淺析白鶴灘水電站泄洪洞施工重難點(diǎn)及對策

(安蓉建設(shè)總公司 四川 成都 610036)

一、基本資料

白鶴灘水電站位于金沙江下游四川省寧南縣和云南省巧家縣境內(nèi)，控制流域面積43.03萬km2，開發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主，水庫總庫容206.27億m3。樞紐工程主要由混凝土雙曲拱壩、二道壩及水墊塘、泄洪洞、引水發(fā)電系統(tǒng)等建筑物組成。混凝土雙曲拱壩最大壩高289.0m，壩身布置有6孔泄洪表孔和7孔泄洪深孔；泄洪洞共3條，均布置在左岸；電站總裝機(jī)容量16000MW。泄洪洞平行布置于左岸靠山側(cè)，洞身均為隧洞，洞內(nèi)龍落尾型式，泄洪洞依次由泄洪洞進(jìn)水口、泄洪洞洞身段(包括上平段和龍落尾段)和泄洪洞出口等組成。

二、泄洪洞施工重難點(diǎn)及對策

(一)龍落尾段施工既是重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。龍落尾段大坡度、斷面多樣復(fù)雜、高摻氣坎等特點(diǎn)導(dǎo)致開挖、支護(hù)施工通道布置困難，混凝土澆筑臺車斜坡上行走難度大，臺車在斜坡上運(yùn)行安全問題也尤為突出、風(fēng)險極大。因此，龍落尾段施工是本工程施工重點(diǎn)，也是本工程難點(diǎn)，主要施工表現(xiàn)如下：

(1)1#泄洪洞龍落尾出口工作面通道與2#泄洪洞出口開挖、支護(hù)及挑流鼻坎施工相互干擾，解決與其施工道路、施工干擾問題是重點(diǎn)。

采取對策：在交通洞內(nèi)合理增設(shè)1條施工支洞(4#施工支洞)至龍落尾下緩坡，以解決與泄洪洞出口相互干擾問題，同時，也便于解決2#泄洪洞龍落尾與泄洪洞出口工作面之間的影響。

(2)龍落尾軸線長、大坡度導(dǎo)致開挖、支護(hù)施工難度大，因此，開挖、支護(hù)方案的選取是本工程的難點(diǎn)。

采取對策：在利用已有的2#施工支洞(斜坡段施工支洞)基礎(chǔ)上增加龍落尾上緩坡段施工支洞(3#施工支洞)，以盡早啟動龍落尾上緩坡段開挖，龍落尾分區(qū)進(jìn)行開挖，依次為龍落尾上緩坡段→龍落尾斜坡段→龍落尾下緩坡段，每區(qū)結(jié)合現(xiàn)場再進(jìn)行分層開挖。

(3)龍落尾大坡段、高摻氣坎、多樣斷面及高標(biāo)號硅粉混凝土導(dǎo)致混凝土施工難度，因此，混凝土襯砌施工方案的選取、鋼模臺車結(jié)構(gòu)系統(tǒng)及行走系統(tǒng)的設(shè)計等均是本工程的難點(diǎn)。

采取對策：龍落尾混凝土襯砌分三序進(jìn)行施工，依次為分邊墻混凝土、頂拱混凝土及底板混凝土進(jìn)行澆筑，邊墻、頂拱混凝土均采用大斷面整體鋼模臺車進(jìn)行澆筑，臺車設(shè)計多種不同類型的液壓油缸，便于在襯砌不同寬度時鋼模臺車面板的伸縮，臺車采用大噸位液壓千斤頂+鋼絞線進(jìn)行牽引，摻氣坎采用同底板混凝土標(biāo)號混凝土澆筑斜坡道，以便于鋼筋臺車、邊墻及頂拱鋼模臺車過坎，斜坡道后期不再進(jìn)行拆除。

(4)通風(fēng)豎井場地狹小，與龍落尾段上、下交叉作業(yè)，豎井施工垂直交通困難，因此，其施工方案的選取、施工順序規(guī)劃也是本工程的重點(diǎn)。

采取對策：通風(fēng)豎井的開挖在1#泄洪洞通風(fēng)平洞開挖、支護(hù)完成后即進(jìn)行，采用反井鉆先導(dǎo)井施工，再全斷面的擴(kuò)挖方式進(jìn)行，混凝土襯砌采用滿堂腳手架、組合鋼模板拼裝方式進(jìn)行澆筑，通風(fēng)豎井井口布置井架配卷揚(yáng)機(jī)提升系統(tǒng)，提升各類施工材料，人員交通布置垂直爬梯，施工過程中及時協(xié)調(diào)上下部各方安全防護(hù)工作，通風(fēng)豎井混凝土襯砌在龍落尾底板清基、墊層混凝土澆筑過程自下而上依次完成，每道通風(fēng)豎井要在邊墻混凝土澆筑至該部位前完成。

(二)施工通道規(guī)劃是重點(diǎn)。本工程隧洞軸線長、施工項目繁多、工程量較大，交通洞、施工通道及主體建筑物布置復(fù)雜，如何充分、合理的規(guī)劃利用已有通道，新增必要的施工通道輻射各施工工作面，以滿足施工要求是施工規(guī)劃的重點(diǎn)。

