緬甸瑞麗江一級水電站引水系統(tǒng)施工支洞布置設(shè)計(jì)

□紀(jì)園可（華北水利水電大學(xué)）

0 引言

緬甸瑞麗江一級水電站是以發(fā)電為主要目的的引水式電站，位于緬甸北部的撣邦境內(nèi)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(tǒng)和廠區(qū)樞紐三部分組成，裝機(jī)規(guī)模由4×100MW擴(kuò)大到6×100MW。緬甸瑞麗江一級水電站由緬甸投資、云南機(jī)械設(shè)備進(jìn)出口有限公司（YMEC）負(fù)責(zé)總承包模式改為由中國華能瀾滄江公司、云南電網(wǎng)公司和YMEC三家投資、建設(shè)及運(yùn)行管理的JV-BOT模式。

1 電站引水系統(tǒng)概述

1.1 設(shè)計(jì)參數(shù)

電站的引水系統(tǒng)布置在右岸，由引水隧洞、調(diào)壓井、壓力鋼管道（地下埋管）組成。擴(kuò)機(jī)后，引水隧洞從進(jìn)水口至調(diào)壓井全長為5118.30m，引水隧洞底坡為5‰，進(jìn)水口底板高程為700.00m，調(diào)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(nèi)徑7.00~8.50m，噴錨洞內(nèi)徑10.00m。調(diào)壓井為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，阻抗式，內(nèi)徑16.50m，高96m，最高涌高程約766.50m，最低涌浪水位為700.50m。調(diào)壓井設(shè)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(jìn)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(nèi)徑6.40m，主管鋼襯內(nèi)徑5.20m，支、錐管內(nèi)徑分別為4.24m、3.00m。支管在廠房上游墻側(cè)由3.00m漸變?yōu)?.80m后接球閥。

1.2 施工重點(diǎn)及難點(diǎn)

電站引水系統(tǒng)的施工重點(diǎn)：引水隧洞的開挖強(qiáng)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(qiáng)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(diǎn)主要集中在1#壓力管道的上、下2個(gè)斜井段。

引水隧洞工期緊，工作量大，地質(zhì)條件整體較差；壓力鋼管道施工內(nèi)容多（含開挖支護(hù)、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(diǎn)，制約著引水系統(tǒng)的整體施工進(jìn)度。

2 施工支洞布置設(shè)計(jì)

2.1 原施工支洞布置設(shè)計(jì)

電站擴(kuò)機(jī)后，壓力管道由一條變更為兩條，同時(shí)中平洞縮短，下斜井向上游平移，鑒于4#施工支洞已經(jīng)按擴(kuò)機(jī)前方案施工，所以僅對4#施工支洞進(jìn)行了改線，便形成了原來施工支洞的布置設(shè)計(jì)方案。

2.2 原施工支洞布置方案施工強(qiáng)度分析

影響施工進(jìn)度的主要內(nèi)容為開挖支護(hù)、混凝土施工、鋼管安裝（壓力管道），根據(jù)招標(biāo)文件要求，2007年11月30日前完成引水系統(tǒng)開挖支護(hù)施工，2008年8月31日首臺機(jī)組發(fā)電，按照常規(guī)施工進(jìn)行施工強(qiáng)度分析。

2.2.1 引水系統(tǒng)開挖支護(hù)

2.2.1.1 引水隧洞平洞開挖支護(hù)強(qiáng)度分析

引水隧洞正式復(fù)工、開挖施工全面展開時(shí)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(hù)完成需316d，同時(shí)考慮避免汛期貫通時(shí)洪水回灌；1#、2#施工支洞工作面間長度為2869.80m，上層開挖強(qiáng)度按110m/月，下層開挖的強(qiáng)度按300m/月，開挖支護(hù)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(hù)平均強(qiáng)度按100m/月，下層開挖支護(hù)平均強(qiáng)度按300m/月，開挖支護(hù)完成需279d；3#施工支洞下游工作面長度為44.00m，1個(gè)月開挖完成。

