理论教育 案例分析:水电大坝工程的施工实践

案例分析:水电大坝工程的施工实践

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:主体建筑物土石开挖28万m3,碾压混凝土57.4万m3,混凝土7.2万m3,固结灌浆0.96万m,帷幕灌浆1.59万m,接缝灌浆1.39m2。枢纽工程属二等工程,大坝为2级建筑物,相应导流建筑物为4级。坝区、厂区可利用场地30万m2,可满足施工场地布置要求。另外,在发电洞进口和泄洪洞进口分别就近布置小型人工骨料加工系统和混凝土拌和站,满足自身混凝土浇筑要求。

案例分析:水电大坝工程的施工实践

施工总体布置实例

安徽省白莲崖水库工程位于安徽省六安市霍山县境内,坝址位于淮河南岸主要支流淠河的主源漫水河上,工程由拦河大坝、泄洪中孔、泄洪隧洞、发电引水隧洞、电站厂房变电站等组成,是一座以防洪为主,兼顾灌溉、供水和发电等综合利用的大(2)型工程,大坝坝顶高程234.6m,水库总库容4.60亿m3,电站总装机容量2×25MW。

白莲崖水库大坝为碾压混凝土双曲拱坝,最大坝高104.6m,坝体左右岸分别布置1孔和2孔泄洪中孔,大坝左侧结合导流隧洞布置一孔泄洪隧洞,发电引水系统布置在坝址右岸。主体建筑物土石开挖28万m3,碾压混凝土57.4万m3,混凝土7.2万m3,固结灌浆0.96万m,帷幕灌浆1.59万m,接缝灌浆1.39m2

根据国务院关于治淮骨干工程应在2007年年底全部完成的精神,结合本工程的特点,初步设计推荐的工程总施工期3.5a。工程准备期共10个月,2004年12月施工队伍进场,至2005年10月,主要完成导流隧洞施工、河道截流及围堰填筑,砂石加工系统、混凝土生产及运输系统以及施工备料等工作;主体工程施工自2005年2月开始坝基、引水隧洞及厂房土石方开挖,2006年10月第一台机组发电,2007年6月工程全部完工。

枢纽工程属二等工程,大坝为2级建筑物,相应导流建筑物为4级。2004年10月至2005年3月,采用上下游围堰一次截断河流、隧洞导流方式导流,导流隧洞部分结合利用大坝左岸永久泄洪隧洞;2005年4~9月由坝体临时挡水度汛,洪水通过导流隧洞及坝上预留的度汛缺口共同下泄;2005年10月年7月~2006年7月通过坝体挡水,隧洞导流;2006年7月下旬水库开始下闸蓄水,上游来水通过水库调蓄和泄洪中孔下泄。

发电厂房为3级建筑物,相应导流建筑物为5级,施工时段选择枯水期(10月至翌年3月),下游水位以佛子岭水库汛后蓄水位120m控制,采用围堰圈围挡水方式形成基坑;汛期由厂房四周墙体(封堵与度汛有关的所有孔洞并下放2扇尾水检修闸门)挡水度汛。

1.场地布置条件

大坝地处高山峡谷地区,河谷呈U形,河床宽70~90m,左岸、右岸山峰峰顶高程为280~420m,岸坡一般45°~50°,近河床处岸坡一般约35°,坝址附近可供施工布置的场地主要有:坝址左岸下游长约1.5km地段为一级台地梯田,宽约40m,地表坡度约20°;另有部分山冲沟槽内的梯田可利用,坝址右岸下游2.5km处吴家呼后山坡地表坡度约15°,大部分为茶园、菜地,面积约70亩,必要时亦可利用。厂房位于坝址下游约6km的右岸,岸坡一般约45°,左岸叶家河一带地势较平缓,125m高程以下为河滩地,125m高程以上有坡度约20°的梯田,可供施工布置的地段长度约400m。

