小议水电站施工技术要点分析

摘要：本文结合某水电站的设计及施工实际情况，详细介绍了发电厂房的结构布置及施工过程。

关键词：水电站；土建施工；施工支洞

一、工程概况

某水电站位于江上游左岸，与一期电站地下厂房隔江相望。一、二期发电厂房分列在大坝下游左右两侧，其中一期工程布置于右岸，为地下厂房，安装2台200MW机组；二期工程位于左岸，为地面厂房，安装1台150MW常规机组。该电站布置在大坝与二期厂房之间的山体内，安装2台100MW可逆式机组，引水发电系统主要由上库进／出水口、上输水系统、地下厂房系统、下输水系统、下库进／出水口和地面开关站组成。

二、枢纽布置对施工的不利影响

1消能塘及施工支洞

水电站引水发电系统布置在高程150．00～200．60m的左岸山体内，上游是上库进／出水口，与水库相连；自厂房以下左侧是交通洞，与二期地面厂房相接；右侧是下输水系统，与消能塘结合，并与红石水库相通。施工支洞起点为水电站下输水洞，终点为消能塘左侧墙体，是厂房下部、斜井段和下输水洞施工的主要通道。防雾化消能工程，属一期改造项目，在坝下河床处下挖20m左右，形成消能垫，强化防雾化、消能工况。为防止大坝泄水时裹挟的碎石对左岸山坡上的建筑物冲击破坏，该部位同期进行防护施工。这种布置对右岸水电站施工的影响是严重，也可以说是个瓶颈，洞内出渣和运输混凝土等材料进出洞口时，都要停车观察，由安全员确定左岸山坡无危险的前提下，方能放行。即便如此，施工支洞仍然十分繁忙，如洞内外运输发生矛盾时，原则上是外部消能塘让步与地下厂房。

2水电站与二期电站进场的连接

该电站进厂交通洞位于左岸地面厂房后山体中，进口高程103．50m，螺旋形下降至水电站厂房安装间高程176．60m，全长266．63m。设计单位考虑运行后，与二期厂房共同使用一个进厂大门，穿越二期厂房安装间后进入交通洞，直至三期厂房。施工中遇到有二个难点，一是在二期厂房内搭建通过安装间的封闭通道，既要保证二期电站运行不受影响，又要保证通道部分不被破坏；二是地下工程施工车辆与二期电站运行检修车辆的干扰非常大，增加了场内外交通压力。尤其在电站施工的后期，在施工支洞封闭后，只剩一个交通通道时，三期工程混凝土浇筑和设备安装，二期厂房机组检修以及重新装修等均交叉出现在交通洞洞口处，施工难度和压力无形中增加了数倍。

3水电站与二期开关站的联合

该电站和二期电站共用一个220kV开关站，进线通过180m长电缆廊道采用电揽连接，即联合接入电力系统。为了电站的接人，需对二期开关站进行技术改造。改造项目主要有二个，一是增加一条电缆斜井，与水电站主变洞室相通，洞内相接处高程为171．00m，电缆洞出口位于二期电站左侧开关站的后山坡处，高程为215．00m，

洞内外高差约44m。二是在开关站高程115．00m。地面上新修建一条连接廊道，使三期出线与二期2回220kV出线相连。电缆斜井上平段、洞腧及地面廊道的开挖和衬砌均在二期电站正常运行发电的情

况下完成，即在设备带电的条件下进行土建施工。

为保证施工人员的绝对安全，采用全封闭安全防护棚、防静电安全网覆盖、完全人工作业和佩戴全套安全护具等措施进行施工。

三、施工支洞布置得与失

水电站共设4条支洞，2个进／出水口。1号施工支洞为永久进厂交通洞兼任，长度为166m，坡比为5．2％。分析交通洞布置和进度安排得与失，可得到如下结论：优点明显，交通洞兼作施工支洞，布局合理，利用率高，虽有坡降，但基本接近平洞，为水电站的关键施工通道；缺点突出，因前期准备工作不足，交通洞开工较晚，使得交通洞未能在主体工程开工前竣工，导致使用期间影响了工程正常进展，增加了施工难度。

2号施工支洞为新增加的施工洞，从下输水洞高程152．50m至消能塘出口高程167．50m，长度为150m，坡比为7．5％。原设计的施工支洞从下输水洞高程152．50m至左岸山坡高程114m，长度约200m，施工洞角度为15o，属斜井施工洞。因厂房下部及下输水系统开挖和混凝土衬砌量较大，斜洞出渣速度缓慢，故修改为用2号施工支洞代替3号施工支洞，优化了厂房下部的施工条件。分析2号施工支洞得失的结论是：优点，加快了厂房下部和下输水系统的施工进

