山區(qū)河流航電樞紐工程施工特點(diǎn)及措施

(中國水利水電第五工程局有限公司，成都，610066)

1 概述

山區(qū)河流灘多水急，比降落差大，汛期水流含沙量較大，砂卵石河床變化很大，很難形成穩(wěn)定的通航河道，解決山區(qū)河流通航的根本在于梯級渠化。在山區(qū)河流中下游通過航電樞紐工程開發(fā)，可實(shí)現(xiàn)河流渠化，促進(jìn)航道建設(shè)。

航電樞紐多以渠化航道為主要目的，兼顧發(fā)電，即以航運(yùn)開發(fā)為主，兼有防洪、發(fā)電、灌溉、環(huán)保等綜合利用功能的攔河通航建筑物。以徹底改善航道條件，提升通航標(biāo)準(zhǔn)為首要出發(fā)點(diǎn)，同時(shí)可提供大量清潔能源，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展，改善流域生態(tài)環(huán)境。

山區(qū)河流航電樞紐水工建筑物一般采用“一字型”布置型式，由左右岸接頭壩、船閘、發(fā)電廠房、泄洪沖砂閘、溢流壩、生態(tài)魚道等水工建筑物組成，以滿足航運(yùn)要求為主要目標(biāo)，利用水位落差進(jìn)行發(fā)電。

2 航電樞紐工程特點(diǎn)

2.1 航電一體，渠化開發(fā)

航電樞紐河段兩岸城鎮(zhèn)、農(nóng)田、交通和工礦企業(yè)沿江分布，人口稠密，為減少淹沒、渠化河道、發(fā)展航運(yùn)適應(yīng)壩基地質(zhì)條件的特點(diǎn)，一般采用中低水頭的梯級開發(fā)方式，通過梯級渠化，改善航運(yùn)條件。

2.2 分期建設(shè)，工期緊張

在通航河道，航電樞紐工程多采用束窄河床的分期導(dǎo)流建設(shè)，以枯水期導(dǎo)流和全年導(dǎo)流相結(jié)合的方式。廠房和船閘作為控制工程發(fā)電工期、通航工期和施工總工期的水工建筑物，采用全年導(dǎo)流的方式，保證其全年不間斷施工；樞紐中部泄水閘壩采用枯水期導(dǎo)流的方式。有通航要求的，既要滿足干地施工，又要滿足期間河道順暢過流以保住通航，導(dǎo)流期間需預(yù)留施工期臨時(shí)航道通航。

一般建設(shè)程序?yàn)橄壤脟弑Ｗo(hù)部分河床形成干地基坑，剩余一部分過流通航，二期或三期利用前期完建建筑物導(dǎo)流，然后利用圍堰將剩余部分形成干地施工，完成剩余建筑物施工。航電樞紐建設(shè)工期一般為21～54個(gè)月，完成首臺(tái)機(jī)組發(fā)電和船閘通航。施工工期緊，任務(wù)重，特別泄水閘壩需在一個(gè)枯期6個(gè)月時(shí)間完成施工，混凝土澆筑強(qiáng)度高。

2.3 空間狹窄，布置復(fù)雜

山區(qū)河流河谷兩岸多為起伏的山區(qū)或丘陵地區(qū)，高山峽谷，岸坡陡峭，河道彎曲，地形復(fù)雜，水量豐富。航電樞紐選址一般在寬河谷段，發(fā)電廠房和船閘分兩岸布置，泄水閘壩布置在樞紐中部。在河谷上需布置左右岸接頭壩、船閘、發(fā)電廠房、泄洪沖砂閘、溢流壩、生態(tài)魚道等水工建筑物，廠房和船閘工程控制關(guān)鍵工期，需采用小基坑圍堰全年導(dǎo)流。在全年導(dǎo)流圍堰圍護(hù)下，需完成多個(gè)細(xì)分建筑物施工，布置較為復(fù)雜。

2.4 多專業(yè)同施工，相互干擾嚴(yán)重

航電樞紐工程屬于水電工程和航運(yùn)工程的結(jié)合，規(guī)模大，存在多家單位共同施工的局面，平面、立體交叉嚴(yán)重。施工均涉及土建施工、金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)電安裝、監(jiān)測工程等專業(yè)，各專業(yè)施工穿插進(jìn)行，每一個(gè)環(huán)節(jié)要經(jīng)歷不同的專業(yè)領(lǐng)域，以上任何一個(gè)環(huán)節(jié)的滯后都會(huì)帶來總進(jìn)度計(jì)劃的滯后及合同風(fēng)險(xiǎn)的出現(xiàn)，同時(shí)也會(huì)給安全質(zhì)量管理工作帶來一定難度。

