陰坪水電站氣墊式調壓室工程施工組織設計

□魏 歡（鄭州市水利建筑勘測設計院）

1 工程簡介

陰坪水電站位于四川省平武縣境內的涪江支流火溪河上，為火溪河水電梯級開發的最后一級，為低閘引水式電站，電站閘址位于木座鄉黑水溝下游約0.50km處，廠址位于陰坪大橋右岸上游約1km處，廠址距成都約279km。閘廠址相距約10.50km。水電站共裝機2臺，單機容量為50MW，總裝機容量100MW。工程等級為Ⅲ等工程，永久性主要建筑物為3級，次要建筑物為4級，臨時建筑物為5級。

火溪河流域屬亞熱帶山地氣候，冬季寒冷干燥，夏季涼爽濕潤。流域的徑流主要來自降水，其次為地下水和融雪水補給，具有調蓄能力較大，徑流穩定、年際變化小和枯水期徑流豐沛的特點。流域洪水主要由暴雨形成。年最大流量發生在5-9月，以7、8月份出現機率最多。

2 陰坪水電站氣墊式調壓室工程施工特點

陰坪水電站氣墊式調壓室布置于新鮮似斑狀二云母花崗巖，濕抗壓強度平均值為30.80MPa，圍巖強度應力比S=1.70。圍巖類別以III類為主，調壓室可能遇到規模較小的斷層，局部穩定性較差，地下水可能較發育。

氣墊式調壓室為長方形布置，通過連接隧洞與引水隧洞相通，連接隧洞長度40m，氣墊式調壓室內平壓孔為矩形布置，排距為2m。具體設計見表1。

根據上述情況，結合陰坪水電站特點，可以發現氣墊調壓室施工通道單一，通道內施工工作面較多，通風條件較差，導致氣墊調壓室的施工難度較大，尤其是調壓室開挖支護、鋼罩混凝土施工、回填灌漿、巖石裂隙固結灌漿、接觸灌漿等方面工序多，相互干擾大，因此需對陰坪水電站氣墊式調壓室進行詳細的施工組織設計，以保證施工工期和施工質量。

表1 陰坪水電站氣墊式調壓室工程結構特性表

3 陰坪水電站氣墊式調壓室開挖及支護工程施工組織設計

氣室分三層開挖。由氣室交通洞進入氣室上層（第一層）進行開挖支護，從氣室交通洞與氣室交叉處1017.50m高程后，按10%降坡開挖至1014m高程后進行水平開挖第一層(1014～1022m)，該層圍巖主要為Ⅱ、Ⅲ類圍巖，少數洞身段圍巖為Ⅳ類；然后進行第二層（開挖高度8m）開挖、支護（第二層開挖利用連接隧洞作為主要施工通道進行出碴），該層圍巖主要為Ⅱ、Ⅲ類圍巖，少數洞身段圍巖為Ⅳ類；最后進行底層（保護層）的開挖支護，該層圍巖為Ⅱ、Ⅲ類圍巖。

施工過程中，按規范要求布置圍巖收斂監測斷面，定期觀測，并及時分析和整理觀測數據，以保證施工安全，并指導施工。氣室二層和氣室三層可利用上層埋設的儀器監測。具體施工方式見表2。

表2 陰坪水電站氣墊式調壓室開挖及支護方案一覽表

4 陰坪水電站氣墊式調壓室混凝土工程施工組織設計

氣墊式調壓室混凝土工程由氣墊式調壓室交通洞封堵混凝土、引水隧洞混凝土、連接隧洞混凝土、氣室交通洞封堵混凝土、氣室鋼罩混凝土、噴混凝土以及相應的鋼筋、止水設施、鋼板安裝等項目組成。

4.1 氣室的襯砌混凝土施工

先澆氣室底板混凝土，氣室底板混凝土從距連接隧洞遠端向近端退倉澆筑。底板澆完后，澆邊墻混凝土，邊墻混凝土先澆外層后澆內層，最后澆頂拱混凝土及聯系洞混凝土、連接隧洞底板、邊頂拱混凝土以及氣室交通洞封堵。洞身混凝土縱向分塊襯砌，平均分塊長度12m。

4.2 氣墊式調壓室交通洞封堵混凝土的施工

氣墊式調壓室交通洞封堵混凝土的施工在氣室、連接隧洞、引水隧洞、氣室交通洞封堵混凝土、壓力管道施工完后進行。

4.3 模板方案

氣室鋼罩混凝土以鋼板為界分為內外兩層，外層混凝土模板以鋼板作為模板，對鋼板采取適當的加固措施，避免鋼板變形。氣室外邊墻均用組合小鋼模PC3015、D=48mm的鋼管做縱向、橫向圍楞，用Φ12mm圓鋼作拉結筋，背管縱橫向間距均為75cm；頂拱采用移動式滑行鋼拱架（可用工字鋼、角鋼、槽鋼，視施工現場實際情況而定）作模板的支承結構，在進行邊墻混凝土施工時在邊墻起拱處適當位置預埋一定數量的工字鋼做鋼拱架滑行軌道的支撐點，頂拱模板仍采用PC3015，上鋪膠合板。堵頭模采用3cm厚的木模，用Φ12～Φ16mm的Ⅰ級鋼筋作拉筋固定于洞壁錨桿根部，如局部無錨桿或錨桿太稀，應增打部分2m深的Φ22插筋固定拉筋。

4.4 鋼板安裝

氣室鋼罩混凝土鋼板安裝起吊設備初步定為電動葫蘆配合16t汽車吊進行安裝，邊墻鋼板主要利用設置在氣室四周的電動葫蘆吊裝，頂拱鋼板安裝主要利用移動式滑行鋼拱架作為施工平臺輔助安裝。

陰坪水電站氣墊式調壓室混凝土施工時，先澆底板，再澆邊頂墻，最后澆頂拱，分塊平均長度為12m。混凝土運輸設備及入倉方式采用3m3混凝土攪拌運輸車運輸至工作面，一臺HBT60A混凝土拖泵泵送入倉。陰坪水電站氣墊式調壓室混凝土工程施工方案見表3：

表3 陰坪水電站氣墊式調壓室混凝土施工方案表

5 小結

陰坪水電站所在區域地質條件復雜，且地下洞室群設計存在著大跨度、多洞室、相互干擾大的特點，施工難度較大，尤其是氣墊式調壓室工程施工，作為整個地下工程的核心部分，施工中必須有針對性地采取控制施工程序，采用適宜的開挖、支護、澆筑方法。文章通過深入分析陰坪水電站設計和現場情況，對氣墊式調壓室施工中遇到的問題提出了針對性的解決方法，最終圓滿完成了工程施工，取得了良好的效果，為以后類似工程積累了寶貴經驗。

[1]袁光裕,胡志根.水利工程施工（第四版）[M].北京：中國水利水電出版社，2005.

[2]黃合義,姜言亮,龔晶,欒榮章.淺析水利工程施工組織設計優化[J].水利規劃與設計，2007（4）.