深溪溝水電站建設過程中的重點、難點及相應對策分析

程可

(國電大渡河猴子巖水電建設有限公司，四川康定 626005)

1 概述

深溪溝水電站位于瀘定～銅街子段的大渡河中游的四川省漢源縣和甘洛縣境接壤處，是大渡河22級規劃開發方案中的第18個梯級。電站以發電為主，兼備上游瀑布溝水電站反調節作用。利用落差40 m，總裝機容量660 MW，共裝4臺165 MW 軸流轉槳式機組，年利用小時數4900 h，年發電量32.4億kW·h。水庫正常蓄水位高程660 m，庫容0.32億m3。工程防洪標準按百年一遇設計，流量9400 m3/s，千年一遇校核，流量10800 m3/s。深溪溝水電站樞紐建筑物從左至右依次布置有:左岸擋水壩段、3孔泄洪閘、1孔排污閘、河床式廠房、右岸接頭壩段、窯洞式安裝間和兩條泄洪沖沙洞等建筑物。完成主體工程量:土石方明挖466萬m3，石方洞挖180萬m3，混凝土澆筑166萬m3，鋼筋制安6.8萬t，金結制安1.25萬t，錨桿及錨索13.5萬根，固結及帷幕灌漿10.24萬m，回填灌漿7萬m2，排水孔3.58萬m。

2006年3月22日，深溪溝水電站工程順利通過國家發改委的核準，同年4月12日工程正式開工。2007年11月6日，順利實現河道截流，2010年6月27日，首臺機組發電，2011年6月29日，4臺機組全部發電，2011年底完成工程的竣工結算。

深溪溝水電站地處大渡河大峽谷腹地，兩岸懸崖絕壁、山高坡陡、地勢險要，河道兩岸場地極為稀缺，峽谷風巨大，施工區還有成昆鐵路大動脈和省道S306線穿過，“布置難、施工難”被全國水電行業所公認。中國工程院院士、著名水電專家譚靖夷來工地視察時，稱深溪溝工程建設環境及施工強度“在國內同行業中艱難程度是具有代表性的，工程建設是具有挑戰性的”。正是受其特殊的地理、地質條件限制，工程在建設中遇到了很多的施工布置難題和施工過程中高難度的技術問題。業主、設計、監理、施工單位群策群力，克服了重重困難，開展了大量的科研工作，采取了極為有效的措施，工程從正式開工到大江截流僅僅用了一年半的時間，實現了當年下基坑、當年完成基坑開挖、當年澆筑混凝土、當年開始金結機電安裝。2010年6月27日首臺機組發電，2011年6月29日四臺機組全部投產發電，較可研報告確定的工期整整提前了1年，創造出讓深溪溝建設者倍感自豪的“深溪溝速度”，實現了深溪溝水電站優質高效的建設目標，為大渡河流域水電開發建設管理探索出一條創新的道路。

2 工程建設中的三大客觀難題及采取的相應對策

2.1 施工場地異常狹窄的難題

2.1.1 起因

深溪溝水電站工程最典型的是其所處的峽谷環境，崇山峻嶺，工區地勢狹窄，大渡河兩岸山勢陡峭，左岸有成昆鐵路和省道穿過，工程的施工環境條件差，給工程施工布置、開挖爆破作業帶來了極大地挑戰。

2.1.2 采取的解決措施

2.1.2.1 “化零為整”，優化臨建布置

因地制宜在施工區沿河兩側布置臨時施工場地;利用壩址左岸下游的深溪溝小溪做適當的溝水處理后將開挖料堆存，并將砂石加工、拌和系統也集中布置在內;同時，對岸坡實施擋墻加固和水土保持措施。施工營地只能布置在距壩址較遠的左岸山頂處的蘇古村內。

2.1.2.2 “橋隧結合”，解決施工交通瓶頸問題

(1)改線公路工程。

省道穿過壩址區，不僅對工程建設有干擾，也影響了地方交通。因左岸山體內有成昆鐵路通過，故只能在右岸山體內修筑一條長4350 m 的交通隧洞、在壩址上下游設計了兩座永久大橋橫跨大渡河與隧洞連接，將省道從左岸移至右岸山體內，既解決了深溪溝水電站樞紐工程區施工期的交通運輸通道和電站正常運營期的管理交通通道，又保證了地方交通公路的正常運營。

(2)深溪溝渣場交通隧洞。

由于深溪溝水電站壩址處非常狹窄，棄渣場、砂石骨料加工及混凝土拌和場地都只能布置在大渡河旁的深溪溝內。為連接溝內至壩址交通，由金烏公路起線以隧道方式下穿成昆鐵路及深溪溝左側山體到達深溪溝渣場，形成深溪溝水電站工程施工期場內的主要交通運輸通道，隧道全長1790 m。

(3)施工臨時索道橋。

該工程的導流洞及改線公路全部布置在右岸山體內，為方便右岸導流洞工程和改線公路工程施工，工區共布置了6座跨大渡河臨時橋。0#～5#臨時索道橋工程分別于2005年～2006年7月份完成，主要解決截流前出渣和左右岸交通問題。施工臨時橋采用的是柔性鋼索橋，行車道寬4.5 m，兩側設75 cm 的人行道，全長99～200 m，設計荷載汽-40 t，截流前將其全部拆除。

