淺析桐子林水電站三期工程施工

衛 文

（中水顧問集團成都勘測設計研究院 四川 成都 610072）

1 概述

桐子林水電站工程屬二等大（2）型工程，永久性主要建筑物按2級建筑物設計，次要建筑物按3級設計。校核洪水流量23600m3/s（重現期1000年），設計洪水流量18300m3/s（重現期100年）。電站設計引用流量4×868.3m3/s。施工期臨時建筑物級別為4級。

本工程樞紐建筑物從左到右由左岸擋水壩、河床式廠房壩段、4孔泄洪閘壩段、導墻壩段、與導流明渠結合3孔泄洪閘壩段和右岸擋水壩等建筑物組成。壩頂總長440.43m，最大壩高71.3m，總裝機容量4×150MW，水庫正常蓄水位1015.00m，水庫總庫容0.912億m3，是以發電為主的水電樞紐工程。

右岸導流明渠內布置3孔泄洪閘，沿壩軸線方向長74.6m（包括6.2m寬的明渠導墻壩段），閘室順水流方向長度60.0m，最大閘高52m（包括齒槽深度）。泄洪閘堰頂高程994.0m，設有平板檢修閘門和弧形工作閘門，孔口尺寸為16.0m×21.0m（寬×高），閘墩中墩厚5.6m，邊墩厚4.6m。閘室下游護坦高程982.0m，長65.0m，厚4.0m。

2009年11月導流明渠工程開工，2011年5月完工。2011年11月28日，實現大江截流，目前主要進行廠房和泄洪閘工程混凝土澆筑施工、金屬結構和機電安裝等。計劃于2014年11月三期截流、2015年3月底第一臺機組發電、2016年3月底工程竣工。

三期工程施工項目多，項目之間環環緊扣，混凝土澆筑強度較大，下游下基坑施工道路布置困難，工期安排較緊，為滿足2015年3月底圍堰擋水發電，三期3孔泄洪閘施工必須在2014年11月至2015年5月的枯水期內完成。

2 三期工程施工設計

三期工程施工包括三期圍堰填筑及拆除、明渠改建3孔泄洪閘壩體及閘墩混凝土澆筑、剩余右岸擋水壩混凝土澆筑、閘墩錨索、3孔泄洪閘金屬結構安裝等項目的施工。主要工程量有：土石填筑 28.32萬 m3，混凝土澆筑8.24萬m3，其中右岸擋水0.66萬m3，泄洪閘壩體混凝土2.40萬m3，閘墩混凝土5.18萬m3，錨索120根，圍堰拆除15.29萬m3。

2.1 三期枯期圍堰施工

2.1.1 計劃施工程序

于2014年11月初三期截流，接著進行三期上、下游圍堰堆筑，11月中旬將三期上游圍堰堆筑至1002.00m高程，下游圍堰堆筑至994m高程，并開始三期上、下游游圍堰高噴防滲墻施工，11月底上、下游圍堰高噴防滲墻施工完成，下游圍堰堆筑完成，12月開始上游圍堰1002m高程以上的圍堰堆筑并進行基坑抽水、清基，12月15日上游圍堰堆筑至1014m高程，上游圍堰堆筑完成。

上游圍堰拆除于2015年5月16日開始，上游圍堰拆除期停發電0.5個月，上游水位降至1001.68m，可先拆除上游圍堰1001.68m高程以上的石渣以及上游圍堰下游坡，但不影響圍堰擋水，于5月20日開始圍堰水下拆除，5月底拆除完畢。

下游圍堰拆除于2015年5月15日開始，先拆除下游圍堰上游坡，但不影響圍堰擋水,5月20日開始水下拆除，5月底拆除完畢。

2.1.2 施工道路

上游戧堤填筑道路利用右岸1020m改線公路接至明渠進口。上游圍堰堆筑道路利用右岸1020m改線公路接至明渠進口，經明渠進口下臥至基坑；下游圍堰利用右岸1020m改線公路填筑道路下臥至基坑。

2.1.3 施工方法

三期枯期上游圍堰截流塊石料從金龍溝料場回采，人工裝25t自卸汽車運輸，三期枯期上下游圍堰堆筑石渣采用3m3液壓挖掘機從頭道河渣場回采，25t自卸汽車運輸，180馬力推土機鋪料碾壓。

三期上、下游圍堰拆除采用3m3液壓反鏟挖裝25t自卸汽車出渣。

2.2 三期3孔泄洪閘及右岸擋水壩施工

2.2.1 計劃施工程序

2014年12月16日開始進行右岸3孔泄洪閘及右岸剩余擋水壩混凝土澆筑，至2015年1月12日澆筑溢流堰992m高程，至2015年4月8日完成閘墩混凝土澆筑及錨索施工，從2015年4月9日開始進行弧形閘門鉸支座安裝，于2015年5月20日閘門及啟閉機施工完成。

2.2.2 施工道路布置

三期基坑施工道路考慮三孔泄洪閘上、下游兩個工作面進行混凝土澆筑施工，上游施工道路布置如下：

利用上游右岸1020m改線公路通往上游截流戧堤道路分岔至上游圍堰堰頂，再經上游圍堰背坡下臥至基坑。

下游施工道路布置考慮了如下二個方案：

方案一：從右岸下游改線道路填筑一條道路至下游圍堰頂，經下游圍堰背坡下臥至基坑，該道路需填筑至994.00m高程，填筑量約7 萬 m3；

方案二：將下游圍堰加高至1002.5m，在明渠下游段邊坡1002.5m高程馬道設置擋墻,從右岸下游改線道路分岔并在擋墻內側填筑一條施工道路至下游圍堰頂，擋墻長度約160m。

