淺談斯木塔斯水電站施工組織的設計

楊 松 林

(新疆水利水電工程建設監理中心，新疆 烏魯木齊 830000)

淺談斯木塔斯水電站施工組織的設計

楊 松 林

(新疆水利水電工程建設監理中心，新疆 烏魯木齊 830000)

在斯木塔斯水電站的支護設計中，積極運用國際先進的技術及其成果，及時根據現場施工反饋情況動態調整支護設計，保證了上、下游圍堰截流的順利施工。導流兼深孔泄洪洞工程通過與設計緊密合作通過不斷優化設計方案、組織冬季施工采取切實可行開挖、混凝土、金屬結構施工技術等措施僅用一年的時間完成了土石方開挖和混凝土襯砌施工實現了工程截流目標創造了同類電站建設的新疆速度。

斯木塔斯；水電站；施工規劃；工程量

1 工程概況

斯木塔斯水電站是阿克牙孜河流域水電梯級規劃的第三級，工程位于阿克牙孜河流域中下游，距阿克牙孜河匯合口30 km。工程至伊犁昭蘇縣城45 km，昭蘇縣至伊寧市196 km，交通線路為220省道，交通較為便利。當工程采用保證率為75%時，蓄水至最低發電水位1 897 m約需要6 d，初期蓄水量約0.34億m3。本工程初期蓄水歷時較短，不會影響7月上旬第一、二臺機組的發電計劃。

2 施工總體規劃

2.1 工程施工難點及對策

(1)導流隧洞兼深孔泄洪洞混凝土襯砌、灌漿施工工期緊，進口閘井土建與金結施工干擾大，但又是工程截流前的關鍵項目。為了按工期按質量完成，擬采取2臺鋼模臺車從兩端同時澆筑，提前做好土建與金結部位的交接。

(2)溢洪道泄槽段施工場地狹小，開挖與大壩填筑相互干擾，且把開挖料作為大壩填筑的堆石料。針對這種情況，擬做好現場施工道路布置，協調開挖與大壩填筑的時間，做好料源規劃及平衡，爭取開挖料直接上壩。

(3)趾墻開挖、混凝土澆筑工期緊，施工部位狹窄，混凝土澆筑處于易凍裂的冬季，但做好開挖和澆筑是大壩安全度汛的前提，擬及早完成圍堰閉氣施工，合理布置設備，做好冬季混凝土施工的各項措施。

(4)大壩一期填筑工期緊、工序多、干擾大、場地狹小，但大壩填筑是大壩安全度汛的關鍵，擬及早完成趾墻施工，為大壩一期填筑施工處理創造條件。

2.2 墊層料制備

為滿足填筑墊層料要求，擬利用C2料場已建成的砂石系統，加以改建或擴建，提前進行2B、2A、3A料的生產并進行備料，以滿足高峰期大壩填筑強度的要求。若該砂石系統無法滿足要求，則新建一座墊層料制備系統。

2.3 1號古河槽基礎處理

1號古河槽防滲處理采用分離式混凝土面板方案，首先對1號古河槽覆蓋層進行邊坡整治開挖，將上覆黃土層清除，整治坡度不陡于1∶1.75。再采用C25現澆混凝土板進行邊坡防滲，混凝土板厚為30 cm～50 cm，混凝土板尺寸為6×4 m(寬×斜長)。

2.4 土石方開挖施工及邊坡支護

土石方開挖包括趾板開挖、壩肩修整、溢洪道開挖及尾水渠河道疏浚開挖等。趾板、壩肩高邊坡開挖按自上而下、分層開挖的順序，臺階高度不超過10 m，及時跟進支護。土方開挖采用164～240 kW推土機配合集料，0.8～1.6 m3反鏟或3.1 m3裝載機配18～20 t自卸車運渣。爆渣采用1 ～1.6 m3反鏟及3.1 m3裝載機裝18～20 t自卸車運渣。

3 支護工程施工

3.1 施工項目及工程量

本工程施工是圖紙所示的所有土石方明挖邊坡和地下洞室開挖后的圍巖永久支護及施工期的臨時支護。支護類型包括：巖石錨桿(隨機錨桿或系統錨桿并含錨筋樁)、巖石預應力錨索、掛網噴混凝土、噴射素混凝土、鋼纖維噴射混凝土、鋼支撐、格柵拱架、管棚、柔性防護網等。土建支護工程主要工程量見表1。

