向家壩工程主要技術特點、難點及對策

中國三峽集團向家壩工程建設部 彭 岡 張海泉

向家壩水電站位于四川省宜賓縣與云南省水富縣交界的金沙江河段，是金沙江下游最末一個梯級。電站距宜賓市33km，距水富縣城1.5km，是一座以發(fā)電為主，兼有防洪、通航、灌溉以及為溪洛渡水電站提供反調(diào)節(jié)等綜合效益的巨型電站。電站水庫正常蓄水位高程380m，總庫容51.63億m3，調(diào)節(jié)庫容9.03億m3，最大裝機容量640萬KW，保證出力201萬KW，年平均發(fā)電量308.8億度。樞紐工程攔河大壩為混凝土重力壩，最大壩高162m。

向家壩水電站規(guī)模巨大、水文地質(zhì)條件非常復雜，大壩深淺層抗滑穩(wěn)定和滲透穩(wěn)定問題突出，并具有高壩底流消能、大型地下廠房等特點，加之受工期、社會環(huán)境等綜合因素的影響，技術復雜、施工難度大。在工程規(guī)劃與建設過程中，開展了大量的科研攻關，并通過精心組織施工，向家壩工程在復雜水文地質(zhì)條件下的基礎處理、大壩快速施工、泄洪消能設施設計與施工、大型地下廠房開挖、超大規(guī)模砂石系統(tǒng)建設與運行、導流底孔采用液壓啟閉下閘方案等方面取得了重大突破，取得了一系列建設管理與技術創(chuàng)新的豐碩成果。

一、大型沉井群用于深厚覆蓋層地基處理

向家壩水電站工程采用分期導流方式，縱橫向圍堰均需修建在深厚覆蓋層地基之上，尤其是二期縱向圍堰大壩上游段，堰基覆蓋層深達45～62m，如采用常規(guī)處理方式，工期過長且難以滿足工程布置需求，進而影響工程整體進度及施工期安全。

為此，采用了10個尺寸為23m×17m

沉井下沉施工。 攝影/高峰

沉井單側(cè)取土糾偏示意圖。 制圖/張海泉的大型沉井群作為堰基開挖時一期土石圍堰的擋土墻。每個沉井共分6個井格，井壁厚2m，沉井間距僅2.0m，沉井群最大深度57m，須穿過砂卵石層、細砂層和崩塊石層，最終嵌入基巖中。通過沉井群設計理論研究，開創(chuàng)了大規(guī)模、小間距的沉井群設計思路，首次提出了在深厚覆蓋層條件下大型沉井群平面布置、結(jié)構(gòu)設計、降排水設計等技術方案；首次建立了水電工程領域井間間距小、下沉深度大、覆蓋層深厚且含大孤石、地層差異性大等復雜條件下的沉井群下沉施工技術體系，解決了分序交錯下沉、安全監(jiān)測和動態(tài)糾偏、降低地下水位等關鍵性技術問題；借鑒堆石混凝土技術，創(chuàng)造性地提出了沉井填芯拋石混凝土施工技術，解決了常規(guī)沉井填芯混凝土施工進度慢、成本高、安全風險大等技術難題，拋石率達到50%～60%（體積比），成本與工期分別為常規(guī)技術的3/5和1/5，取芯檢測表明混凝土抗壓、抗拉強度等性能均滿足技術要求。

向家壩水電站大型沉井群技術的成功應用為二期縱向圍堰上游段的按期形成奠定了堅實基礎，確保了向家壩工程按期截流。

二、復雜水文地質(zhì)條件下的大壩抗滑穩(wěn)定和滲透穩(wěn)定問題

向家壩水電站壩基基巖主要為三迭系上統(tǒng)須家河組的砂巖、泥巖夾煤線地層，巖性巖相變化大，交錯層理發(fā)育。壩址位于NEE向的糖房灣短軸背斜東傾伏段，壩基發(fā)育有NW向的立煤灣膝狀撓曲核部破碎帶、擠壓破碎帶、緩傾角夾層等，且地層巖體透水性較大，水文地質(zhì)條件復雜，大壩深淺層抗滑穩(wěn)定和滲透穩(wěn)定成為向家壩工程關鍵技術問題之一，直接關系到大壩運行安全。