2.2 施工現場風大且持續時間長的難題

2.2.1 起因

由于峽谷環境的因素，深溪溝水電站現場施工區春、秋、冬季有經常性大風，一般每天下午都會出現4級以上的大風，持續時間也較長，特別是秋冬季節風力更大，最大風力可達6～9級，實測最大風速達21 m/s，給工程施工中的大型設備——門塔機的安全及正常運行帶來重大考驗。

2.2.2 采取的解決措施

(1)分時安排高空作業。根據大峽谷風力的特性，在混凝土澆筑施工作業中，采取分時段安排高空起吊作業，盡量利用上午和晚間時段安排高空作業，以減少風力對施工作業的影響。

(2)對門塔機增設抗風措施。在主體施工區壩上游布置了兩臺MD 1100波坦塔機，提升高度達86.7 m，壩下游布置了兩臺MQ 540/30高架門機，提升高度70 m。現場結合門塔機結構強度、剛度、穩定性和動態特性及整機的抗傾覆穩定性和防風抗滑等因素，首先對門塔機進行了有限元分析計算，對門塔機的加固方式和安全防護措施進行了研究，確定了切實有效的加固方案;其次，進一步優化門塔機的布置形式，以滿足高峰時段大壩混凝土澆筑需要。

具體防范措施為:(1)加裝風速儀，對設備抗風能力設置風速報警，報警風速為13～14 m/s。(2)加裝夾軌器。(3)加強夜間現場照明。(4)門塔機在高度上錯開，選擇不同的使用高度(錯開兩節，標準節為11.56 m)，盡可能減少相鄰兩機間的干擾，特別是在有風的情況下，便于門塔機控制操作。(5)加強天氣預警預報工作。(6)合理安排生產。采用壩前近側取料，避免大回轉以減少設備間的干擾，加快入倉速度;另一方面，為確保大風來臨時門塔機能迅速脫離生產狀態，要求回轉伸臂至下游方向，以減少風的阻力，相鄰兩機應保持50 m 的最小距離;在塔機澆筑倉位的安排上，應避免相鄰(垂直水流方向)倉位同時開倉，控制倉內混凝土的澆筑順序，盡可能地減少門塔機間的干擾。(7)要求承包商對員工進行防風專項培訓。

2.3 基坑超大量滲水給施工作業造成的嚴重影響

2.3.1 起因

深溪溝水電站工程基坑位于深覆蓋層、強透水區域。自然河谷寬度僅90余m，基坑深達70 m 以上，開挖深度達65 m，地質條件差，使基坑滲水量大。隨著工程開挖的進展，滲水量最高超過4000 m3/h，是原投標合同中約定150 m3/h 的20多倍。工期緊、強度大、滲水多，對能否按期完成基坑開挖是極大的考驗。

2.3.2 采取的解決措施

(1)在基坑開挖階段:根據深溪溝水電站工程地質條件及施工特點，結合現場實際情況，開挖施工中采用分層分區開挖的施工方法，覆蓋層按5 m 一層，左右岸邊坡按10 m 為一個梯段，基坑覆蓋層超前邊坡10 m 深度先行施工，以便于為兩岸邊坡開挖提供良好的臨空面。基坑開挖按順水流方向抽槽，以利于降水和排水，在其上下游各布置分級抽水泵站，以保證基坑開挖在干地進行。

(2)在基礎固結灌漿環節:針對深溪溝深基坑強滲水特點，深入開展了壩基固結灌漿工藝研究和探索，同時，結合工程物探試驗檢測研究成果，確保了對固結灌漿工程質量進行有效控制，確保了大壩在蓄水后穩定運行。

(3)在混凝土澆筑階段:由于3#、4#機組地形地貌較原設計圖紙出入較大，基坑最深處在4#機組，因此，基坑內的所有外來水幾乎全部集中到了4#機組，造成后期4#機組混凝土施工和排水難度成倍增加，嚴重制約了壩內永久集水井的上升進度，同時也制約了4#機組主機間混凝土的施工。根據現場情況，采取了將4#機永久集水井與主機間混凝土分開施工的措施，即在4#機高程586.5～608 m、(壩)0+00～0+90、(廠橫)0+141.5與(閘)0+40之間設置施工縫，在施工縫中設置鍵槽和過縫筋，使壩內永久集水井與主機間分開施工。兩者分開施工后，為壩內永久集水井部位深井泵的安裝贏得了時間。

3 工程建設中的重大技術難題及相應的解決對策

3.1 高邊坡開挖施工安全控制難題

3.1.1 起因

廠壩樞紐工程右岸邊坡垂直高差達170 m，而且邊坡表層巖石裂隙發育。右壩肩邊坡開挖的特點是馬道高差大，坡面長，施工場地狹窄，施工機械設備布置困難，而且開挖出渣還影響下部導流洞的施工。

廠壩樞紐工程左岸邊坡開挖方量雖小，但坡高陡峻、坡面倒懸，卸荷裂隙非常發育，挖裝設備無法到達開挖部位，施工極為困難，且因成昆鐵路從左岸山體穿行，平均距離僅100 m 左右，開挖的最大難點是避免對成昆鐵路的運營造成影響。

3.1.2 采取的解決措施

(1)廠壩右岸高邊坡開挖施工。淺表覆蓋層開挖和下游側頂部覆蓋層開挖采用反鏟逐層剝離，輔以人工配合反鏟進行清除。石方采用分層梯段爆破開挖，若梯段馬道高度≥20 m，為控制鉆孔角度、減少超欠挖，預裂分兩次鉆爆，中間預留0.4 m 寬施工平臺作為第二次預裂的操作平臺。若梯段馬道高度＜20 m，預裂采用整段一次性成孔、爆破。開挖設緩沖孔、坡面預裂孔。馬道預留2 m 厚保護層，采用水平光面爆破一次成型。