采取對策：針對施工通道干擾大、工期緊等施工的特、難點(diǎn)，在利用已規(guī)劃的1#施工支洞、2#施工支洞基礎(chǔ)上擬新增2條施工支洞，編號為3#施工支洞與4#施工支洞。3#施工支洞布置于龍落尾奧奇段起點(diǎn)偏上游處，以便增加上平段多工作面施工及龍落尾上緩坡段施工，同時改善洞內(nèi)通風(fēng)條件；4#施工支洞布置于龍落尾段出洞口偏上游處，以解決龍落尾段施工通道、開挖、支護(hù)、混凝土襯砌等工作面與出口工作面相互干擾、影響等問題。

(三)施工通風(fēng)規(guī)劃是難點(diǎn)。泄洪洞工程施工通風(fēng)難度大，如何充分利用洞身及通道布置特點(diǎn)、結(jié)合施工進(jìn)度制定合理的施工程序、科學(xué)規(guī)劃各期通風(fēng)，有效進(jìn)行風(fēng)流組織，以滿足高強(qiáng)度地下洞室的施工通風(fēng)要求是難點(diǎn)。

采取對策：擬定在各施工工作面采用壓入式通風(fēng)方案，采用進(jìn)口通風(fēng)機(jī)、大通風(fēng)筒，分階段布置通風(fēng)系統(tǒng)，同時保證通風(fēng)時間，必要時采取輔助措施(如噴霧防塵等)，以改善洞內(nèi)空氣質(zhì)量。開挖、支護(hù)及混凝土澆筑階段均按要求進(jìn)行通風(fēng)。

(四)大斷面、高邊墻洞室施工是重點(diǎn)和難點(diǎn)。泄洪洞斷面大、軸線長，其開挖料大部分作為混凝土骨料回采利用，對開挖爆破塊度要求高，高速水流流道對混凝土襯砌內(nèi)、外質(zhì)量要求高，對模板技術(shù)要求高，大斷面鋼模臺車的設(shè)計、制作、安裝、運(yùn)行難度大，泄洪洞結(jié)構(gòu)體型多變導(dǎo)致施工程序復(fù)雜，混凝土表面平整度要求也高，因此，其施工方案的選取將在安全、質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)和工期等方面產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的影響，是本工程施工控制的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

采取對策：泄洪洞上平段采用分層法進(jìn)行施工，混凝土襯砌采用大型整體鋼模臺車，為此，將提前研究開挖支護(hù)施工措施，混凝土襯砌鋼模臺車的選型、設(shè)計及澆筑技術(shù)措施，確保大斷面、高邊墻洞室施工順利進(jìn)行。

(五)大斷面、大流量、高流速混凝土澆筑質(zhì)量、溫控防裂是重點(diǎn)和難點(diǎn)。泄洪洞大斷面、大流量、高流速，其混凝土標(biāo)高、澆筑要求高，如何減少混凝土的溫度裂縫，保證混凝土的內(nèi)部質(zhì)量，采取有效的措施加強(qiáng)混凝土的溫度控制是本工程的難點(diǎn)和重點(diǎn)。

采取的對策：為有效減少混凝土的溫度裂縫，保證混凝土的內(nèi)部質(zhì)量，可采取以下措施:① 首先從施工方案上，將邊頂混凝土分兩序施工，分縫線為自起拱線以下2m位置，先邊墻混凝土，再澆筑頂拱混凝土；② 其次采用溫控混凝土，采取高摻粉煤灰等優(yōu)化混凝土配合比措施、使用預(yù)冷混凝土、運(yùn)輸過程對運(yùn)輸車輛進(jìn)行灑水降溫和覆蓋隔熱、優(yōu)化倉面設(shè)計和配置合理資源以強(qiáng)化澆筑覆蓋速度；③ 上平洞段采用布料機(jī)配皮帶機(jī)將邊墻澆筑常態(tài)低塌落度混凝土，龍落尾段采用小車、料斗以及邊墻臺車的提升系統(tǒng)澆筑常態(tài)低塌落度混凝土，以降低水化熱溫升，有效減少混凝土溫度裂縫；④ 再次通水冷卻進(jìn)行內(nèi)部降溫、恒溫濕養(yǎng)護(hù)、冬季覆蓋保溫和設(shè)置洞簾保溫，并預(yù)埋溫度計，對混凝土內(nèi)部溫度進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，以防止混凝土產(chǎn)生裂縫。

(六)加強(qiáng)施工安全監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)地下洞室信息化施工是重點(diǎn)。針對如此龐大規(guī)模的地下洞室群施工，充分利用設(shè)計永久安全監(jiān)測和施工期安全監(jiān)測體系反饋信息，優(yōu)化設(shè)計，指導(dǎo)施工，實(shí)現(xiàn)信息化施工是施工的重點(diǎn)。

采取對策：通過計算機(jī)信息管理系統(tǒng)進(jìn)行科技研究和創(chuàng)新，制定大型地下工程施工標(biāo)準(zhǔn)化的管理技術(shù)。同時，設(shè)置專人負(fù)責(zé)“數(shù)字化地下洞室管理系統(tǒng)”的運(yùn)行和管理，確保工程過程中的數(shù)據(jù)及時錄入，以便于從系統(tǒng)中獲得指導(dǎo)工程建設(shè)的相關(guān)信息。

三、結(jié)語

泄洪洞施工由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性及洞室施工特殊性，過程中往往會出現(xiàn)難以想象的問題，必須通過對施工重難點(diǎn)的分析研究，制定科學(xué)有效的應(yīng)對措施，使工程人員在現(xiàn)場施工時能分清輕重緩急，遇到各種情況能快速解決，從而達(dá)到對施工質(zhì)量、進(jìn)度、成本的良好控制。