大壩抗滑穩(wěn)定問題處理

①對撓曲核部破碎帶及擠壓破碎帶，深挖后置換混凝土。根據(jù)不良地質(zhì)體的分布情況，將左非6～沖沙孔壩段建基面由原高程242m～222m調(diào)整至最低開挖高程196m；部分泄洪壩段及左岸廠房壩段壩基則增設寬大的深齒槽，齒槽底寬近40m，深度37m，建基面高程由222m調(diào)整為203m；部分基巖較完整的建基面則抬高到高程240m左右。壩基開挖方案調(diào)整后，開挖量增加160萬m3，混凝土澆筑量增加100萬m3。②對右消力池基礎，結(jié)合撓曲核部破碎帶的處理，深挖后回填混凝土，使消力池底板混凝土最大厚度達42m，在壩后形成大壩抗力體。③采取滿堂固結(jié)灌漿方案改善建基巖體的完整性和均勻性，提高基巖承載能力，同時在一定程度上提高壩基抗?jié)B能力。④采用灌漿帷幕+排水孔相結(jié)合的壩基封閉抽排方案，降低壩基揚壓力，提高抗滑穩(wěn)定性。⑤增加壩底寬度（泄洪壩段最大底寬166m，左岸廠房壩段最大底寬140.5m，高寬比分別達到1∶1.17、1∶1），以適當降低對壩基承載力的要求。⑥對壩體進行橫縫灌漿，加強大壩的整體性。

壩基滲透穩(wěn)定問題處理

由于水文地質(zhì)條件復雜，如何保證壩基的長期滲透穩(wěn)定性是另一個關鍵問題。招標設計時，考慮到壩基以下相對不透水層T31埋深大，采用了常規(guī)的帷幕灌漿設計方案，泄洪壩段深齒槽開挖后，受開挖深度的限制，尚余部分撓曲核部破碎帶巖體，為此將該部位的防滲方案調(diào)整為“防滲墻+帷幕灌漿”的方案（防滲墻軸線長88m，最大深度60m），以確保滲透穩(wěn)定性和防滲效果。但在左岸廠房壩段上游主帷幕、下游封閉帷幕基本形成后，進行上游主排水孔試驗性施工時發(fā)現(xiàn)排水量非常大，且有排水攜砂現(xiàn)象，對此進行了深入分析論證與多次專家咨詢，下決心對滲控工程設計方案進行了一系列調(diào)整，主要為：

出露撓曲核部破碎帶和擠壓帶。 制圖/張海泉

左岸擠壓帶在壩踵齒槽下游坡面上的出露情況。 制圖/張海泉

壩址地質(zhì)缺陷示意圖。 制圖/張海泉

壩基上出露的緩傾角夾層。 制圖/張海泉

①將河床部位的左非5～泄12壩段的上游帷幕加深至相對不透水層T31附近，帷幕深度普遍在130m以上，最大深度165m，幕底以下巖體透水率平均2.2Lu；左非6～18壩段及左壩頭相對不透水層埋深太大，且壩體結(jié)構(gòu)相對簡單，未再加深帷幕，但增設了2道順水流方向的分隔帷幕，以阻擋山體繞滲水。初期蓄水后，左岸壩基排水量較大，說明分隔帷幕有效阻擋了左岸的繞滲水流。

②優(yōu)化排水孔布置。排水孔布置以不穿過撓曲核部破碎帶和擠壓破碎帶為原則，并在排水孔內(nèi)設置了組合式過濾體，對孔壁起到支撐保護作用，防止塌孔和細小顆粒流失。排水孔施工過程中，當單孔出水量大于100L/min時，不再加深排水孔，并立即下設過濾體；如排水孔出渾水或帶砂，則將該排水孔灌漿封孔。

③所有排水孔均設置閥門，可調(diào)節(jié)出水量大小，形成可調(diào)控的抽排系統(tǒng)。初期蓄水后，根據(jù)揚壓力等安全監(jiān)測資料分析計算后，設定各排水孔合適的排水量。