(2)廠壩左岸高邊坡開挖施工。根據現場實際情況，采用分段分單元進行開挖，沿水流方向布置爆破孔。為保證成昆鐵路的安全，控制爆破振動加速度不大于0.1 g，逐排進行鉆爆。整個爆破采用單排爆破開挖，多循環控制爆破規模，約20 m 為一個梯段，將鉆孔深度控制為前排孔大于后排孔，使爆破后底部平臺傾向下方，保證爆渣既拋擲出去且堆渣量最小，從而降低了人工清渣的難度。實踐證明，采用逐排進行鉆爆的方法，保證了成昆鐵路安全運行，有效降低了人工清渣量，達到了快速、高效的開挖目的。

針對高邊坡開挖施工，主要在過程控制上做文章，在如何發揮鉆機的最佳效率，如何進行鉆孔角度和深度控制，如何對裝藥量和裝藥結構進行合理調整等制定了一整套技術措施和“樣板坡控制程序和控制標準”，定人定崗，分工明確。嚴格過程控制，特別是針對邊坡預裂鉆爆，從造孔、驗孔、裝藥、爆破、檢查、評定等工序上做到全過程受控，確保了施工質量和施工進度。經過一年多時間的施工，深溪溝水電站邊坡開挖順利實現了節點目標。

3.2 導流洞進口邊坡高排架上錨索安全施工難題

3.2.1 起因

導流洞進口邊坡呈前緩后陡之勢，在高程665～740 m 處存在著巨大的陡傾角斷裂破碎帶，邊坡陡傾卸荷嚴重，發育有四組優勢裂隙，形成了巨大的、傾向閘室的危巖體，隨著導流洞進口開挖危巖體有向進口閘室傾滑坍塌的危險，為確保導流洞進口施工期和泄洪沖沙洞的永久運行安全。必須對其上部高邊坡進行錨固施工。設計在高程665～720 m 處增設了259根長40～60 m、3000 kN 預應力錨索等處理措施加固進口邊坡。邊坡錨索施工的最大難題是高排架施工的安全，導流洞進口地面高程為665 m，預應力錨索作業排架搭設面積為5000余m2，最大高度近70 m，其距大渡河邊也僅為20多m，高排架的穩固、安全是確保邊坡錨索施工順利進行的保證。如此大面積的高排架搭設帶來了重大的安全技術難題。

3.2.2 采取的解決措施

(1)方案的確定。首先結合施工現場對導流洞進口自然邊坡錨索排架進行安全穩定計算，計算校核按《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》執行。由于進口危巖為高層排架，加之有重型鉆機及灌漿施工設備，排架設計選取上荷載均按偏大的情況選取。如人均重100 kg，竹排為44層滿鋪，鉆機按整體考慮;鉆機與鉆桿施工時為簡支架形式，計算以整體作用在平臺上，安全系數取偏大值。排架步距、檔距計算均按1.5 m 計。最終確定的各種參數為:鋼管規格φ48×3.5 mm，鋼管橫、豎排間距為1.2～1.5 m。使用鋼管近1000 t，扣件60000個。

為確保排架方案科學、可靠，深溪溝水電有限公司還專門組織召開了專家咨詢會，召集相關單位對排架的設計方案、施工質量、安全措施制定了具體的實施方案，確保了工程質量和施工安全。

(2)排架的實施。采用φ48×3.5 mm 鋼管搭設錨索排架(基礎必須嵌入插筋)，所有插筋必須插入排架豎桿中或與豎桿焊接牢固。地基軟弱地段澆筑厚15 cm 的C20混凝土，使其保持穩定。排架每隔一層在巖面上打入φ25錨筋并焊接在斜拉鋼管上。在鉆孔位置鋪設竹跳板作為操作平臺。在排架搭設過程中，定期檢查扣件，確保螺栓緊固。為了增加排架整體的穩定性，提高其抗剪能力，在巖壁上拉φ25斜拉筋，每2檔(步)布置一根，并雙面焊接在巖壁錨筋的根部。

(3)錨索施工過程中對排架采取的監控措施。為確保高排架在錨索施工中的安全，采取了多項措施:其一，加強對員工的安全教育工作，對高排架上、下部位作了詳細規定和標注，嚴禁發生不規范、不符合安全要求的作業和操作;其二，加強監測和監管。對高排架在運行期的維護保持高度的重視，設置了多個觀測點，對錨筋變形情況、立柱腳點變位情況進行嚴密監測，特別是在錨索鉆孔過程中，加強對排架整體的振動監測，發現問題及時整改解決。

預應力錨索作業排架搭設面積大，高度超常，該工程從開始施工至高排架全部拆除，歷時近9個月，在長達270 d 的高空作業中未發生一起安全、質量事故，創造了特大型承重排架安全零事故施工的全國企業新紀錄。

3.3 導流洞進口圍堰爆破拆除重大技術難題

3.3.1 起因

深溪溝水電站導流洞進口圍堰在招標階段采用的是預留巖坎作為圍堰擋水，在施工過程中發現導流洞進口地質條件特別差，預留巖坎裂隙發育，不能獨立作為圍堰擋水體，需要在巖坎內側增加混凝土形成擋水堰體，最終采用了預留巖坎+混凝土重力壩型式的擋水圍堰，圍堰按照十年一遇洪水標準進行設計，堰頂高程為636.5 m，圍堰混凝土為C15(三級配)混凝土。圍堰頂寬4 m，形狀基本呈梯型結構。圍堰的結構改變增加了爆破拆除的技術難度。