度，改用平洞后，平均每层的开挖时间缩短为1.5个月，而且减少了安全隐患，也给下输水洞混凝土衬砌施工创造了有利的环境。缺点，因受消能塘场地布置的限制，加之雾化消能塘本身施工的影响和考虑大坝度汛等问题，导致2号施工支洞仅使用不到一年而封闭，后续工程的施工如灌浆工程的通道均从主机间锥管进人孔经肘管再到下输水洞，极为困难和不便。

4号施工支洞即为厂房通风洞，布置在厂房上部的高程188．60m平台上，出洞口为左岸山坡高程230．00m的施工路上，4号施工支洞为斜井支洞，长度约为100m，角度为22o。施工支洞基本满足了

厂房一、二层和主变洞上层开挖的需要。

四、施工难点

水电站一般情况下施工难度较大的地方，主要是地下厂房和斜井段的开挖及混凝土衬砌，土建施工时，这两个部位的难度尤为突出，成为了制约工程进度发展的关键线路。

1主机间基础混凝土施工

机组段基础混凝土施工时，因前期厂房塌方处理后重点抢厂房开挖，故而遗留了许多部位没有完全开挖到位。主要有以下几个部位，主机间左侧的安装间上游空压机室欠挖处理；主机间右侧的副厂房基础保护层开挖；主机间上游的上输水系统下平段、压力钢管段的岩石大面积欠挖处理；主机问下游的下输水系统下平段欠挖处理。2号主机间上游的渗漏集水井开挖和衬砌等。因此厂房该时段施工程序安排如下：安装间于2009年2月1日首先施工，随后进行1号机基础混凝土施工，2号主机间留做施工通道，抓紧开挖上输水隧洞，抢出副厂房基础开挖和渗漏集水井开挖，待上输水系统大面积欠挖处理结束后，再进行2号主机间的基础混凝土浇筑。1号机组基础混凝土作业，于2009年5月9日浇筑完毕，并开始安装肘管。5月上旬压力管道和上输水洞下平段拉底结束后，随即拆除了2号机组段的临时钢斜桥，于6月底完成了2号机组段基础混凝土浇筑，具备了肘管安装的条件。

2上输水洞斜井段、下平段施工

临时钢斜桥拆除后，上输水系统斜井段和下平段几乎成了死胡同，任何设备、材料和混凝土的运输均无专门通道，需采取特殊措施进行该部位的施工。

五、结语

该电站施工期间的揭露出来的施工道路问题，土建、机电相互干扰等问题虽然难以解决，但毕竟通过各种途径逐步化解了矛盾，一些部位的施工甚至做到了又好又快。其中岩锚梁施工、安装间混凝土施工仅用1～1.5个月就完成了施工任务。但值得总结的经验和教训也很多，引人思考,主要有以下几个方面。

(1)应该从交通洞内某处开通一条至上输水系统下平段的施工支洞，使斜井施工和上输水洞下平段、岔管段及压力钢管段有专门的施工通道，与主厂房土建、机电安装作业完全分开，这样的布置会更加合

理、高效和有利。但因工程造价等原因，未能实现，致使上输水系统施工进度缓慢，工程质量优良率不高，不甚理想。

(2)在地质、地形条件允许的情况下地下厂房尽可能不采用施工支洞的斜井方案，以降低施工难度和增加安全系数。实践证明，斜井施工支洞不适合大型地下厂房工程的施工，支洞布置时优先考虑平洞方案已是后继工程设计的共识。

(3)上输水隧洞与压力钢管的连接处应布置不小于8m深的阻水帷幕，以2―3道为宜，并根据水头适当加密和加深，以减少引水洞和厂房渗水的压力。厂房上游墙运行初期渗水点较多与此有直接的关系。

(4)大型地下厂房应在两侧端墙，尤其在远离通风洞的一端设置至少两个通风竖井，百米以上的埋深均可以布置竖井，可有效地增强施工阶段的排尘和通风效果。

(5)施工前期的准备工作十分重要，尤其施工单位更应该重视。根据工期要求合理配置设备和人力，快速落实临建和施工材料进场，是满足施工需要的充分必要条件。中标后，应组织有经验的人员反复论证施工方案，并与建设、监理、设计单位共同协商解决突出的问题，及早发现原设计方案中的不足之处，提出好的替代方案，以便在施工中超前准备，掌握主动。一些施工单位因对前期准备工作认识不足或进入角色缓慢而掉以轻心，在出现问题后，又不能及时处理和纠正，错过最佳时机，就会叠加处理难度。由此产生的进度、质量和安全压力往往会转嫁到中后期，致使整体工程施工不能科学地、按计划地、有序地进行，经常处于赶工和抢工期的恶性循环当中，亦步亦趋，工作十分被动。