對帷幕灌漿的施工質(zhì)量控制，首先是充分進行生產(chǎn)性試驗，選定最優(yōu)工藝和參數(shù)，施工中除加強過程控制外，還采取了業(yè)主采購灌漿自動記錄儀、實行灌漿水泥周核銷制度、灌后質(zhì)量檢查全部委托第三方實施等措施，加強了施工質(zhì)量管理，帷幕灌漿施工質(zhì)量合格，蓄水后壩基排水孔排水量在設計標準內(nèi)。

三、大壩混凝土快速施工

如前所述，向家壩一、二期工程中均遭遇大型地質(zhì)缺陷處理的難題。與招標設計相比，左岸壩基深挖26m，右岸壩基深挖37m，開挖后增加回填混凝土達100萬m3，使工期滯后達4個月，為此，研究采取了一系列措施，實現(xiàn)了快速施工。2010年、2011年整個工程的混凝土澆筑量分別達397萬m3、427萬m3；2012年1～9月完成混凝土澆筑228萬m3，其中最高月強度達54萬m3/月（2010年12月），確保了工程按期實現(xiàn)下閘蓄水目標。

大量使用碾壓混凝土

可研階段除左岸導流缺口壩段回填為碾壓混凝土外，大壩其它部位全部采用常態(tài)混凝土。為加快施工進度，充分利用碾壓混凝土快速施工的特點，實施階段將部分部位改澆碾壓混凝土。碾壓混凝土共約400萬m3。針對碾壓混凝土施工，深入研究施工方案，精心組織施工，嚴格工藝管理，確保了工程質(zhì)量和進度。

①根據(jù)混凝土生產(chǎn)能力、現(xiàn)場施工條件及不同季節(jié)，深入研究RCC入倉方案、分縫分塊方案及升層高度，實現(xiàn)快速上升。特別是精心組織大倉面RCC施工（最大倉號1.6萬m2），采用了汽車直接入倉、塔帶機和胎帶機澆筑、溜槽+汽車倉內(nèi)轉(zhuǎn)料等綜合性的高強度入倉手段。在此基礎上，低溫季節(jié)采用翻轉(zhuǎn)模板連續(xù)上升，如左岸導流缺口壩段4層翻轉(zhuǎn)模板同時使用，一次最大澆筑高度達18m；高溫季節(jié)采用4.5～6m升層，均配以冷卻水管通水冷卻，進度、質(zhì)量控制良好。高升層RCC不僅施工速度快，而且施工縫面相對較少，有利于質(zhì)量控制。

碾壓混凝土施工。 攝影/高峰

②精細管理，確保RCC施工質(zhì)量。RCC施工，快速覆蓋是關鍵。倉面設計時，按坯層覆蓋時間4h配置資源，實際施工時確保4～6h覆蓋一層。盡可能采用較小的Vc值，以不陷碾為原則，為此應加密檢測砂的含水率，并視天氣情況動態(tài)調(diào)整Vc值；為確保層面泛漿效果，在試驗確定混凝土配合比的基礎上，密切關注砂的石粉含量，偏少時可啟動粉煤灰代砂預案；高度重視變態(tài)混凝土本身及其與RCC的結(jié)合質(zhì)量，并廣泛使用機拌變態(tài)混凝土；對倉面加漿的變態(tài)混凝土施工，嚴格實行定人、定部位、定工具、定加漿量“四定”管理，并將挖槽、加漿工藝制成明白卡，嚴格執(zhí)行。

③研究落實高溫多雨季節(jié)RCC施工預案。高溫季節(jié)施工時，除應快速覆蓋外，一是配備足夠數(shù)量的高質(zhì)量的噴霧機，噴霧降溫形成倉面小環(huán)境；二是RCC碾壓好后及時覆蓋保溫被或防雨布。同時，制訂了RCC雨季施工措施，并規(guī)定防雨、排水措施不落實則不準開倉，確保了RCC質(zhì)量。

④適當推遲RCC開始通水冷卻的時間，在確保RCC密實性的基礎上抓好溫控。冷卻水管在碾壓施工中易受損而漏水，影響混凝土密實性。根據(jù)RCC的凝結(jié)特性，在滿足混凝土最高溫度的前提下，盡量將通水的起始時間控制在RCC初凝甚至終凝以后，此措施確保了混凝土密實性，并兼顧了溫控要求，很好地處理了兩者之間的關系。