3.3.2 爆破拆除難點

(1)由于預留巖坎裂隙發育，施工中采用增加3 m×3 m 的錨桿和錨筋束進行加固，同時因度汛設計洪水標準提高，還增加了預應力錨索，錨索深32 m，2000 kN，其中1#閘室圍堰增加了15根，2#閘室圍堰增加了12根。圍堰體內的預應力錨索和錨桿對爆破效果影響大、預應力錨索的卸荷程序及方式對施工安全的影響亦較大，從而加大了圍堰體爆破的難度。

(2)預留巖坎緊挨閘室，最近處不足0.3 m，爆區正上方僅20 m 處有消渦梁，爆破時對閘室混凝土的影響大。

(3)成昆鐵路距圍堰爆破點僅一河之隔，爆破飛石對左岸的成昆鐵路的影響也是爆破控制的難點。

3.3.3 采取的解決措施

3.3.3.1 爆破方案的制定

針對導流洞進口圍堰拆除的特殊性，國電大渡河公司委托長江水利委員會長江科學院對進口圍堰的爆破拆除進行了專項研究。考慮到圍堰周圍的復雜地形及建筑物，進口圍堰分三步進行爆破拆除。第一步對高程636.5～628.5 m 范圍的圍堰混凝土進行爆破拆除;其次進行圍堰內側的削薄爆破;最后進行高程628.5～616 m 處的爆除拆除。

3.3.3.2 方案的實施

(1)高程636.5～628.5 m 范圍的爆破拆除。

導流洞進口圍堰第一部分爆破鉆孔主要利用手風鉆機和快速鉆機進行，深孔及底部的水平預裂孔主要用快速鉆機造孔，淺孔則主要用手風鉆機造孔，第一部分最大拆除高度為8 m。

①進口圍堰深孔爆破參數的確定:

a.布孔方式:全部采用垂直孔，均布置在錨索孔中心連線上;

b.鉆孔直徑:D=90 mm;

c.鉆孔深度:孔深L=7.5 m;

d.孔網參數:最小抵抗線W=1.2 m;當錨索孔間距＜2.5 m 時，中間不布置炮孔;

e.炸藥單耗:靠錨索部位為0.75 kg/m3，其余部位為0.6 kg/m3左右。

為避免第Ⅰ層爆破對其下部混凝土的破壞，以免影響圍堰的臨時擋水功能，同時，為了使第Ⅱ層爆破有一個較好的鉆孔作業面，在高程628.5 m 處布置了一排水平預裂孔。

②錨索切斷爆破方案的確定。

如何切斷錨索是本次圍堰拆除爆破的難點之一，在炮孔布置上采用了以下兩種方案:

a.每個圍堰選取四個錨索孔進行試驗，在錨索孔的前后左右緊靠錨索孔分別布置了4個深孔，且在炮孔的底部連續裝藥;其余錨索孔均在錨索孔中心連線上左右各布置一個深孔。

b.在兩個圍堰的第一部分拆除爆破中分別采用兩種不同的裝藥結構。一種是對稱裝藥，主要利用炸藥的爆炸能力將錨索直接炸斷;另一種是非對稱裝藥，主要利用炸藥的爆炸能力將錨索剪切斷。

(2)圍堰內側的削薄爆破。

削薄爆破參數的確定:

a.炸藥單耗K:0.6～0.75 kg/m3;

b.炸藥直徑:選用直徑為φ32的藥卷;

c.布孔方式:全部采用垂直孔、梅花形布孔;

d.鉆孔直徑D:手風鉆鉆孔，D=42 mm;

e.孔網參數:孔距取a=1.25 m，排距取b=0.6 m;

f.裝藥結構:連續裝藥;

g.孔深:根據需爆破的混凝土厚度確定，最大孔深不超過3 m。

為了確保閘墩混凝土的安全，在進行閘墩附近的混凝土圍堰爆破拆除中，采用類似光面爆破的孔網參數和裝藥結構逐層剝離。

(3)高程628.5～616 m 范圍的爆破拆除。

第三部分爆破拆除仍采用與第一部分相同的炮孔布置方式，全部采用垂直孔。深孔采用潛孔鉆鉆孔，淺孔采用手風鉆鉆孔。圍堰第三部分拆除高程從628.5～616 m，拆除高度為12.5 m。圍堰的爆破參數與第一部分基本相同。

(4)爆破防護。

爆破飛石預計是本次圍堰爆破拆除時主要的有害效應，必須嚴格控制裝藥量和堵塞長度及質量。

防護包括兩方面的內容:其一為大渡河左岸的成昆鐵路，其二為對導流洞進口閘墩、消渦梁、閘門槽和底板混凝土等的影響。爆破防護主要考慮采用柔性與剛性相結合的方式進行。

①緊鄰爆區的閘墩:采用柔性墊層和剛性墊層組合防護。

②閘室及導流洞內:閘室底板鋼襯、門槽底坎及導流洞內混凝土底板滿鋪竹跳板等柔性防護材料，對門槽上部已安裝的主軌、反軌和側軌暴露部位同樣采用柔性墊層和剛性墊層組合的方式進行防護。