表1 主要支護參數及工程量表

3.2 支護施工程序

3.2.1 支護原則

邊坡支護施工遵循在開挖過程中自上而下分層進行的原則，支護與開挖平行流水作業，隨開挖及時跟進支護。在每一層開挖完成后，先進行下一層的預裂爆破，再進行該層的支護施工。只有在該層的支護施工完成后，才能進行下一層的松動爆破作業。

3.2.2 支護施工流程

作業面清理→隨機錨桿及初噴混凝土→下一梯段預裂爆破→錨桿施工→掛網→噴射混凝土→預應力錨索施工→下一循環施工。

3.3 巖石錨桿施工

本標段巖石錨桿支護采取了普通砂漿錨桿和張拉錨桿兩種形式。普通砂漿錨桿采用Ⅱ級普通螺紋鋼，全長注漿；張拉錨桿采用Ⅱ級普通螺紋鋼，施加一定的張拉力的全長粘結錨桿。

(1)錨桿：普通砂漿錨桿、張拉錨桿均采用符合合同文件和GB1499要求的普通Ⅱ級螺紋鋼筋。

(2)水泥：采用不低于42.5級的普通硅酸鹽水泥。

(3)砂：采用最大粒徑小于2.5 mm的中細砂，要求質地堅硬、清潔、細度模數2～2.5。

(4)水泥砂漿：普通砂漿錨桿強度等級滿足合同文件要求。

(5)外加劑：應采用符合施工圖紙和質量要求的外加劑。所用外加劑的品質不得含有對錨桿產生腐蝕作用的成分，并應符合DL/T5100-1999標準，并通過經業主認可的檢測單位試驗或檢驗合格，生產廠家應具有一定生產規模和完善的質量保證體系，產品質量穩定，保證材料后期強度不降低。

4 混凝土工程

4.1 標段施工項目

本標段混凝土工程包括主壩、副壩、表孔溢洪道、導流兼深孔泄洪洞、永久道路工程。主壩主要包括:面板、趾板、防浪墻、護坡、網格梁、趾墻、回填等部位的常態混凝土。副壩主要包括：面板、趾板、防浪墻、路沿石、擋墻、防滲板等部位的常態混凝土。表孔溢洪道主要包括：進口引渠現澆混凝土板；控制段現澆混凝土；泄槽工程邊墻、溢流面混凝土；出口工程現澆、回填混凝土；交通板橋混凝土；閘房混凝土。導流兼深孔泄洪洞主要包括：進口引渠混凝土；進口閘井板梁、回填混凝土；洞身段洞襯混凝土；出口明槽混凝土；進口交通橋混凝土；閘房混凝土。

4.2 標段主要工程量

混凝土工程主要工程量：混凝土78 974.42 m3(包括瀝青混凝土426.79 m3)，鋼筋制安2 847 t。

4.3 混凝土拌和系統設計與安裝

斯木塔斯水電站大壩及泄水建筑物混凝土工程共需二、三級配混凝土約7.90萬m3。根據施工總進度安排，高峰月平均澆筑強度為4 125 m3，考慮不均勻系數后高峰月澆筑強度為6 180 m3。為此，在業主指定的左岸3號道路附近興建一座JS1000雙臥軸強制式拌和樓。混凝土用5t自卸汽車或6 m3攪拌車運輸，拌和樓提供導流隧洞、主副壩、溢洪道所需混凝土，經4-1號、2-1號路、7號路、壩頂公路等臨時道路運至施工現場，運距小于3 km。拌和樓骨料來自業主指定的C2砂石料加工系統，用18～20 t自卸汽車運輸。混凝土拌和系統布置在左岸，設有成品骨料堆場、骨料稱量裝置、水泥罐、攪拌機、外加劑池和試驗室、調度室等生產用房。

4.4 建筑物開挖料利用規劃

由于大壩填筑除3F、3C料來源溢洪道開挖料，本標段建筑物開挖部分可以利用大壩或圍堰填筑。其余填筑料均需從料場開挖。大壩河床及趾板開挖包括：河床覆蓋層、土方、石方開挖等開挖項目，主壩河床開挖總量為31.910 3萬m3，副壩河床開挖總量為40.178 9萬m3，其中主壩石方開挖獲得30.448 6萬m3有用料直接用于主壩Ⅰ、Ⅱ期大壩填筑3F、3C料、壩后坡腳填筑及上游圍堰堰體填筑，0.228 8萬m3用于下游圍堰堰體填筑。塊石和石渣料備于1號、2號棄渣場，開挖過程的任意料中6.260 2萬m號用于大壩鋪蓋料填筑。

