乌金峡水电站工程混凝土施工方案的优化措施

时间:2017-06-18

1、工程简述

　　黄河乌金峡水电站位于甘肃省白银市靖远县境内，坝址距白银市30km。枢纽布置格局为左岸三孔泄洪闸，河床布置4台贯流式水轮发电机组厂房。水库正常蓄水位为 1436.0m，最大坝高55m，坝轴线总长度291.0m，总库容0.237亿m3，电站装机容量140MW，保证出力68.7MW，多年平均发电量6.83亿kW·h。工程规模属Ⅲ等中型工程，枢纽主要建筑物为 3 级。

　　2、混凝土施工交通布置

　　为满足各施工时段的不同要求，枢纽区域布置了4条施工道路：

　　（1）1#道路：从拌合楼经泄洪闸下游交通桥到下游围堰左端头（▽1434.0m）下至基坑底部。最大坡比≤11%，路长约 900m。

　　（2）2#道路：从拌合楼经泄洪闸下游交通桥过下游围堰沿右岸至上游围堰右端 （约▽1435.0m），然后下至上游基坑▽1395.0m。最大坡比10%，路长约1100m。该路是前期沟通大坝上、下游的通道。

　　（3）3#道路：从拌合楼经泄洪闸左岸进场道路过泄洪闸顶部对电站坝顶和上游围堰。最大坡比 5%，路长约 650m。该路是后期沟通大坝上、下游的唯一通道。

　　（4）4#道路：从拌合楼经泄洪闸下游交通桥至厂房安装间。坡比3%，路长约540m。后期为进厂公路。施工期间所需其他临时施工道路以此4条路进行分叉延伸，保证各施工阶段临建交通满足施工要求。

　　3、优化方案

　　3.1、上下游门机轨道方案优化

　　乌金峡水电站基坑狭窄且深，覆盖层较厚，门机布置难度加大。原方案，上游门机基础采用钢筋块石笼基础（1390~1400，方量约8500）、下游采用夯实砂石料基础（1387~1403，方量约20000），上下游门机基础施工周期长，且采用的是软轨，门机的运行存在较大的安全风险。故根据现场的实际情况，对机组上下游的门机轨道基础混凝土进行优化。经现场实验室检验，基坑骨料为天然合格砂石料，级配良好，无其它不良的化学成分，可直接拌制混凝土，用于临建低标号（门机轨道基础混凝土标号C10）混凝土。

　　3.2、开关站（GIS室）施工设计方案优化

　　根据设计图纸，开关站布置在右岸挡水坝段下游侧，即坝下0＋038.9m~0＋060.2m、坝右0＋182.4m~0＋192.4m范围内，在▽1428.15m以下为箱型基础混凝土连续墙结构，呈双田字布置，墙体仅1.0m厚，墙内布置有PVC排水管，8个箱体内回填石碴且需分层碾压。经测算每层（3m） 混凝土仓号模板安装量达到551.4m2，同时在混凝土浇筑完后，箱体最大面积为4.2m×3.5m，现场20T振动碾无法碾压施工，须靠立式冲击夯进行薄层夯实。由于工序繁多，每层的施工时间约为19d，如果按此施工，后续施工项目无法满足总进度要求。对此将原设计箱型基础混凝土连续墙修改为大体积混凝土并进行成本分析，见表1。
 

　　从表1可看出，虽然混凝土方量增加1603.7m3，但总费用却节省了40余万元；工期经测算由原每层19d减少为6d，施工进度大大提高，是一个双赢方案。

　　3.3、左、右岸挡水坝段施工设计方案优化

　　乌金峡水电站左右岸挡水坝段长分别为55m和70.3m，均分为两个坝段，1#坝段长分别为29.2m和34m，2#坝段分别长为25.8m和36.2m，顺水流方向分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段，宽度均分别为14.5m，28.0m，28.9m左、右岸挡水坝段原设计在 1415.0m 以下未设分缝，其混凝土仓号与1＃、4＃机组段整体浇筑，由于机组段在1415.0以下结构体形复杂、钢筋密集，模板和钢筋量大，仓号内穿插了固结灌浆施工和机电埋件施工，仓号准备时间长，制约了左、右岸挡水坝段的施工进度。特别是在▽1411-▽1414 分层 1＃ 机组段仓号面积达到863.8m2、方量 2592.7m3；4＃机组段仓号面积达到884.8m2，方量2654.7m3，采用上、下游两台高架同时入仓浇筑，混凝土入仓强度无法保证质量要求。对此根据左、右岸岩石的实际出露与设计出入较大的情况，与业主、设计、监理等联系协商，将左岸挡水坝段及右岸挡水坝段与主厂房段分缝进行了调整，左岸挡水坝段沿坝右0＋55.0m▽1405.0m-▽1415.0m；右岸挡水坝段沿坝右0＋158.20m▽1402.8m-▽1415.0m增设垂直施工缝，缝面设插筋和键槽，这样左、右岸挡水坝段、1＃、4＃ 机组段由优化前的3个施工作业面形成了单独的6个施工作业面，加快了左岸挡水坝段及右岸挡水坝段的施工进度，节省工期约60d。

　　3.4、厂房上下游联系梁施工设计方案优化

　　原设计每层联系梁与排架柱一起进行现浇。由于联系梁根数较多，与排架柱一起现浇施工，需分层搭设高约25.1m的脚手架施工平台，将大大影响排架柱上升速度，且占用大量周转性的材料，并因联系梁的承重排架需等强而直接影响桥机安装交面，对整个工程关键线路特别是机电安装影响较大。为加快主厂房上下游排架柱施工进度，经与业主、设计、监理联系协商，将主厂房上下游排架柱联系梁现浇方案优化为预制梁方案。联系梁由现浇优化为预制梁后，排架柱与联系梁脱开施工，简化了施工程序，使现浇方案的每层15d工期（不含拆模等强期）缩短为7d，加快了上下游排架柱上升速度。

　　4、施工效果总体评价

　　乌金峡水电站CⅡ标自 2006 年 11 月 26 日开工以来，在围堰产生重大变更后在监理、设计和业主的大力支持下，在确保了工程施工质量的前提下，通过优化设计、施工方案，调整施工网络和资源配置，采用先进的施工工艺和方法使各关键项目施工较合同工期均有大幅度的提前，在2007年8月~11月连续4个月混凝土浇筑超过4万m3，提前41d完成2007年年度施工生产计划，为首台机提前36d管型座土建向安装交面，并于2008年5月10日提前82d首台机土建向机电安装交面，奠定了基础；至2008年10月31日，首台机组投产发电，施工日历天数706d，创国内同类型水电站施工最快新纪录。

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