③其余臨近爆區的保護物:對需要保護的部位采用一層柔性墊層和剛性墊層組合防護，每個防護層都必須固定并緊貼在被保護體的上面。

④成昆鐵路等遠區需保護物:主要在爆區進行防護，爆破時在爆區上部和最小抵抗線方向覆蓋一層膠皮(管)簾，控制爆破飛石，確保成昆鐵路等需保護建筑物的安全。

此A 級拆除爆破工程圓滿成功，被譽為“大渡河第一爆”。深溪溝導流洞預應力圍堰爆破拆除項目被評為第四屆中國工程爆破協會科學技術獎一等獎。

3.4 圍堰高水流下截流的施工難題

3.4.1 起因

深溪溝水電站位于大渡河大峽谷中，壩址區河谷兩岸山體雄厚，谷坡陡峻，河谷深切，呈現出典型的“V”型峽谷、嶂谷地貌景觀。枯水期河面寬75～80 m，水深一般為5～8 m。河床覆蓋層局部最大厚度約60 m。圍堰地基結構較復雜，與國內外同類工程比較，其具有三大特點:深厚的覆蓋層;場地狹窄，只能單戧堤單進;高流速(根據深溪溝截流模型試驗提供的數據，截流龍口流速將達到8.6 m/s，堪比三峽截流龍口流速，而在實際圍堰截流實施中，截流龍口落差達4.93 m，高于模型試驗0.36 m，流速達到了10.2 m/s 的更高流速，高于模型試驗的2.16 m/s，龍口進占最困難段為20～15 m 之間，最困難段持續時間約6 h，平均進占速度為0.367 m/h)。高流速刷新了國內截流流速的新記錄。深溪溝復雜的地質條件和狹窄的施工場地給截流工作增添了極大的難度。

3.4.2 難點

(1)由于其特殊的地形和地質條件，大渡河水經過峽谷區段水流急，流態變化大，給工程截流帶來了較大的難度。

(2)場地狹小，導流洞的施工均由臨時跨河橋與左岸連接，右岸形成戧堤十分困難，截流只能采用左岸單戧堤進占。

(3)圍堰地基由河床含漂砂卵石層組成，一般厚30～50 m。勘探揭示其顆粒粗、結構較復雜，覆蓋層中孤石分布較多，孤石塊徑一般為1000～2500 mm，因此，該地基存在的最大問題是架空現象較普遍，從而進一步加大了截流的難度。

(4)根據深溪溝壩址1937～2003年徑流資料統計，11月10年一遇洪水流量為1360 m3/s。枯水期河面高程620 m 左右，河床水面寬75～80 m，水深為5～8 m，水流急，流速大，沖刷嚴重，因此，截流的時段選擇十分重要。

(5)備料場地狹窄且分散，僅備料場就準備了6處，而最大備料場僅能存放2萬m3，從而進一步增加了運料的難度。

3.4.3 采取的解決措施

(1)做好截流前的準備工作。為保證截流工程成功實施，特委托長江科學院對大渡河深溪溝水電站進行了整體水工截流模型試驗，對截流時段和截流方式、戧堤型式及進占程序、龍口段合龍、戧堤進占及截流用料情況進行了深入分析，并針對試驗中出現的問題以及工程實施中可能遇到的難題進行了深入的研究，制定了詳細的方案，對截流前期準備和截流實施過程起到了很好的指導作用。

(2)充分認識工程風險，做好技術準備。面對深溪溝壩址處水流急、流速大，工程場地異常狹窄，施工布置困難，技術難題集中等這些難題，國電大渡河公司十分重視，組織專家、設計、監理、施工單位多次研究論證，針對截流中可能遇到的各種問題所制定的預案措施多達十多個，如在截流關鍵的戧堤進占過程中，龍口流速超過8.6 m/s，現場及時啟動預案措施，馬上增加大馬力的推土機、增加拋石的強度、加大塊石串、混凝土四面體的拋投，經過8 h 奮勇拼搏，度過了截流的最困難段。龍口流速達到10.2 m/s 是已知世界水電建設史上最高的截流龍口流速，截流難度在世界已知水電站中屈指可數。由于預案措施準備充分，圓滿實現了“安全、正點、有序、漂亮”的高標準截流目標，創造出水電建設的又一個奇跡，也為在大渡河復雜的水文、氣候條件和50多m 深覆蓋層地質條件下的安全截流摸索出一點經驗。

(3)做好截流設備管理。設備管理組負責施工設備的配置、維護和檢修等日常管理工作，保證施工設備的完好率、出勤率和利用率，并保證截流時段設備的備用和應急維護。在截流期間，共投入各類設備75臺(套)，人員300多人，平均拋投強度約2400 m3/h。

(4)做好各類備料工作。首先，深溪溝場地狹窄，截流戧堤6萬m3的備料分散在6個備料場地，而最大的備料場也只能備2萬m3的料;其次，工區右岸山坡陡峻，只有左岸一條道路貫穿上下游，拋投石料要從上下游6個備料場調運，道路運輸擁擠。為確保截流成功，成立了以業主為首，設計、監理、施工單位共同參與的深溪溝截流領導小組，制定了嚴格的組織管理規定和作業程序，對所有備料進行歸類堆放，對車輛進行統一編號識別，對全體參建單位實行垂直指揮，統一調度，從而使整個截流時段做到了步調一致，按計劃、成功地實現了河道截流目標。

