黃河龍口水利樞紐施工導(dǎo)流與進(jìn)度控制

趙立民 楊海寧 龐兆金 孫炳全

黃河龍口水利樞紐壩型為混凝土重力壩,壩頂高程900m,最大壩高51m,壩頂全長(zhǎng)408m,自左至右劃分為1#～19#共19個(gè)壩段,其中5#～9#為電站壩段,11#為隔墩壩段,12#～16#為底孔壩段,17#、18#為表孔溢流壩段。主體工程混凝土總量約90萬(wàn)m3。

1 施工導(dǎo)流與進(jìn)度控制

龍口水利樞紐屬二等大(Ⅱ)型工程,主要建筑物為2級(jí),相應(yīng)的施工臨時(shí)建筑物為4級(jí)。施工導(dǎo)流擋水建筑物采用土石結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇洪水。壩體攔洪度汛設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇洪水。工程施工采用分期導(dǎo)流。

工程于2005年8月獲國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)核準(zhǔn)立項(xiàng)后,建設(shè)單位便加緊了前期準(zhǔn)備工作,積極推動(dòng)工程建設(shè),于2006年4月實(shí)現(xiàn)了一期截流。由于一期截流時(shí)間比原初步設(shè)計(jì)推遲近5個(gè)月,故工程實(shí)際實(shí)施的施工導(dǎo)流與進(jìn)度控制較初步設(shè)計(jì)階段有所區(qū)別。

1.1 初步設(shè)計(jì)階段的施工導(dǎo)流與進(jìn)度控制

在初步設(shè)計(jì)階段,導(dǎo)流方案共分兩期。

1.1.1 一期導(dǎo)流

一期導(dǎo)流又分為一期低圍堰和一期高圍堰兩個(gè)導(dǎo)流時(shí)段。

(1)一期低圍堰導(dǎo)流時(shí)段為2005年11月～2006年6月底。導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為枯水期(11月～翌年6月)20年一遇洪水,洪峰流量為2316m3/s。河水通過(guò)束窄后的左岸河床下泄,相應(yīng)上、下游堰頂高程分別為868.0m和864.4m,圍堰高度分別為8.0m及4.4m。一期低圍堰導(dǎo)流期間完成右岸11#～19#壩段基坑開(kāi)挖,澆筑部分壩體、消力池和護(hù)坦混凝土,將混凝土縱向圍堰澆筑到871m高程以上。

(2)一期高圍堰導(dǎo)流時(shí)段為2006年7月～10月底。導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為汛期(7～10月)20年一遇洪水,洪峰流量為5500m3/s,河水通過(guò)束窄后的左岸河床下泄,相應(yīng)上、下游圍堰頂高程分別為871m和866m,圍堰高度分別為11m及6m。上、下游圍堰與混凝土縱向圍堰一起形成右岸一期高圍堰。一期高圍堰導(dǎo)流期間,右岸17#～18#表孔壩段澆筑至872m高程,形成二期導(dǎo)流缺口;11#～16#和19#壩段、混凝土縱向圍堰澆筑至二期截流所需高程875m以上,永久底孔形成,完成消力池和護(hù)坦混凝土澆筑。

1.1.2 二期導(dǎo)流

二期導(dǎo)流時(shí)段為2006年11月～2008年6月底。導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為汛期20年一遇洪水,洪峰流量為5500m3/s,河水從導(dǎo)流缺口及永久底孔下泄。導(dǎo)流缺口設(shè)在17#～18#表孔壩段,底高程872m,寬34m;永久底孔尺寸為4.5m×6.5m,共10個(gè),設(shè)在12#～16#壩段。相應(yīng)縱向圍堰頂高程為881m,最大堰高26m;二期上游圍堰頂高程為881m,最大堰高21m;二期下游圍堰頂高程為866m,最大堰高6m。二期導(dǎo)流期間進(jìn)行左岸1#～10#壩段的施工,同時(shí)繼續(xù)施工右岸11#～19#壩段。待左岸5#～9#電站壩段基本建成后,2008年10月開(kāi)始封堵導(dǎo)流缺口。

初步設(shè)計(jì)階段施工總工期為60個(gè)月,其中施工準(zhǔn)備期9個(gè)月,主體工程施工期39個(gè)月,完建工期12個(gè)月。主要進(jìn)度控制點(diǎn)包括:2005年3月開(kāi)始施工準(zhǔn)備,2005年12月一期基坑截流閉氣,2006年11月底二期截流閉氣,2009年3月初(即48個(gè)月后)第1臺(tái)機(jī)組發(fā)電,2010年2月底工程竣工。