2.5 天然骨料豐富，含砂量大

山區(qū)河流航電樞紐工程開發(fā)均在河流的中下游，天然砂卵石儲(chǔ)量豐富，可充分利用工程開挖料作為混凝土骨料及其他可利用料。河流較上游水流緩，造成天然卵石含砂量大，但多為特細(xì)砂、細(xì)砂，細(xì)度模數(shù)在0.92～1.8之間。

3 航電樞紐工程施工重點(diǎn)分析及應(yīng)對措施

3.1 做好施工總布置規(guī)劃

根據(jù)現(xiàn)場地形條件和施工布置規(guī)劃，結(jié)合場內(nèi)外交通條件和自然條件，按照施工需要，分左右岸分別進(jìn)行施工生產(chǎn)、生活臨時(shí)設(shè)施和施工道路的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、修建與管理。

滿足生產(chǎn)、生活要求的前提下，做到結(jié)構(gòu)合理，布局整齊美觀、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。生活、生產(chǎn)臨建設(shè)施、施工輔助企業(yè)及施工道路布置均按左右岸進(jìn)行規(guī)劃布置。臨建設(shè)施的規(guī)模和容量按施工總進(jìn)度及施工強(qiáng)度的需要進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，力求布置緊湊、合理、方便使用，規(guī)模精簡，以降低工程造價(jià)，并盡量避免與相鄰標(biāo)段工程施工的干擾和影響。施工布置能充分發(fā)揮施工工廠設(shè)施的生產(chǎn)能力，場地布置與施工進(jìn)度、方法、工藝和機(jī)械設(shè)備相適應(yīng)。

總結(jié)金溪航電樞紐、沙溪航電樞紐、青居航電樞紐、犍為航電樞紐等施工布置規(guī)劃，具體實(shí)施方法為：施工道路進(jìn)行統(tǒng)一硬化，分別形成左右岸施工主干道，提高運(yùn)輸效率；施工生產(chǎn)、生活區(qū)分岸布置，減少施工人員大量流動(dòng)，減少干擾，提高工作效率；砂石混凝土系統(tǒng)統(tǒng)一分別左右岸布置，減少料物中轉(zhuǎn)，提高設(shè)備生產(chǎn)利用率，保證混凝土施工強(qiáng)度；綜合加工廠等施工輔助企業(yè)分岸集中布置，提高標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)水平。

3.2 優(yōu)化施工導(dǎo)流

航電樞紐工程壩址多為河段河床寬闊，兩岸呈臺(tái)階狀地形，階地發(fā)育，兩岸山體均不高，洪水流量大，不具備布置導(dǎo)流隧洞的條件，采用束窄河床的分期導(dǎo)流，以枯水期導(dǎo)流和全年導(dǎo)流相結(jié)合的方式。

根據(jù)工程特點(diǎn)，施工導(dǎo)流分期分段需滿足控制性工期項(xiàng)目均衡施工，做到工期最短；滿足通航要求；減小施工難度，節(jié)約投資。

在航電樞紐工程建設(shè)中，施工導(dǎo)流及圍堰技術(shù)是其中的核心部分，施工質(zhì)量的好壞將會(huì)對工程建設(shè)產(chǎn)生直接的影響，也是航電工程中應(yīng)用最為重要的施工技術(shù)之一。

樞紐工程主體及導(dǎo)流工程一般情況砂卵石和石方開挖工程量較大，為充分利用開挖渣料，節(jié)省工程投資，圍堰型式盡量以土石圍堰為主，同時(shí)結(jié)合工程區(qū)粘土、強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖的儲(chǔ)量情況，可作為防滲土料用于防滲，盡量采用粘土防滲，如缺乏粘土的地區(qū)則采用以高壓旋噴防滲墻及防滲土工膜防滲為主。