3.5 持續高強度混凝土施工難題

3.5.1 起因

深溪溝水電站是其上游瀑布溝電站的調節電站。在可研設計階段，從截流到發電計劃工期為42.5個月。在招標設計階段，將首臺機組的發電時間確定在2010年11月30日，工期壓縮7個月，從截流到發電計劃工期為35.5個月。隨著工程的順利進展，為了最大效益地發揮兩個電站的協調功能，深溪溝水電站的發電工期從初設的2011年6月30日提前到2010年7月1日。因此，混凝土澆筑工期壓縮較多，澆筑強度從平均5萬m3提高到平均6萬m3。特別是2009年，主體工程混凝土澆筑要完成70萬m3，平均月強度超過6萬m3，實際高峰月強度達7.8萬m3，高峰強度持續時間長，給工程建設管理帶來極大地挑戰。

3.5.2 難點

(1)混凝土總量約105萬m3，工期24個月。混凝土澆筑量大、工期緊、強度高、高峰強度持續時間長，基礎交面至提交首臺機組安裝工作面的有效施工時間僅為18.5個月;

(2)混凝土工程施工場地狹窄，設備選型局限性大，垂直手段布置困難，設備相互干擾大，設備能力不能充分發揮，長時間高強度混凝土澆筑要求設備必須要有很高的完好率;

(3)結構工序復雜，材料、人員投入大;倉面小，備倉難度大，平均日澆筑8～10個倉次，各個工序交叉作業面多，協調難度大;

(4)2#～4#機組基礎回填后，進尾水口段與1#機組相比滯后工期4個多月，因此必須加大局部施工強度，合理安排澆筑倉位，確保同時下閘要求;

(5)混凝土施工期間機電安裝作業也帶來相互干擾的矛盾;

(6)混凝土施工質量要求高，外觀質量要達到“旅游廠房”要求。

3.5.3 采取的解決措施

(1)為確保深溪溝水電站2010年7月1日首臺機組發電的目標，深溪溝水電有限公司與成勘院一起聯合相關水泥廠、混凝土外加劑廠、三峽大學及北京航空航天大學開展了普硅、中熱和低熱水泥的水泥水化熱對比試驗研究、配合比優化試驗研究、河床料堿活性抑制性試驗研究、大壩混凝土溫控監測和預報研究等科研項目，其研究成果在深溪溝廠壩大體積溫控混凝土施工中得到了成功應用和實施，確保了大體積溫控混凝土的施工質量和施工進度，為大壩溫控混凝土的快速施工提供了技術依據和可靠保證。

(2)深溪溝水電有限公司聯合設計院開展了多項設計優化工作。如左岸泄洪閘混凝土施工分層分塊分縫優化、廠壩4#機左岸貼坡混凝土優化、4#機和集水井分塊分縫優化、壩體混凝土施工分層分塊分縫優化，優化成果的采用加快了工程建設進度，確保了工程質量。

(3)結合門塔機工作特點和不同壩塊結構及工期要求，深入研究了布料機、泵送、長臂反鏟、汽車直接入倉等多種輔助入倉方式，有效降低了施工難度，節約了工期。

(4)調整了分層分塊方式，如泄洪閘壩段底板以上閘墩部位分層厚度由1.5 m 調整為3 m，4#機組高程580 m 以上大體積混凝土分層厚度由1.5 m 調整為3 m。

(5)針對廠房進水口流道以上，發電機層風罩、機墩、發電機層樓板，副廠房板梁柱、4#機集水井等溫控要求較低的部位，研究了泵送入倉方式，開展了二級配、三級配和兩級半配泵送混凝土水泥用量、設備選型和溫度應力計算等方面的研究工作。

(6)加強設備的保養，提高設備的利用率。通過對門塔機運行進行的統計，門塔機等起吊設備的利用率達到82%，其中上游塔機利用率達到了91%，在設備的使用上達到了一個非常高的水平。此外，在混凝土運輸汽車車身上加裝附著式振搗器以降低卸料難度，減少卸料時間，進而提高了門塔機的利用率。

3.6 導流洞閘門在動水中啟閉的難題

3.6.1 起因

2009年11月1日，為配合瀑布溝水電站下閘蓄水，保證下游生產、生活用水，深溪溝工程利用當時的上游圍堰及兩孔導流洞(后期為泄洪洞)的進口事故檢修閘門作為蓄水、供水設施。

首先進行了上游圍堰內的蓄水，待瀑布溝水電站下閘時，利用深溪溝水電站已蓄的臨時庫水由2#泄洪洞進口平板事故閘門繼續向下游供水，待瀑布溝水電站庫水位上升到泄洪洞底坎并保證向下游供水后，深溪溝水電站的臨時供水任務結束。2009年11月1日凌晨1時，深溪溝水電站2#泄洪洞進口平板事故閘門開始下閘控泄，閘門底部據底坎相差約3 m。下閘后，上游圍堰水位迅速抬高，當日上午10點47分，深溪溝水電站泄洪洞進口水位達到650.6 m 高程、下游水位為625 m 高程，2#泄洪洞進口平板事故閘門開度為3 m，隨著瀑布溝水電站的供水中斷，深溪溝水電站2#泄洪洞進口平板事故閘門開度根據實際供水量要求調整為1.7 m，繼續向下游供水。當日晚22點58分，瀑布溝下泄水流到達深溪溝，深溪溝水電站上游水位高程為636 m，上下游水位差為11 m，滿足動水啟門條件，2#泄洪洞進口平板事故閘門完全提起，深溪溝向下游供水任務圓滿完成。深溪溝水電站2#泄洪洞進口平板事故閘門從下落至完全提起非正常工況運行近22 h。