通過采取上述綜合措施，攻克了高溫多雨季節(jié)澆筑碾壓混凝土的難關，高質(zhì)量、快速地完成了RCC澆筑，大大加快了大壩混凝土施工進度。同時，向家壩施工的碾壓混凝土鉆孔取芯檢查混凝土質(zhì)量時，單根芯樣長達18.58m，受到金沙江質(zhì)量檢查專家組的好評。

塔帶機高效利用

向家壩工程大壩混凝土主要施工設備為3臺TC2400塔帶機和3臺30t高塔架平移式纜機，并輔以胎帶機和門塔機，其中大量設備為在三峽工程中使用過多年的舊設備。在向家壩工程建設中，通過大膽創(chuàng)新、靈活運用，并加強管理，充分發(fā)揮了各種大型設備特別是塔帶機的效率，實現(xiàn)了大壩混凝土的快速施工。采取的主要措施為：

運行中的塔帶機。 攝影/高峰

①二期大壩混凝土澆筑前，對三峽塔帶機成套設備進行了系統(tǒng)的大修與改造，確保設備性能滿足工程需要；塔帶機使用過程中，運行維護管理比較到位，設備完好率和利用率保持在較高水平。

②優(yōu)化了混凝土澆筑一條龍設備配套，并實施雙倉“套澆”工藝。采用大型拌和樓和倉面設備與塔帶機配套。其中1#塔帶機采用汽車+供料線的混凝土輸送方案，采用2臺4×3m3拌和樓同時供料，2#、3#塔帶機采用全程供料線方案，各配一座4×4.5m3拌和樓，混凝土生產(chǎn)供應能力強，同時在倉面上配備2臺大型振搗臂，并輔以人工振搗，可較好地發(fā)揮塔帶機澆筑能力強的特點。

在此基礎上大膽創(chuàng)新，研究實施了在非高溫季節(jié)一臺塔帶機同時澆2倉混凝土的“套澆”工藝。即選取結(jié)構(gòu)相似、位置相距較近的2倉混凝土同時用一臺塔帶機澆筑，2倉混凝土均用平鋪法澆筑，各倉獨立配置倉面設備，塔帶機在一個倉面上連續(xù)布料一整個坯層后轉(zhuǎn)倉布料，振搗作業(yè)則連續(xù)進行?！疤诐病惫に嚇O大地提高了澆筑工效，配合使用4.5m高升層模板，創(chuàng)造了單臺塔帶機月澆筑13萬m3的記錄，比原工效提高1倍多。2011年，向家壩1#塔帶機10個月澆筑74萬m3，2#塔帶機年澆筑83萬m3，也創(chuàng)了新記錄（三峽工程單臺塔帶機最高月澆筑強度6.19萬m3，最高年澆筑強度約60萬m3）。

③受地形條件限制及升船機壩段阻隔，大壩下游無法布置施工棧橋，加之塔帶機頂升高度受限，在大壩澆至高部位后，僅靠纜機澆筑，施工手段不足。為此，將胎帶機布置在大壩高塊，采用塔帶機定點下料+胎帶機接力布料的方案，既可加快澆筑進度，同時可騰出纜機多進行鋼筋、大件和倉面設備吊裝。

四、高壩底流消能

底流消能設計

向家壩泄洪消能具有高水頭、大單寬流量、多泥沙、泄洪時間長等特點，校核洪水時上下游水位差約85m，最大下泄總功率約40000MW，壩面中孔泄槽最大單寬流量339m3/(s·m)，消力池內(nèi)最大單寬流量約225m3/s·m，入池流速達38m/s左右，各項水力學指標在國內(nèi)外壩工建筑物中名列前茅。電站下游緊鄰水富縣城和大型企業(yè)云南天然氣化工廠，消能方式應盡可能減輕泄洪霧化對環(huán)境帶來的影響。

為此，在組織國內(nèi)多家科研機構(gòu)試驗研究的基礎上，選用了中表孔間隔布置、高低坎底流消能型式，其高速水流脫離底板技術處于國內(nèi)外領先水平。其消力池消能防沖水力學控制指標如下：