以犍為航電樞紐為例，根據(jù)導(dǎo)流建筑物所保護(hù)的水工建筑物級別、導(dǎo)流建筑物失事后果及使用年限、圍堰工程規(guī)模等綜合選擇，導(dǎo)流洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)選取相應(yīng)時(shí)段10年一遇洪水。方便廠房及船閘全年均衡施工，縮短船閘通航工期、廠房發(fā)電工期和施工總工期，節(jié)省導(dǎo)流工程投資。充分利用開挖渣料，圍堰型式以土石圍堰為主，同時(shí)由于工程區(qū)粘土層很薄、儲(chǔ)量較少且為耕地，僅能提供約21.9萬m3的防滲土料(厚度僅約0.4m～0.5m)、約95.6萬m3的強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖(厚度僅約2m)用于防滲，而且圍堰基礎(chǔ)砂卵石覆蓋層較厚，因此，犍為航電樞紐工程圍堰除二期船閘全年圍堰占壓泄水閘壩的區(qū)段，以及三期圍堰需盡快閉氣采用少量粘土防滲以外，其余主要以高壓旋噴及防滲土工膜防滲為主。

3.3 嚴(yán)格控制階段施工計(jì)劃

結(jié)合山區(qū)航電樞紐布置和施工條件，根據(jù)施工導(dǎo)流分期情況，細(xì)化樞紐工程施工分期，一般分為工程籌建期、工程準(zhǔn)備期(即一期導(dǎo)流施工期)、主體工程施工期(即二期導(dǎo)流和三期導(dǎo)流施工期)、工程完建期(即船閘臨時(shí)通航和發(fā)電機(jī)組調(diào)試)。受水文氣象條件影響，各時(shí)期的施工階段任務(wù)比較明確，需達(dá)到預(yù)定的工程形象面貌，才能適應(yīng)工程的建設(shè)特點(diǎn)和建設(shè)要求。

確定各施工期形象面貌后，對劃分的單項(xiàng)工程做好在施工間的相互協(xié)調(diào)，銜接合理、減小干擾、施工均衡。按照“確保工期、統(tǒng)籌安排、整體最優(yōu)”的基本原則，施工總進(jìn)度的各節(jié)點(diǎn)與目標(biāo)工期均以設(shè)計(jì)控制工期為依據(jù)。在各控制工期以前，與節(jié)點(diǎn)目標(biāo)相關(guān)的施工內(nèi)容按期完成，達(dá)到相應(yīng)的施工形象，并為下一節(jié)點(diǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造條件。

進(jìn)度計(jì)劃總體規(guī)劃、程序合理，工程項(xiàng)目的分解便于施工管理，施工程序滿足施工技術(shù)規(guī)范要求，并符合所采用的施工方法，充分發(fā)揮施工設(shè)備的性能。

針對建筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，合理安排不同部位施工的先后次序，使施工程序銜接合理、盡可能地消除各部位、各工序之間的相互干擾。組織配套的、機(jī)械化的施工作業(yè)，特別是在土石方開挖、混凝土澆筑、地基處理等關(guān)鍵項(xiàng)目上，合理地進(jìn)行人、機(jī)、物等各種資源的配置，提高施工生產(chǎn)效率，加快工程施工進(jìn)度。

關(guān)鍵線路是影響工程總目標(biāo)的線路，在整個(gè)施工過程中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)目標(biāo)都是關(guān)鍵線路的體現(xiàn)，因此，總體目標(biāo)就是確保關(guān)鍵線路上各施工項(xiàng)目按期完成。航電工程以土建混凝土澆筑、機(jī)電金結(jié)安裝、通航建筑物通航為施工主線，同時(shí)兼顧非關(guān)鍵項(xiàng)目協(xié)調(diào)進(jìn)行。

針對各分項(xiàng)工程施工的特點(diǎn)，除特殊限制條件外，在有效施工時(shí)段內(nèi)，做到施工均衡、連續(xù)進(jìn)行，從而充分利用施工資源，提高資源利用率，降低施工成本。在施工進(jìn)度的安排上，盡量合理安排施工時(shí)間采用流水作業(yè)，利用現(xiàn)有場地交叉、疊加施工，盡量縮短直線工期。在施工時(shí)段上解決好相互間的影響，合理地進(jìn)行資源配置。