3.6.2 采取的解決措施

(1)泄洪洞進口事故閘門技術特性。

結構形式:潛孔、平面、滑動閘門。

孔口尺寸:15.5 m×18.12 m-44 m(寬×高-水頭)。

門槽地坎高程:616 m。

門體支承:增強四氟板材或工程塑料合金滑道、反向鋼滑塊、簡支式側輪。

水封裝置:頂、側止水采用橡塑水封P60A、底止水為條形橡皮。

門體吊點:雙吊點。

啟閉條件:動水閉門、靜水啟門(考慮11.6 m水頭差)，充水閥充水平壓。

門葉主要材料:Q345B。

(2)2×8000 kN 固定卷揚式啟閉機主要技術特性。

持住力:2×8000 kN。

揚程:47 m。

吊點距:10.3 m。

起升速度:1.58～1.77 m/min。

滑輪倍率:12。

鋼絲繩:56ZAB6×49SWS+IWR1870ZS。

對1#泄洪沖沙洞進口事故檢修閘門(共6節)進行改造，上2節進行焊接連接，下4節焊接連成一體。上2節與下4節間加工止水平面，第4節上口高程627.275 m;設節間橡皮止水，以銷軸聯接，其目的是:在緊急情況下，可以動水提升上兩節門葉進行泄水。當瀑布溝水電站下閘完成后，將閘門提出門槽孔口后進行改造，恢復設計原圖紙要求。

1#泄洪沖沙洞進口閘門下閘后，潛水工從洞口下水，潛入銷軸聯接處進行脫銷。瀑布溝水電站下閘完成后，潛水工再次潛水，實施銷軸連接提門進行閘門改造。

2#泄洪沖沙洞進口事故檢修閘門下閘前，在門槽頂662 m 高程設置標記。將50 m 卷尺的零標記點固定于閘門門葉距底止水邊緣18 m 高的位置，卷尺隨門垂直拉直到門槽頂部以上，派專人觀測卷尺刻度與662 m 高程點對齊，當卷尺30 m刻度與槽頂高程點對齊時閘門全閉、28.5 m 刻度與槽頂高程點對齊時閘門開度為1.5 m，以此類推。

深溪溝水電站泄洪洞事故閘門配合下閘操作人員在接到現場指揮的下閘指令后，對2#泄洪洞事故閘門進行了下閘操作，待閘門開度達到規定值時，停止落門，監測上游水位上漲情況，隨時向現場指揮匯報水位信息并接收現場指揮下達的下一步操作指令，直至瀑布溝水電站下閘成功。

2#泄洪洞事故閘門下閘時，1#泄洪洞閘門操作人員處于待命狀態，如有特殊需要，1#泄洪洞閘門操作人員在接到操作指令時，立即進行提門操作。

在下閘及提門的整個過程中，由專人對啟閉機及閘門進行監測，專人對水封澆水潤滑，對出現的異常現象及時上報現場指揮。

備用電源方案:用已采購的800 kW 柴油發電機作為備用電源方案，主要用作1#泄洪洞閘門應急操作。在容量容許的情況下，兼顧2#泄洪洞閘門操作。

其他保障措施:上游圍堰檢查及補強、沿岸撤退告知、通訊保障方案等。

在深溪溝水電站2#泄洪洞事故閘門下閘、1#泄洪洞事故閘門節間開啟向下游供水方案實施前，業主于2009年上半年委托南京水利科學研究院對該方案進行了理論上的計算和詳細論證，并組織設計、監理、安裝、制造等單位進行了實施方案的反復討論，利用泄洪洞事故閘門具有動水閉門、可在11.6 m 水頭差的情況下啟門的條件，最終認為:在水頭差為11.6 m 內的情況下可以進行動水啟門。同時，考慮到上游圍堰的擋水水頭和蓄水容量及瀑布溝水電站的蓄水時間等綜合因素，最終確定利用深溪溝工程向下游供水的臨時方案可行。

當時的監測數據表明:深溪溝工程上游圍堰滲水量沒有明顯增加，泄洪洞基礎結構無損壞，閘門原型觀測數據正常，工程質量經受住了考驗;該項目的順利實施，不僅節省了工程投資，更為平板閘門控制泄流課題研究提供了寶貴的第一手科研數據資料，為水庫聯合調度提供了寶貴的經驗。

3.7 機組安裝中的困難

3.7.1 難點

(1)交通不便。

雖然深溪溝工程上游距漢源火車站只有十幾公里，距下游樂山市金口河區只有25 km，但其道路狹窄，最窄處路面只有不足5 m 的寬度，且向下游金口河區還需穿過5條山洞，且洞高和洞寬均不能滿足大件運輸的要求。特別是雨季時，經常發生道路塌方或路基沉陷。

(2)場地狹窄。

深溪溝工程地處大渡河大峽谷之中，地理位置十分狹窄，成規模的設備堆放場地無法在現場找到。同時，設計方案為設備從壩頂吊物孔吊入，造成對壩頂土建、金結施工和壩頂交通形成很大干擾。

