關(guān)于開都河流域大山口水電站工程發(fā)電廠房施工組織特點

王 成

（新疆北方建設(shè)集團有限公司 奎屯市 833200）

1 工程概況

大山口二級水電站工程是開都河規(guī)劃梯級電站開發(fā)中的第八級，電站建成后將在系統(tǒng)中承擔(dān)基荷作用。開都河流域位于新疆天山南坡，塔里木盆地北緣，北與瑪納斯河相接。該流域在巴音郭楞蒙古自治州產(chǎn)水量最大，屬雨雪混合補給河流。工程位于新疆巴音郭楞蒙古自治州和靜縣境內(nèi)，距和靜縣巴潤哈爾莫頓鎮(zhèn)45 km，可利用大山口水電站管理區(qū)對外交通橋和道路，交通便利 。

大山口二級水電站為引水式式電站，其上游為大山口水電站，下游為小山口水電站。大山口二級水電站以發(fā)電為主，水電站引水發(fā)電流量170 m3/s,正常蓄水位1 351.3 m，尾水1 316.5 m，由裝機容量確定電站工程等級為Ⅳ級。工程規(guī)模為?。á瘢┬?。水電站工程由首部樞紐，引水建筑物（包括引水隧道，調(diào)壓井，壓力管道），防洪建筑物，電站廠房等組成。

水電站選用3臺單機容量1.65萬kW的混流式水輪發(fā)電機組，總裝機容量4.95萬kW。多年平均發(fā)電量2.38億kW·h時，裝機年利用小時數(shù)4 803 h。工程等別為Ⅳ等，主要建筑物等級為4級，臨時性水工建筑物級別為5級。

2 廠房的施工組織管理

大山口二級水電站廠房是由主廠房、副廠房、安裝間及尾水建筑物組成。主副廠房采用上下游平行布置方式，主廠房位于副廠房下游側(cè)，主機間布置3臺水輪發(fā)電機組，上游側(cè)寬12.3m，下游側(cè)寬9.1 m，機組間距14.4 m，主機間平面尺寸46.5 m×21.4 m（長×寬），安裝間位于主機間左側(cè)，安裝間平面尺寸21.85 m×21.4 m（長×寬），地面以上與主機間同高，地面以下與水輪機層同高。副廠房位于主廠房上游側(cè)，副廠房寬度7.2 m與主廠房同長；主變頻布置在副廠房上游側(cè)主變平臺上，主變平臺高程同廠區(qū)平臺高程1 325.00 m尾水平臺高程同發(fā)電機層高程1 325.00 m，尾水渠長 1 521.98 m，采用底寬（30～45）m,邊坡1∶1.75，縱坡i=1/3 000的梯形斷面渠道進入開都河主道。

廠房按照招標(biāo)文件要求，主體施工為22個月施工期，完成土建及預(yù)埋工作。工程土石方施工方量約100萬m3，混凝土方量月3.5萬m3，鋼筋制安2200 t，預(yù)埋設(shè)施約500 t，施工經(jīng)歷兩個冬季，需對冬季施工作出詳細計劃方案。根據(jù)本工程施工特點和現(xiàn)場實際情況，結(jié)合新疆北方建設(shè)集團有限公司的施工能力，對廠房施工總體安排如下：

（1）根據(jù)本段廠房施工特點，工程量和現(xiàn)場實際情況，為保質(zhì)保量安全完成施工任務(wù)，本工程將分段展開，把施工劃分為壓力鋼管工程，廠房工程（施工圍堰，廠房土建，機電設(shè)備，電器及金屬結(jié)構(gòu)安裝），尾水渠工程（尾水渠防滲處理，尾水渠反坡，尾水渠開挖及襯砌）三個施工大段，各施工段依次進行段內(nèi)施工。

（2）第一階段施工為廠房基坑開挖，廠房圍堰及尾水渠防滲處理和開挖。該階段主要以機械施工為主，人工輔助，為保證開挖進度，該施工段計劃由兩個機械隊，2個爆破施工隊，1個勞務(wù)施工隊組織實施。計劃施工工期為10個月，含一個冬季期。第二階段施工為廠房土建施工，壓力鋼管施工，機電設(shè)備預(yù)埋工程施工和尾水渠混凝土板襯砌，該階段施工是整個工程最終是否完成的關(guān)鍵階段，需要投入的人、機、材最多，工序間的交叉最頻繁，現(xiàn)場管理的難度也最大，項目部需對施工組織進行嚴(yán)格的控制。項目部計劃投入3個土建施工隊，1個機電安裝隊，1個壓力鋼管安裝隊，機械隊1個。計劃施工工期為14個月，包含一個冬季期。第三階段為水輪機、發(fā)電機、電氣設(shè)備安裝和廠房內(nèi)部裝修階段，投入土建施工隊1個，機電設(shè)備安裝隊2個，機械隊1個。工作重點放在機組設(shè)備、電氣設(shè)備安裝和調(diào)試，確保機組按時發(fā)電。

（3）在施工順序上，首先確定臨時工程的施工，包括進場道路、施工場內(nèi)道路、輸電線路、材料堆放場地的設(shè)置。其次確定廠房基坑開挖道路、圍堰及防滲渠道的場地布設(shè)、棄渣場地的指定。第三為廠房土建工程，壓力鋼管工程、尾水渠工程的施工。最后為廠房機電設(shè)備的安裝、電氣設(shè)備的安裝、廠房內(nèi)部裝修工程。