①消力池臨底流速在100年一遇洪水和以下時不大于16m/s，大于100年一遇洪水時不大于20m/s。

②消力池底板脈動壓強均方根值為4×9.8kPa左右。

泄洪消能建筑物包括10個中孔和12個表孔，中表孔間隔排列，并在中表孔壩面泄槽之間設置3m寬的中隔墩；中表孔跌坎為高低坎，表孔跌坎高16m，中孔跌坎高8m。消力池共設2個，以便枯水期時互為備用檢修。

消力池（含泄水壩段）示意圖。制圖/田宗偉

高標號抗沖耐磨混凝土施工

①關于混凝土配合比。在中表孔流道及消力池部位采用高性能的抗沖磨混凝土，主要標號為C9055、C9050、C9040，其配合比充分結(jié)合向家壩工程灰?guī)r人工骨料的特性，采用“灰?guī)r骨料+摻粉煤灰+低水灰比+PVA纖維”的技術線路。其中，采用粉煤灰替代硅粉，不但抗沖磨能力滿足設計要求，而且更方便施工，易于養(yǎng)護。

②關于低熱水泥的應用。針對高標號抗沖耐磨混凝土水化熱溫升較大、溫控難度大的特點，開展了采用低熱水泥的試驗研究，并在消力池部位大量使用。與中熱水泥相比，可將高標號抗沖耐磨混凝土的最高溫度降低6～8℃，溫控防裂效果良好。

③為確保泄洪消能建筑物施工質(zhì)量，研究采取了一系列質(zhì)量控制措施：

a）抗沖耐磨混凝土的密實性是混凝土各項性能之本，必須確保，為此開展了中表孔隔墩及消力池導墻配筋優(yōu)化及布筋調(diào)整工作以方便備倉和澆筑。

b）中表孔側(cè)墻和底板采用一次澆筑成型方案，其中側(cè)墻采用大型懸臂鋼模板，底板采用拉?；蚍Ｊ┕?。一次澆筑成型提高了結(jié)構(gòu)的整體性。

c）C9055高標號抗沖耐磨混凝土水泥用量達284kg/m3（二級配）和241kg/m3（三級配），水泥水化熱溫升高，混凝土最高溫度控制難度大，且初期冷卻完成后混凝土溫度仍較高。為此采取了兩方面的應對措施：一是中表孔流道部位設置2套冷卻水系統(tǒng)，初期冷卻用低溫水系統(tǒng)，以加強初期冷卻；初期冷卻結(jié)束后20天進行中期冷卻，中期冷卻用中溫水系統(tǒng)，減少通水溫差，通水時間按將混凝土溫度下降6～8℃控制（日降溫幅度0.5℃以內(nèi)）。二是強化高標號混凝土的保溫保濕，在高溫季節(jié)重點抓好流水養(yǎng)護，建立混凝土養(yǎng)護責任制，確保不間斷流水且整個混凝土面均保持濕潤；對中表孔側(cè)墻、消力池導墻，在現(xiàn)場階段性噴涂聚氨酯發(fā)泡材料（厚1.5cm），以起到更好的保溫保濕作用。

d）建立并執(zhí)行針對監(jiān)理和施工人員的泄洪消能建筑物混凝土施工檔案制度，認真落實各工序的施工、質(zhì)檢、監(jiān)理責任制，并嚴格考核和獎懲。

五、大型地下電站施工組織管理

向家壩右岸地下電站位于右岸壩肩上游山體內(nèi)，設計安裝4臺最大單機容量為800MW的水輪發(fā)電機組，由引水系統(tǒng)、廠房系統(tǒng)、尾水系統(tǒng)等3大部分組成。其中主廠房最大開挖跨度為33.4m，最大開挖高度為85.5m，引水隧洞開挖直徑16.3m，變頂高尾水洞開挖斷面38.2m×24.3m，尺寸之大，均位居世界前列。

進度控制與施工方案調(diào)整

對于主廠房開挖，結(jié)合其洞室結(jié)構(gòu)特點、施工通道布置和開挖支護設備的性能，共分9層開挖，其主要施工措施為：合理分層，并適當增設施工支洞，各層均形成雙通道，減少開挖與支護之間的干擾，并有利于上下層銜接；使用多臂鉆、噴漿臺車、反井鉆機等大型設備，提高工效，加快施工進度；控制好頂拱、巖錨梁、高邊墻開挖支護三大難關，避免二次處理耽誤工期。其中第Ⅰ層開挖歷時11個月，占開挖總工期的1/3，巖錨梁開挖3個月。