2.2.1.2 壓力管道開挖支護(hù)強(qiáng)度分析

先進(jìn)行1#壓力管道開挖，壓力管道中平洞長為357.47m，開挖支護(hù)平均強(qiáng)度按110m/月考慮，由4#施工支洞工作面施工，開挖支護(hù)需180d，壓力管道下平洞長287.67m，開挖支護(hù)平均強(qiáng)度按110m/月考慮，由5#施工支洞工作面施工，開挖支護(hù)需120d；上斜井長度為217.73m(包括彎段)，導(dǎo)井按8m/d，擴(kuò)挖支護(hù)按2.50m/d，考慮支護(hù)影響，上斜井開挖支護(hù)需120d，下斜井長度為181.29m(包括彎段)，導(dǎo)井按10m/d，擴(kuò)挖支護(hù)按2.50m/d，考慮支護(hù)影響，下斜井開挖支護(hù)需100d。

2.2.2 混凝土施工強(qiáng)度分析

2.2.2.1 引水隧洞平洞混凝土襯砌強(qiáng)度分析

1#支洞上游工作面長度為485.20m，底板混凝土平均強(qiáng)度按150m/月，混凝土襯砌平均強(qiáng)度按84m/月，考慮時(shí)間差7d，灌漿平均強(qiáng)度按80m/月考慮，考慮時(shí)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(qiáng)度按144m/月，底板澆筑平均強(qiáng)度按300m/月，噴混凝土平均強(qiáng)度270m/月，灌漿平均強(qiáng)度按140m/月，考慮時(shí)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(qiáng)度按144m/月（兩套鋼模臺車），灌漿平均強(qiáng)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(qiáng)度分析

壓力管道斜井段安裝按單個(gè)工作面1.50d一節(jié)（每節(jié)長為6m）安排，彎段及湊合節(jié)安裝時(shí)間適當(dāng)延長，預(yù)計(jì)需要255d。混凝土回填按20m（斜井按40m）為一段進(jìn)行回填，每段混凝土回填時(shí)間為2.50d，考慮工作面移交耗時(shí)、施工準(zhǔn)備耗時(shí)等，預(yù)計(jì)需要128d。回填灌漿與接觸灌漿不占用直線工期，鋼襯不進(jìn)行固結(jié)灌漿。

2.2.3 預(yù)計(jì)灌漿線路節(jié)點(diǎn)目標(biāo)分析

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

通過上述強(qiáng)度分析，考慮不良地質(zhì)條件影響、長隧洞通風(fēng)散煙影響、洞內(nèi)交通干擾影響等等，預(yù)計(jì)2~3#施工支洞之間2007年8月30日貫通，混凝土施工結(jié)束日期為2008年9月15日；1#壓力管道預(yù)計(jì)2007年8月25日開挖結(jié)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(gè)月。

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

2.3 調(diào)整后施工支洞布置設(shè)計(jì)

為了滿足2008年8月31日首臺機(jī)組（1#機(jī)）發(fā)電目標(biāo)的施工強(qiáng)度要求，必須增加引水系統(tǒng)施工工作面，唯一的辦法，便是增加施工支洞。經(jīng)過參建各方的共同探討，決定在原支洞布置基礎(chǔ)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(wù)于關(guān)鍵線路，削減施工高峰強(qiáng)度，便于組織實(shí)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(jìn)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(diào)壓井地質(zhì)條件較差，井口沉陷，改為全斷面正井開挖，兩條上斜井（首機(jī)發(fā)電關(guān)鍵線路）工作面無法通過調(diào)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(qiáng)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(shí)施總結(jié)

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(shí)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(shí)，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(shí)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(chuàng)下了一月澆筑18塊（12m/塊）的紀(jì)錄，引水隧洞一周最高強(qiáng)度19塊（12~9m/塊），一個(gè)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(jì)劃，確保了反井鉆機(jī)及時(shí)就位，避免了上斜井與平洞段施工高峰強(qiáng)度的疊加，展開了4個(gè)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(jìn)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(gè)工作面（含排水洞2個(gè)）。5#-1支洞為下斜井施工的迅速展開創(chuàng)造了有利條件，同時(shí)緩解了下平洞的施工壓力，增加了6個(gè)工作面（含排水洞2個(gè)）。壓力管道通過增加4條施工支洞，形成了多個(gè)工作面同步實(shí)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(shí)施創(chuàng)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(tǒng)于2008年7月22日具備充水條件，開始充放水試驗(yàn)，確保了引水系統(tǒng)施工進(jìn)度滿足首臺機(jī)組發(fā)電目標(biāo)的要求。

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

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