5 施工導流與水流控制工程

5.1 工程主要項目及工程量

本標段施工導流與水流控制工程的主要項目如下：

(1)河流截流設計；

(2)大壩上、下游圍堰施工；

(3)導流洞進口圍堰設計及導流；

(4)導流建筑物的拆除；

(5)施工區及設備的度汛和防汛工作等。

5.2 施工導流

在2010年9月上旬相機實施截流，2010年8月20日工程建設具備截流條件，本工程2010年9月上旬截流前應達到的建設形象進度為：大壩左右岸趾板土石方開挖全部完成；完成古河槽處理1 860 m以下的土建工程；導流洞完成閘井1 860 m以下混凝土澆筑、金屬結構安裝施工等全部工作；拆除本工程施工區域內截流最高水位以下水庫淹沒范圍臨時工程建筑物，清除有礙工程運行安全的廢棄物和建筑垃圾。

5.3 施工截流填筑料源規劃

2010年8月20日具備截流條件，上、下游圍堰截流戧堤可進行預進占，初擬定于9月10日截流，2010年9月30日完成圍堰防滲施工，圍堰閉氣，2010年5月31日上游圍堰達到1873m高程。根據以上工期安排，圍堰填筑各施工時段料源要求及來源如下：

第一施工階段，上、下游圍堰從2010年9月1日的預進占填筑。上游圍堰預進占需要的料源有：石渣料9 750 m3，粘土200 m3，從1號棄料場挖取開挖石渣料，粘土從T1土場取，經2-1施工便道上堰填筑。下游圍堰預進占需要的料源有：石渣料1 378 m3，粘土910 m3，塊石656 m3，從3號棄料場挖取開挖石渣料，粘土從T1土場取，塊石料從2號棄料場選取，經2-1施工便道上堰填筑。

第二施工階段，2010年12月31日上游圍堰回填至1 860 m高程。上游圍堰截流龍口及防滲平臺需要的料源有：1A料16 415 m3、1B料9 775 m3、2A料4 685 m3、3A料3 410 m3、3B料79 080 m3，3C料6 260 m3，從1號棄料場挖取開挖1B料，從2號棄料場挖取開挖3C料，從T1土場取1A料，從C2料場挖取3B料，從C2料場的砂石生產系統運輸2A、3A料，經2-1、4-3施工便道上堰填筑。

第三階段上游圍堰及大壩填筑2A料6 537 m3、3A料5 030 m3、3B料200 000 m3，3C料62 000 m3，3F料26 000 m3。從2#棄料場挖取開挖3F、3C料，從C2料場挖取3B料，從C2料場的砂石生產系統運輸2A、3A料，經2-1、4-3施工便道上堰填筑。

6 結 語

在斯木塔斯水電站的支護設計中，積極運用國際先進的技術及其成果，及時根據現場施工反饋情況動態調整支護設計，保證了上、下游圍堰截流的順利施工。導流隧洞兼深孔泄洪洞工程、趾板開挖施工滿足截流的要求；趾墻混凝土澆筑進度滿足大壩填筑和趾板灌漿的進度要求；大壩填筑上升高度和趾板固結灌漿、帷幕灌漿應滿足汛期安全度汛的要求。廠房尾水渠砂礫料的開采與大壩填筑相匹配，并考慮汛期河床水位上漲對開挖的影響。面板混凝土澆筑、表面止水安裝和壩前鋪蓋填筑進度滿足導流洞下閘封堵的要求。導流兼深孔泄洪洞工程通過與設計緊密合作通過不斷優化設計方案、組織冬季施工采取切實可行開挖、混凝土、金屬結構施工技術等措施僅用一年的時間完成了土石方開挖和混凝土襯砌施工實現了工程截流目標創造了同類電站建設的新疆速度。

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(責任編輯：卓政昌)

2017-03-13

[TM622]；TU991.05；TG802

B

1001-2184(2017)02-0160-03

楊松林(1981-)，男，新疆烏魯木齊人，畢業于新疆農業大學水利與土木工程學院，工程師，從事水利水電工程建設監理工作.