對于主廠房混凝土澆筑，將與發(fā)電機層同高程的第三層灌排廊道擴挖，方便混凝土罐車通行，并通過增設支洞，布置皮帶機向主廠房輸送混凝土，再接溜筒、溜槽下料，既可大大改善混凝土入倉條件，又可有效減少與主廠房機電安裝的干擾，對施工進度和機電安裝環(huán)境均很有利。

在引水隧洞斜井段、下平段開挖施工中，根據(jù)現(xiàn)場情況，及時增設施工支洞，并調(diào)整了引水隧洞下平段壓力鋼管安裝方案（由進水口進洞安裝改為從主廠房內(nèi)安裝），既加快了施工進度，又減小了安全風險；在尾水擴散段和尾水支洞開挖施工中，充分發(fā)揮布置在尾水擴散段的施工支洞的作用，并及時將施工方案調(diào)整為“洞內(nèi)繞洞、折線樓梯”的方案，克服空間和高差限制，提前對尾水擴散段和尾水支洞進行全斷面開挖，避免了后期開挖爆破影響主廠房混凝土澆筑，既加快了尾水擴散段和尾水支洞的施工進度，又保證了主廠房關鍵線路的進度。

在引水隧洞斜井段、下平段開挖施工中，根據(jù)現(xiàn)場情況，及時增設施工支洞，并調(diào)整了引水隧洞下平段壓力鋼管安裝方案（由進水口進洞安裝改為從主廠房內(nèi)安裝），既加快了施工進度，又減小了安全風險；在尾水擴散段和尾水支洞開挖施工中，充分發(fā)揮布置在尾水擴散段的施工支洞的作用，并及時將開挖保護層的施工方案，其中中部拉槽寬23.4m，先預裂爆破、再梯段爆破；保護層寬4～5m，采用光面爆破，其中巖臺區(qū)采用雙向光面爆破法施工。爆破鉆孔時精心設計鉆孔樣架，采用內(nèi)、外雙導向管“傻瓜式”鉆孔（固定孔向和孔深）；光面爆破孔實行“均勻微量化裝藥”，變“集中”裝藥為“分散”裝藥，減小對結(jié)構(gòu)面的損傷。通過精心控制，巖錨梁開挖平均超挖4.4cm，半孔率96.7%，不平整度4.6cm，爆破松動范圍0.2～0.7m，開挖質(zhì)量優(yōu)良。

地下電站主廠房分層開挖示意圖。 制圖/張海泉

巖錨梁混凝土澆筑采用布料機澆筑，不使用泵送混凝土，提高了混凝土內(nèi)在質(zhì)量。

（3）尾水主洞開挖與襯砌混凝土澆筑

針對尾水主洞超大斷面的特點，在完成第Ⅰ層開挖后，先施工掛頂混凝土，再開挖以下各層，確保了頂拱的安全穩(wěn)定，開挖順序為：第Ⅰ層開挖→掛頂砼→第Ⅱ～Ⅳ層開挖→底板及邊墻襯砌。尾水主洞頂拱及邊墻混凝土均采用鋼模臺車澆筑，質(zhì)量好、速度快、安全可靠。

右岸地下電站各階段工期統(tǒng)計表單位：月

通過采取上述措施和合理組織施工，32個月完成了主廠房開挖支護，4臺機組均提前或按時向機電交面，預計2012年11月首批2臺機組投產(chǎn)發(fā)電。

關鍵部位施工方案與控制技術

（1）主廠房頂拱開挖

因圍巖節(jié)理呈緩傾角分布（傾角15°～20°），層狀結(jié)構(gòu)面對頂拱穩(wěn)定性影響較大，采用分多步擴挖、支護的方案。開挖程序為：中上導洞開挖→中上導洞擴挖→中導洞下臥開挖→兩側(cè)擴挖，并根據(jù)監(jiān)測情況，控制爆破、調(diào)整支護方案。