方案一下游圍堰的堆筑及拆除均需施工道路至工作面，且三期基坑內下游工作面的混凝土澆筑也由該道路下臥至基坑，上下游工作面施工互不干擾；方案二擋墻基礎開挖將破壞明渠永久邊坡，后期須對明渠永久邊坡進行完建，該方案施工難度大，代價高。

經分析比較，為了減小三期基坑施工難度，便于下游圍堰及基坑內項目施工，施工道路布置采用方案一。

表1 溢流堰倉面澆筑分析表

表2 閘墩倉面澆筑分析表

2.2.3 混凝土澆筑強度及進度分析

（1）3孔泄洪閘994.00m高程以下混凝土分兩個倉面，最大倉面順河向長約42m，橫河向34.2m，最大倉面面積約1436m2，兩個倉面考慮跳倉澆筑，具體分析如下：

從982.00m高程至994.00m高程，占直接工期共4個升層，每層工期約7天，共28天；

982 m～994m高程混凝土澆筑最大月強度約3.08萬m3/月，月均上升高度12m。

（2）3孔泄洪閘994.00m高程以上閘墩混凝土共4個倉面，最大倉面面積約415m2，考慮跳倉澆筑，具體分析如下：

從994.00m高程至1005.00m高程，占直接工期共4個升層，每層工期約7天，共28天；從1005.00m高程至1012.00m高程，占直接工期共3個升層，因該高程段鋼筋較多，每層工期約10天，共30天；1012.00m～1020.00m高程閘墩澆筑每層工期約7天，共3個升層21天。

閘墩994m～1020m高程混凝土澆筑最大月強度1.12萬m3/月，月均上升高度8.75m。同比類似工程：草街工程閘墩月澆筑最大強度6.5萬m3/月，月均上升高度為9m；金溪工程閘墩月澆筑最大強度6.1萬m3/月，高峰月均上升高度為14m。

（3）右岸14#擋水壩段1002.00m以下高程混凝土澆筑擬采用由10t自卸汽車運輸，溜槽入倉，1002.00m以上高程混凝土澆筑擬采用一臺DMQ540/60型門機入倉。

2.2.4 混凝土澆筑設備選擇

對混凝土澆筑設備，考慮如下兩個方案：

方案一：混凝土澆筑由10t自卸汽車運輸至工作面，溢流堰994m高程以下的混凝土澆筑在明渠左導墻布置一臺塔機，3孔泄洪閘上、下游各布置1臺履帶式混凝土輸送布料機，上游布置一臺MQ900型門機，下游布置一臺DMQ540/60型門機；溢流堰混凝土澆筑完成后，繼續利用3孔泄洪閘上游一臺MQ900型門機、下游一臺DMQ540/60型門機，明渠左導墻一臺塔機負責3孔泄洪閘閘墩混凝土澆筑。

3孔泄洪閘994.00m高程以下最大小時入倉強度約144m3/h，履帶式混凝土輸送布料機運輸轉移方便、拆裝方便，生產率高，實際生產率達到60m3/h～75m3/h，門機生產率約36m3/h。隨著高程上升，倉面面積逐漸減少，因此兩臺布料機、兩臺門機和一臺塔機能夠滿足混凝土強度澆筑要求。

方案二：在左岸導墻壩段壩頂及右岸15#壩段壩頂分別布置2臺履帶式混凝土輸送布料機，負責溢流堰994m高程以下及3孔泄洪閘閘墩混凝土澆筑。該方案可以滿足混凝土澆筑強度要求，但存在以下問題：

（1）布料機覆蓋高差只有14m，1006m高程以下混凝土無法達到倉面，若直接下料，容易造成骨料分離，混凝土質量難以保證。

（2）布料機澆筑閘墩靈活性較差，影響施工進度。

經分析比較，混凝土澆筑設備推薦方案一。

2.2.5 弧形閘門安裝分析

一般情況下工作閘門安裝時3孔泄洪閘的整體形象為：閘壩澆筑至壩頂高程，弧門牛腿混凝土澆筑還未完全達到設計等強要求，因此還必須待等強完畢再進行閘墩預應力錨索的張拉工作，待錨索張拉完畢后方能進行弧門安裝。由于3孔泄洪閘弧門安裝只有42天的直線工期，鑒于此，為了贏得更多弧門安裝直線工期時間，目前考慮的措施為閘墩牛腿混凝土等強期間先進行弧門安裝，后進行閘墩預應力錨索張拉方案，3孔弧形閘門安裝可以再爭取14天的安裝時間，即弧形閘門安裝共56天。

2.2.6 3孔泄洪閘施工工期

結合三期工程混凝土施工進度分析，占直線工期主要項目工期安排如下：

（1）994.00m高程以下溢流堰混凝土施工：2014年 12月 16日 ～2015年 1月 12日，占直線工期28d；

（2）994.00m高程～1012.00m高程閘墩施工：2015年1月13日～2015年 3月 11日，占直線工期58d；

（3）閘墩混凝土澆筑至1012.00m高程，隨后進行閘墩錨索施工，錨索張拉等強混凝土28d齡期：2015年3月12日～2015年4月8日，占直線工期28d；

（4）3孔弧形閘門安裝：2015年4月9日～2015年5月20日，占直線工期42d。

3 結語

三期基坑工程施工通過采取精細化的施工組織管理和加大資源投入，2015年5月底完成三期改建施工是可以實現的。由于溢流堰混凝土屬于強基礎約束區，混凝土澆筑層厚3m，經初步分析，混凝土溫控措施總體基本滿足要求，但需進一步加強溫控措施，達到溫控要求。陜西水利