1.2 調(diào)整后的施工導(dǎo)流與進(jìn)度控制

工程實(shí)際于2006年4月實(shí)現(xiàn)了一期截流。根據(jù)施工的實(shí)際情況,施工導(dǎo)流調(diào)整為三期。施工導(dǎo) 流平面布置見(jiàn)圖1。

圖1 施工導(dǎo)流平面布置圖

1.2.1 一期導(dǎo)流

一期導(dǎo)流時(shí)段為2006年4月～2007年4月中旬。導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為汛期20年一遇洪水,洪峰流量為5500m3/s,河水通過(guò)束窄后的左岸河床下泄,相應(yīng)上、下游堰頂高程分別為873 m和866m,圍堰高度分別為13 m及6m。一期導(dǎo)流期間完成右岸11#～19#壩段基坑開(kāi)挖,17#～18#表孔壩段混凝土澆筑到868m高程,11#～16#、19#壩段澆筑到875m高程以上以形成永久底孔,完成消力池部分混凝土澆筑(一級(jí)消力池澆至856m高程、一級(jí)消力坎澆至859m高程、二級(jí)消力池澆至855.5m高程),護(hù)坦和二期縱向圍堰混凝土澆筑完成,為二期截流創(chuàng)造條件。

1.2.2 二期導(dǎo)流

二期導(dǎo)流時(shí)段為2007年4月中旬～2009年5月底。導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為汛期20年一遇洪水,洪峰流量為5500m3/s,河水從表孔壩段導(dǎo)流缺口(868m高程,寬34m)及10個(gè)永久底孔下泄,相應(yīng)縱向圍堰上游段堰頂高程為881m,最大堰高26m;二期上游圍堰頂高程為881m,最大堰高21m;二期下游圍堰頂高程為866m,最大堰高6m;縱向圍堰下游段堰頂高程為870m,最大堰高15m。二期導(dǎo)流期間進(jìn)行左岸1#～10#壩段的施工,同時(shí),右岸除17#、18#表孔壩段保持在868m缺口高程以外,11#～16#、19#壩段繼續(xù)澆筑,2007年6月底汛期到來(lái)之前澆筑到881m高程以上(汛期20年一遇上游水位879.47 m),以滿足右岸壩段擋水要求。待左岸5#～9#電站壩段基本建成后,2008年10月開(kāi)始封堵導(dǎo)流缺口。

1.2.3 三期導(dǎo)流(消力池后期施工導(dǎo)流)

三期導(dǎo)流是機(jī)組發(fā)電后利用枯水期澆筑右岸消力池剩余部分的混凝土,導(dǎo)流時(shí)段為2010年 3月～5月中。導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為萬(wàn)家寨水電站6臺(tái)機(jī)滿發(fā)時(shí)的下泄量1806m3/s,相應(yīng)下游圍堰頂高程為864m,最大堰高4m。三期導(dǎo)流期間,利用5臺(tái)機(jī)組和排沙洞過(guò)流,上游關(guān)閉底孔閘門和表孔閘門,下游在消力池末端新修土石圍堰和二期混凝土縱向圍堰下游段擋水,完成右岸消力池剩余部分的混凝土澆筑。

工程于2006年4月實(shí)現(xiàn)一期基坑圍堰閉氣,主體工程施工期從2006年5月初至2009年6月中旬第1臺(tái)和第2臺(tái)機(jī)組同時(shí)發(fā)電,歷時(shí)37.5個(gè)月;2010年6月底工程竣工。

1.3 施工導(dǎo)流與進(jìn)度控制分析

施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)是水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)的中心環(huán)節(jié),也是編制施工總進(jìn)度計(jì)劃的主要依據(jù)。正確選擇施工導(dǎo)流方案,對(duì)降低工程造價(jià)、提高工程質(zhì)量和施工安全、以及縮短工期都有重大影響。

龍口水利樞紐工程實(shí)際于2005年8月核準(zhǔn)立項(xiàng)后開(kāi)始施工準(zhǔn)備,由于開(kāi)工時(shí)間的調(diào)整,影響到了一期截流和二期截流的時(shí)間。分析整個(gè)工程施工進(jìn)度計(jì)劃可以看出,二期截流的時(shí)間是影響電站發(fā)電工期的關(guān)鍵。為了實(shí)現(xiàn)電站盡早建成并發(fā)揮發(fā)電效益,需要對(duì)原設(shè)計(jì)的施工導(dǎo)流和施工進(jìn)度加以調(diào)整。

1.3.1 一期截流時(shí)間調(diào)整

一期截流時(shí)間由原設(shè)計(jì)的2005年11月調(diào)整為2006年4月,從圍堰截流至汛期到來(lái)(7月初)僅3個(gè)月,一期導(dǎo)流方案由原設(shè)計(jì)的一期低、高圍堰改變?yōu)橐淮涡愿咄潦瘒邔?dǎo)流。