3.4 落實(shí)標(biāo)準(zhǔn)化施工工藝

以提升質(zhì)量耐久性為目標(biāo)，強(qiáng)化工程施工現(xiàn)場和過程規(guī)范化管理，完善施工質(zhì)量安全管理體系，以現(xiàn)場施工布設(shè)、施工工藝、管理行為等作為重點(diǎn)內(nèi)容，把施工質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)化要求落實(shí)到各個(gè)環(huán)節(jié)，做到施工安全文明、工藝可靠先進(jìn)、管理有序受控，有效提升質(zhì)量安全管理水平，遏制工程質(zhì)量通病、事故隱患通病的產(chǎn)生，實(shí)體工程質(zhì)量水平明顯提升。標(biāo)準(zhǔn)化工作管理采用“策劃、實(shí)施、檢查、改進(jìn)”動(dòng)態(tài)循環(huán)的模式，從現(xiàn)場施工布設(shè)、安全質(zhì)量管理、施工工藝、管理行為、現(xiàn)場文明施工等方面具體落實(shí)。

現(xiàn)場布設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化強(qiáng)調(diào)綠色、安全、環(huán)保的原則，統(tǒng)一布置；施工工藝標(biāo)準(zhǔn)化以典型、成熟、可靠工藝為著力點(diǎn)，突出工藝控制關(guān)鍵點(diǎn)，并引進(jìn)先進(jìn)工藝，帶動(dòng)水運(yùn)行業(yè)發(fā)展；管理行為標(biāo)準(zhǔn)化以“法”為準(zhǔn)繩，梳理、歸納相關(guān)法律、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并加以提煉，形成體系化的制度；技術(shù)創(chuàng)新研究重在實(shí)踐檢驗(yàn)，以新技術(shù)、高科技為引領(lǐng)，形成可推廣、可復(fù)制的研究成果。

3.5 致力打造綠色生態(tài)航電

持續(xù)改進(jìn)生存環(huán)境，打造“花園式工地”。建立綠色施工持續(xù)改進(jìn)“PDCA循環(huán)”工作機(jī)制，建立制度，以“制度化”對施工現(xiàn)場、生活營地推行綠色施工?，F(xiàn)場布設(shè)堅(jiān)持綠色、安全、環(huán)保的原則，合理規(guī)劃施工現(xiàn)場的布置，按照觀念最新、投入最少、形象最佳、效果最好的理念，推行駐地辦公生活區(qū)、拌合加工區(qū)、施工作業(yè)區(qū)等“三區(qū)”標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，實(shí)施“三區(qū)”分離和封閉管理，以及混凝土集中拌制、鋼筋集中加工、構(gòu)件集中預(yù)制的“三個(gè)集中”管理，依靠典型引領(lǐng)，有效帶動(dòng)現(xiàn)場安全防護(hù)、臨時(shí)用電等各類臨時(shí)設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。

結(jié)合犍為航電樞紐施工情況，施工現(xiàn)場施工道路硬化并增加噴淋系統(tǒng)，專人配備專業(yè)空氣質(zhì)量監(jiān)測儀進(jìn)行24h監(jiān)控，PM2.5超標(biāo)后打開噴淋系統(tǒng)從源頭徹底遏制了揚(yáng)塵。運(yùn)輸易產(chǎn)生揚(yáng)塵的土石方運(yùn)輸車輛，裝料適中，并采用篷布覆蓋。為治污降霾，施工現(xiàn)場區(qū)域出入口處，設(shè)置車輛沖洗平臺(tái)，確保施工車輛離開施工現(xiàn)場時(shí)不帶灰塵。渣場堆積未植草時(shí)，用遮陽網(wǎng)覆蓋，渣場堆積完成后，削坡整平，渣場頂部、邊坡整體覆土12cm后種草。生活駐地推進(jìn)雨污分流改造，做好營區(qū)的排水系統(tǒng)規(guī)劃，生活污水進(jìn)入污水設(shè)備集中處理，雨水直接排入河道。

4 結(jié)語

我公司經(jīng)歷多年在山區(qū)河流航電樞紐工程的施工，航電樞紐總體施工技術(shù)水平得到了建設(shè)各方的高度贊賞，在施工中積累了不少的經(jīng)驗(yàn)，通過上述航電樞紐施工特點(diǎn)總結(jié)，為今后山區(qū)河流航電樞紐施工提供一些參考和依據(jù)，對今后其他同類工程的施工提供寶貴的借鑒經(jīng)驗(yàn)。