(3)工位受限。

深溪溝水電站主廠房安裝間長66 m、寬25 m，只設有一個定子安裝工位、一個轉輪安裝工位、一個轉子安裝工位、一個下機架安裝工位、一個支持蓋安裝工位和一個頂蓋安裝工位。由于安裝間下游墻土建施工及機電設備運輸需要，在土建開挖時，已開挖出一條寬約6 m 的通道，車輛進出廠房均從該通道通過，因此，安裝間的下機架、支持蓋工位在施工期間基本上被車輛通道占用。鑒于上述因素，深溪溝工程機電安裝工位較其它電站緊張。

(4)起吊設備使用受限。

大件設備主要是利用壩頂400 t 門機卸車后從吊物孔進入安裝間運輸臺車上，運輸臺車將大件運至安裝間2×400 t 大橋機或50 t/10 t 小橋機下后，由大橋機或小橋機運至相應的工位。但壩頂門機和小橋機均擔負著金結設備轉運或混凝土澆筑任務，因此，在起吊設備使用上受到相當大的限制。

(5)工期短。

2009年9月18日完成1#機座環安裝;2010年4月17日完成1#轉輪吊裝;2010年4月28日完成1#轉子吊裝;2010年6月27日完成1#機組72 h 試運行。從上述工期可以看出，深溪溝水電站的機電安裝工期在同類型電站中是比較短的。

(6)機電與土建施工干擾大。

由于土建、機電、金結的施工部位比較集中，且三者相互交叉使用通道和施工部位也較多。因此，三者的相互干擾比較大。

3.7.2 采取的解決措施

(1)交通方面:提前與機電設備的各個供貨廠家、大件運輸公司聯系，現場考察地形、道路情況，與當地交警部門配合，做好運輸方案。對受阻路段進行臨時性維護，利用已協調好的運輸時機盡量一次通過較多的大型設備;同時了解天氣變化情況，避免在雨季或冬季冰雪天氣時運送大件設備，盡量規避因天氣影響而導致大件運輸受阻。

(2)場地方面:鑒于深溪溝工地無法找到一定規模的設備堆放場地，業主方與監理、土建施工單位和機電安裝單位進行前期協調，通過以下幾方面進行解決:利用施工道路邊緣的有效場地，在保證車輛通行的前提下進行規劃利用，解決可在露天進行堆放的設備;尋找土建施工時留下的施工支洞進行場地平整并加以簡單改造后存放電氣盤柜等較輕的設備;利用營地的有效空地，搭建簡易的開敞式庫房進行設備存放;及時協調土建施工，提早將安裝部位交面，將設備直接運入就位處;對于運輸難度較低的設備，協調好廠家按照安裝時間較準時的到貨，避免庫存量加大。

(3)工位方面:與土建協調，及早提交機坑工作面，利用機坑內的場地進行安裝工作。在安裝計劃中，提前做好工序銜接安排，充分利用工位占有率，盡量避免安裝間工位空缺現象的發生。

(4)起吊設備使用方面:安排機電設備吊運時，與土建施工、金結安裝單位及時溝通，掌握使用起吊設備單位的施工計劃，采取穿插使用、無縫銜接的方式合理安排起吊設備的使用;同時，與廠家溝通，做好設備的備品、備件的準備和起吊設備的維護、保養工作，確保設備的有效使用率。

(5)工期與相互干擾方面:將已制定好的發電目標確定為最終節點目標，協調土建、機電、金結制定各自的施工計劃，組織各方召開施工計劃協調會，匯總各方的計劃，找出相互矛盾的地方，協調解決存在的矛盾，業主此時應發揮主導作用，在施工方面給予各方合理的便利支持，最終達成各方共識，形成指導工程施工的總體計劃。監理在總體計劃的指導下，按照不同分工，每天進行現場監督檢查;特別是在臨近發電的前兩個月，每天在現場召開協調會，及時解決當天存在的如相互干擾問題、工期影響問題等，做到當天的問題當天發現，當天提出解決辦法，當天將實施工作布置下去，當天現場跟蹤解決的情況，使問題不過夜。每天統計土建、金結、機電的施工完成情況，找出問題的癥結，提出解決的辦法、提醒影響的程度和剩余的工期數據，將上述情況匯總成當天的現場工作情況表，及時印發到各個施工單位，使得參與施工的人員掌握整體的動態，看清自身所從事的工作對大局的影響程度，從而有效促進相互協調的效果并降低相互干擾的影響，解決工期和干擾之間的矛盾。

4 結語

(1)深溪溝水電站在水電建設項目中屬于中等常規電站，但因其獨特的地理、地質條件，使電站在建設中遇到了許多超常規的高難度技術施工難題，在設計院及有關院校的技術支持和幫助下，我們一一攻克了這些難題，并為大渡河流域類似電站的建設管理積累了寶貴的經驗。

(2)在深溪溝工程建設中，我們始終堅持技術創新，堅持新技術、新工藝的引進和應用。通過開展大量的科研技術創新工作，為解決深溪溝電站建設中的“布置難、施工難”提供了強有力的技術支持。

(3)建設管理者——業主要充分發揮主導作用，要有大局觀，多動腦，勤思考，抓大事，抓重點，抓難點，理清每個接口、每個關系，樹立起正確的建設服務理念，做到服務到位，協調及時，管理有序，監督和檢查參建單位只做對的事和正確的事。

(4)從深溪溝電站建設中可見，水電建設中會出現很多這樣或那樣不可預見的問題，作為建設管理者——業主來說，做好管理預案以及各種風險管理預案是十分重要的。