坝区、厂区可利用场地30万m2,可满足施工场地布置要求。

2.场地布置原则

(1)主要施工场地和交通道路布置在10a一遇洪水位以上。

(2)根据“利于施工、安全可靠、方便生活、便于管理”的原则,统筹安排主体工程施工区、施工工厂区、生活区及施工道路的整体布局及分区布置规划

(3)节省用地、少占耕地,力求布置紧凑,尽量利用荒山、冲沟及坡地,利用基坑开挖弃渣填滩造地。

(4)充分利用工程周边现有设施和加工修配企业能力,结合利用部分工程永久建筑设施。

(5)生产与生活区相对分开。

3.分区布置

根据工程规模及主体工程所处位置不同,工程划分成坝区和厂区分别进行布置,其中坝区范围包括大坝、泄洪中孔、泄洪隧洞和发电引水隧洞进口等区域,厂区范围包括发电厂房和引水隧洞1号、2号施工支洞覆盖区域。

(1)坝区布置。主要布置于大坝左岸下游约1.5km进场公路沿线地带,以进场公路及上坝公路为主要交通干线,衔接场内交通运输线,形成坝区交通网。由坝下起,依次布置混凝土系统、混凝土骨料加工系统、其他施工工厂设施及施工仓库区、生活福利房屋区。

大坝人工骨料加工系统的粗碎铭牌生产能力确定为550t/h。粗碎选用两台GZT1560型棒条式振动给料机和两台PE-900×1200型颚式破碎机;中碎机和细碎机分别采用PYH-5C型和PYH-3Z型圆锥破碎机;制砂机的型号是B-9100型立轴式冲击破碎机。

大坝混凝土拌和系统设1座HL240-2S4500型混凝土搅拌楼及一座200m3/h连续式混凝土搅拌站,满足高峰期生产能力4.8万m3/月的要求。搅拌系统骨料通过皮带机运输;水泥粉煤灰均为散装,采用压缩空气吹卸入储存罐,射流泵输灰至搅拌楼。

另外,在发电洞进口和泄洪洞进口分别就近布置小型人工骨料加工系统和混凝土拌和站,满足自身混凝土浇筑要求。

(2)厂区。布置于左岸叶家河村及右岸厂房上游背阴山山坡上,主要交通干线有新建的3号(左岸)、4号(右岸)进场公路及霍山县至大化坪的营运公路,利用白莲崖厂房大桥沟通左右岸交通。叶家河布置区由上游向下游依次布置施工工厂设施及施工仓库区、生活福利房屋,右岸布置风、水、电供应系统等。(www.daowen.com)

厂区人工骨料加工系统布置在引水隧洞1号、2号施工支洞洞口,利用隧洞开挖石碴加工,混凝土拌和系统设2台0.5m3强制式拌和机,拌和材料通过自动计量系统配料后进入拌和机拌制。

4.场内外交通

工程施工期外来物资运输总量约61.61万t,昼夜运输强度约500t,均采用公路运输

对外交通公路由迎驾酒厂至坝下白莲崖大桥路段有两条路径,路径一:自迎驾酒厂经黑石渡大桥、落儿岭镇、鹿吐石铺、王家畈至白莲崖大桥的路线全长30km;路径二:自迎驾酒厂经佛子岭坝上、沿佛子岭水库库边经王家畈至白莲崖大桥头的路线,本路线全长38km。路径一鹿吐石铺至王家畈约14km路段山高坡陡,路面标准较低,且大多处于背阴坡,冬季路面冰雪难以消融,满足不了工程连续施工的要求,路径二路线高差起伏较小,均处于向阳坡,冬季受冰雪影响较小,因此对外交通道路以路径二为主,路径一为辅。

