测,及时反馈信息。4.2.2调压井施工。调压井土方明挖采用1m3装载机挖装,10t自卸汽车运至堆渣场。石方明挖采用CLQ-80型潜孔钻配YT-25手风钻钻孔,预裂控制爆破,采用1m3装载机挖装,10t自卸汽车运至1堆渣场。调压井井挖先用钻机形成φ100mm的吊物孔,再用LM-120天井钻机形成φ2m的溜渣井,再自上而下采用手风钻扩大开挖,人工扒渣至溜渣井,石渣溜至井底,由1号支洞出渣。调压井顶部混凝土施工采用立模现浇,井桶混凝土施工采用滑模由下而上施工,采用3m3混凝土搅拌车运输,混凝土泵运输入仓。4.2.3压力管道施工。压力管道开挖:采用全断面开挖,手风钻钻孔光面爆破,0.3m3装载机装5t自卸汽车运输至弃碴场。斜井开挖采用天井钻自下而上形成φ2m的溜渣井,再自上而下采用手风钻扩大开挖,人工扒渣至溜渣井,石渣溜至井底集渣室,0.3m3装载机装5t自卸汽车出渣。压力管道安装:压力钢管分2个工作面进行安装。始装节为斜井下弯管段,斜井钢管从斜井下弯管始装节开始向上游方向安装,下平洞钢管从斜井下弯管始装节开始向下游方向安装。压力管道混凝土衬砌:砼在洞内的水平运输采用小型翻斗车进行。平洞段砼泵送如仓,斜井段砼经溜槽溜入由卷扬机牵引的砼罐,吊运至工作面,再经溜槽(筒)入仓。

4.3电站厂区施工。电站厂房为地面厂房,可全年施工。厂区土石方开挖采用手风钻钻孔,潜孔爆破自上而下分层进行开挖,1m3挖掘机装10t自卸汽车外运至弃碴场。厂房砼浇筑采用10t自卸汽车或3m3砼搅拌车运输砼至工作面,DMQ540/30B门机吊运3m3卧罐入仓。

4.4围堰施工。河道疏通和基础砂卵石开挖采用推土机,配合1.6m3反铲挖掘机装5~10t自卸汽车外运,土石方回填采用5t自卸汽车运料,小型振动碾碾压,编织袋人工装土,堆筑。施工结束后机械拆除围堰,弃渣运往弃渣场。

5结语

沙梁水电站建设项目区属于部级和省级重点预防保护区和重点治理区,在建设施工过程中,通过采取合适的施工布置和施工工艺,加强施工组织管理,严格施工工序,可以在水电站建设中,要防止施工单位重主体轻水保的现象,以期将水电站建设对当地环境造成的不利影响降低到最小。保证区域经济、社会和生态效益共同发展。

作者:明原 单位:陕西渭河生态集团有限公司