1.3.2 二期截流時(shí)間調(diào)整

原設(shè)計(jì)二期截流安排在2006年11月份,由于一期截流時(shí)間的推遲,11月份前一期基坑內(nèi)的擋水和過(guò)水建筑物不能達(dá)到原設(shè)計(jì)的形象。為實(shí)現(xiàn)2007年汛前(6月底前)二期截流,使電站提早發(fā)揮效益,采取了如下措施:(1)降低導(dǎo)流缺口底高程以降低一期基坑壩體混凝土澆筑強(qiáng)度;(2)部分消力池混凝土安排到后期澆筑以減少一期基坑混凝土澆筑量。通過(guò)以上措施,二期截流的時(shí)間最終確定在2007年4月,并在6月底汛期到來(lái)前完成二期圍堰的施工,具備擋水度汛條件。

1.3.3 導(dǎo)流缺口底高程降低

導(dǎo)流缺口底高程由872m降至868m,對(duì)應(yīng)導(dǎo)流流量5500m3/s,二期導(dǎo)流上游水位由881.65m降至879.47 m。缺口底高程降低了4m,堰前水位降低了2.18m。由此需在導(dǎo)流缺口前設(shè)置臨時(shí)封堵閘門供后期封堵導(dǎo)流缺口時(shí)擋水用。

1.3.4 二期截流(2007年4月)前工程形象調(diào)整

右岸17#～18#表孔壩段澆筑高程由872m降至868m,消力池由全部完工調(diào)整為僅澆筑底部1層(一級(jí)消力池澆至856m高程、一級(jí)消力坎澆至859m高程、二級(jí)消力池澆至855.5m高程);汛前11#～16#和19#壩段澆筑高程由883 m降至881m。

1.3.5 表孔壩段導(dǎo)流缺口封堵日期調(diào)整

封堵時(shí)間由2008年10～12月調(diào)整為2008年汛后～2009年5月,缺口高度由28m增大到32m。

1.3.6 底孔弧形閘門安裝日期調(diào)整

由原設(shè)計(jì)的在一期導(dǎo)流期間安裝,調(diào)整為二期導(dǎo)流期間的汛后安裝。利用底孔進(jìn)口2孔檢修閘門和下游修筑臨時(shí)圍堰擋水,每次安裝2孔,共分5次來(lái)完成全部10孔弧門的安裝。

1.3.7 機(jī)組發(fā)電日期調(diào)整

原設(shè)計(jì)2009年3月初第1臺(tái)機(jī)組發(fā)電,調(diào)整后,2009年3月第1臺(tái)機(jī)組完成安裝,此時(shí)導(dǎo)流缺口尚未全部封堵,不具備擋水發(fā)電的條件。6月第2臺(tái)機(jī)組完成安裝,此時(shí)各壩段混凝土澆筑到壩頂高程,閘門安裝調(diào)試完畢,具備擋水發(fā)電條件,第1、2臺(tái)機(jī)組同時(shí)發(fā)電。

1.3.8 消力池混凝土施工日期調(diào)整

原設(shè)計(jì)在一期導(dǎo)流期間完成消力池全部混凝土澆筑。調(diào)整后,一期導(dǎo)流期間僅澆筑消力池下層混凝土,剩余上層混凝土安排在三期導(dǎo)流期間完成澆筑。

可以看出,在實(shí)際開(kāi)工時(shí)間與一期截流時(shí)間推后的情況下,通過(guò)采取以上措施調(diào)整施工導(dǎo)流方案和施工進(jìn)度計(jì)劃后,從一期截流到工程竣工實(shí)際施工工期為50個(gè)月(初步設(shè)計(jì)階段為51個(gè)月),基本實(shí)現(xiàn)了按期發(fā)電的目標(biāo)。

2 結(jié) 語(yǔ)

受工程批準(zhǔn)立項(xiàng)時(shí)間的影響,水利水電工程實(shí)際開(kāi)工時(shí)間往往與設(shè)計(jì)開(kāi)工時(shí)間有差異。而施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)是水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)的中心環(huán)節(jié),也是編制施工總進(jìn)度計(jì)劃的主要依據(jù)。本文根據(jù)龍口水利樞紐工程實(shí)際情況,將施工進(jìn)度計(jì)劃與施工導(dǎo)流方案密切結(jié)合起來(lái),通過(guò)采取多種措施加以調(diào)整,確保了工程發(fā)電工期,取得了巨大的效益,對(duì)類似工程項(xiàng)目可起到一定的借鑒作用。