场内运输主要包括外来物资的转运、土石方弃渣、砂石毛料及混凝土运输等,总运输量约380万t高峰强度出现在施工初期砂砾料运输及混凝土浇筑高峰期的混凝土运输,运输高峰强度约为0.75万t/d,主要发生在坝区1号、2号路段。场内交通采用公路,主要干线公路有:大坝左右岸出渣施工道路7条,施工工厂公路6条、至附近砂石料场及采石场的公路8条、厂房至施工支洞及调压井公路各1条,新建场内公路合计长度约12.83km,路面宽3.5~7.0m,泥结碎石路面,跨河漫水路2条,长度120m。

5.生活办公布置

初步设计文件估算本工程需用劳动总量71.8万工日,平均施工人数855人,高峰施工人数1070人。共需修建生活办公房屋建筑面积7000m2,其中生活用房建筑面积6400m2,办公用房建筑面积600m2

生活办公用房分坝区、厂区布置,坝区布置在施工工厂区下游,占地面积约1.9万m2,厂区布置在厂房对岸,占地面积约0.45万m2

6.施工供电

初步设计文件估算本工程施工高峰用电负荷功率4000kVA,其中坝区3000kVA、厂区1000kVA。施工供电系统由烂泥坳变电站至大化坪35kV输电线路“T”接至坝区主变电站,线路全长2.9km。坝区主变电站布置于上坝公路左侧,设型号为S9-3150kVA/35/10变压器一台,设5回出线,至各用电点配电所采用10kV电压输电;在35kV输电线路中部“T”接至厂区变电站,厂区变电站布置于厂房后山坡、白大公路的下方,设型号为S9-1000kVA/35/0.4变压器一台,设5回出线,至各用电点采用0.4kV电压输电。坝区及厂区均在变电站附近设备用发电机房一处,分别设置200kW、120kW柴油发电机一台。

实施过程中因坝区砂石料加工系统、混凝土拌和系统的布置调整,以及坝区施工方案、施工进度的变化,坝区高峰用电负荷增加,主变容量增加至6000kVA。

7.弃渣场规划

本工程开挖弃渣总量45.48万m3,折合松方约66万m3,其中坝区开挖弃渣量约50万m3,主要弃渣场布置于大坝下游左岸进场公路沿线约1.5km地带及坝下至下游围堰范围的河床内,均结合施工布置场地平整弃置石渣;厂区开挖弃渣总量约16万m3,主要弃渣场布置于左岸叶家河一带的一级台地上,亦结合施工布置场地平整弃置石渣。

8.施工布置的特点与经验教训

白莲崖水库工程规模较大,项目分散,施工总体布置的核心内容是如何适应这些项目建设对施工场地、道路等方面的要求。白莲崖水库工程的施工总体布置在充分研究当地水文、气象、地形地质以及施工进度要求等诸多因素,为工程的顺利实施创造了有利的条件。工程施工总体布置有以下几个特点。

(1)厂房与大坝相距较远,施工总体布置采取坝区与厂区分开布置,施工临时设施自成体系,为实施阶段的分标段建设创造了有利的场地条件和交通条件,减少了施工干扰。

(2)对工程所在区域的地形、气象等条件进行了深入的研究,对外交通形成以沿佛子岭水库库区道路为主的公路交通体系,施工建设过程中虽然在冬季,仍有大雪封路的情况发生,但时间短,对工程建设影响很小。

(3)坝区的生活办公区与生产区同处于坝下河道左岸,但在布置上充分利用山丘地形对生活办公区与生产区进行分隔,降低了施工工厂的粉尘、噪声对生活办公区的影响,同时对生活区办公的场地进行硬化、绿化,施工道路定期洒水,创造了较好的生活办公环境

(4)施工临建设施充分利用山坡进行小台阶式布置,施工生活办公用房大部分采用二层可拆卸拼装式或砖混结构楼房,部分施工工厂布置在弃渣场顶部,充分利用了现场场地条件,减少了施工占地面积。

另外,根据工程施工实践,白莲崖水库工程施工总体布置中,部分运输强度大的路段路面标准和临时设施与永久设施结合等方面还有待改进。

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