（2）巖錨梁開挖與混凝土澆筑

巖錨梁開挖采用先中部拉槽、再

六、大型砂石骨料系統(tǒng)運行管理

向家壩水電站主體工程混凝土總量約1400萬m3，共需混凝土骨料約3000多萬t。由于主體工程施工期砂石骨料需用量大、強度高，設計了國內(nèi)規(guī)模最大的砂石加工系統(tǒng)：初碎能力3200t/h，成品料生產(chǎn)能力2600t/h。該砂石系統(tǒng)具有以下主要特點：

①采用31km長的皮帶機輸送半成品骨料。由于本工程所選灰?guī)r骨料料場距工地直線距離達30km，經(jīng)技術經(jīng)濟綜合比較后選用了長距離皮帶機輸送半成品骨料的方案。該輸送線主要布置在隧洞內(nèi)（9條洞合計長29.3km），由5條皮帶機組成，帶速4m/s，設計輸送能力3200t/h。該皮帶系統(tǒng)的設計、安裝、調(diào)試、運行及自動控制系統(tǒng)均突破了很多難關，為國內(nèi)其它水電站類似工程提供了寶貴經(jīng)驗。

②采用立軸破碎機與棒磨機聯(lián)合制砂的半干法生產(chǎn)工藝，并進行石粉回收。施工過程中，通過適當微調(diào)制砂工藝，可滿足RCC和常態(tài)混凝土對人工砂石粉含量的不同要求。

③充分利用馬延坡成品料加工系統(tǒng)附近的有利條件，建設了配套的尾渣庫，將該系統(tǒng)的施工廢水全部抽排到水庫中沉淀，實現(xiàn)了廢水的零排放，且澄清后的水可回收利用，既減小了對環(huán)境的污染，又實現(xiàn)了節(jié)能降耗。

目前，向家壩人工砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng)已穩(wěn)定運行6年，保證了工程高強度混凝土澆筑的需要。31km長皮帶機系統(tǒng)運行期間單位能耗僅為0.094kw·h/t·km，有效地節(jié)約了能源，實現(xiàn)了低碳環(huán)保的綜合效益。

七、導流底孔下閘采用液壓啟閉提升方案

向家壩工程共設6個導流底孔，招標設計時均采用傳統(tǒng)的卷揚機下閘方案，實施過程中，經(jīng)充分試驗和比選論證，決定1#～5#導流底孔采用液壓張緊裝置啟閉方案，最后下閘的6#導流底孔則仍采用卷揚機下閘方案（該閘門啟閉容量為2×450t，相對較小）。

導流底孔下閘順序示意圖。 制圖/張海泉

作為臨時工程，用液壓張緊裝置啟閉閘門的方案具有結(jié)構(gòu)輕巧簡單、同步性能高、經(jīng)濟性好等多方面的優(yōu)勢，但在國內(nèi)水工行業(yè)屬首次使用，經(jīng)驗不多，其主要風險為存在閘門小開度時的流激振動問題。為此，委托國內(nèi)多家科研院所開展了大量水力學模型試驗，證明流激振動問題可通過設置補氣裝置妥善解決。1～5#導流底孔已于2012年10月10日下閘，下閘過程順利，6#導流底孔也于當晚成功下閘，順利實現(xiàn)下閘蓄水目標。兩方案的主要技術經(jīng)濟特點對比見下表：

六號導流底孔封堵閘門液壓提升系統(tǒng)原型試驗。 攝影/高峰

卷揚機方案與液壓啟閉方案對比表

八、結(jié)語

向家壩水電站規(guī)模巨大、地質(zhì)條件非常復雜，并具有高壩底流消能、大型地下廠房等特點，加之受工期、社會環(huán)境等綜合因素的影響，技術復雜、施工難度大。通過科學管理，大膽創(chuàng)新，提前規(guī)劃，精心組織，攻克了一系列難題，取得了豐碩的成果，在快速施工的同時保證了較高的質(zhì)量水平。目前，向家壩工程已按計劃實現(xiàn)了初期蓄水目標，下一步將有望按期實現(xiàn)首批機組投產(chǎn)發(fā)電及后續(xù)各項目標。