根據(jù)施工圖紙及設(shè)計招標(biāo)文件，編制出詳細的施工組織設(shè)計，有計劃有步驟組織實施。根據(jù)工程特點，制定出與之相應(yīng)的工期目標(biāo)、質(zhì)量管理目標(biāo)、安全管理目標(biāo)，文明施工管理目標(biāo)，環(huán)保目標(biāo)。

3 電站廠房的主體施工

廠房施工主要程序：施工準(zhǔn)備—→測量放線圍堰施工—→土方開挖及石方開挖—→廠房下部混凝土現(xiàn)澆—→毛石混凝土回填及土方回填—→廠房上部混凝土澆筑—→桁車及鋼屋架等金屬結(jié)構(gòu)制作及安裝—→機電設(shè)備安裝—→二期混凝土澆筑廠房砌筑—→廠房裝修及電氣安裝—→廠房地坪及邊坡預(yù)制混凝土護坡—→驗收

3.1 廠房土石方施工

大山口二級水電站廠房位于開都河一岔流右岸上，該岔流河道寬（25～33）m，深（1～3.0）m。 廠房右側(cè)臨近Ⅳ級階地，地面高程（1 325～1 337）m，上部巖性為全新統(tǒng)沖擊卵石層，厚度約（12～13）m，上部松散，下部中密。下覆基巖巖性為第三系中新統(tǒng)桃樹園組砂質(zhì)泥巖，砂礫巖。根據(jù)地質(zhì)描述，決定對廠房的土方施工采用機械開挖覆蓋層，爆破開挖泥巖層的方法進行。

開挖工作的內(nèi)容包括準(zhǔn)備工作，復(fù)核設(shè)計提供的坐標(biāo)點及控制點，設(shè)置基坑開挖施工控制網(wǎng)，進行場地清理，施工期排水，開挖，爆破，棄渣的運輸及堆放，邊坡監(jiān)測和防護，驗收前的維護以及對廢棄渣場的清理。施工中重點控制開挖邊線及高程，邊坡的穩(wěn)定性及爆破施工中的藥量控制及人員安全疏散。實際施工中，選用了大挖掘機2臺，30 t自卸車6臺，鏟車2臺進行開挖。爆破采用TQ-150型潛孔鉆，散裝炸藥和乳化炸藥，采用預(yù)裂爆破和梯段爆破相結(jié)合的方式進行爆破施工。該施工階段持續(xù)時間10個月，完成砂礫石開挖8萬m3，泥巖爆破開挖15萬m3。按照預(yù)定計劃完成施工任務(wù)。

3.2 廠房主體工程施工

發(fā)電廠房由主廠房、副廠房、安裝間及尾水建筑物組成。主副廠房采用上下游平行布置方式，主廠房位于副廠房下游側(cè)，主機間布置3臺水輪發(fā)電機組，上游側(cè)寬12.3 m,下游側(cè)寬9.1 m，機組間距14.4 m，主機間平面尺寸46.5 m×21.4 m（長×寬），安裝間位于主機間左側(cè)，安裝間平面尺寸21.85 m×21.4 m（長×寬），地面以上與主機間同高，地面以下與水輪機層同高。電站廠房工程項目主要由混凝土澆筑、廠房砌筑及裝修，金屬結(jié)構(gòu)制作及安裝以及機電設(shè)備和電器安裝工程組成。

廠房混凝土主要有：設(shè)備基礎(chǔ)混凝土、尾水混凝土、尾水閘墩混凝土、水下墻混凝土、蝸殼及機墩混凝土、集水廊道混凝土、廠房框架柱、連系梁混凝土、地坪混凝土及二期混凝土。

發(fā)電機層以下底板、水下墻、尾水閘墩、尾水管混凝土、集水廊道等采用C20F200W4二級配混凝土澆筑、發(fā)電機以下板、梁、柱、發(fā)電機層以上框架梁、柱以及二期混凝土等采用C25二級配混凝土澆筑，吊車梁采用C30一級配混凝土澆筑。

水電站廠房細部結(jié)構(gòu)尺寸大，預(yù)埋設(shè)備管路多，孔洞多，受力復(fù)雜，工序交叉作業(yè)較多，相互影響大，必須分層分塊進行澆筑。合理的分層分塊是削減溫度應(yīng)力，防止或減少混凝土裂縫，保證混凝土施工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的整體性的重要措施。因此，廠房混凝土澆筑根據(jù)部位和特性采取分層分塊澆筑，其分層分塊澆筑說明如下：

（1）首先澆筑1 304.755 m以下設(shè)備基礎(chǔ)，水下墻混凝土。根據(jù)結(jié)構(gòu)及預(yù)埋的要求，計劃分為兩次澆筑。在澆筑1 309.1 m以下集水廊道，尾水墻混凝土及尾水管混凝土，計劃分為兩次澆注完畢。由于結(jié)構(gòu)尺寸較大，混凝土澆筑一般以大體積混凝土澆筑為主，注意混凝土的溫度控制。及時覆蓋、灑水養(yǎng)護。防止出現(xiàn)裂縫，影響施工質(zhì)量。

（2） 澆筑水輪機層（高程1 309.1 m～1 316.9 m），按照水輪機蝸殼等埋件的安裝要求，一期混凝土按照高程分別劃分為1 310.9 m、1 313.5 m、1 316.9 m三層，各層一期混凝土澆筑完成后，及時將水輪機蝸殼等埋件安裝固定好，再澆筑二期混凝土。水輪機層主要以各種預(yù)埋件、管路及設(shè)備預(yù)埋為主，要求對預(yù)埋設(shè)備的軸線、標(biāo)高、結(jié)構(gòu)尺寸等測量精確，以避免由于失誤影響后續(xù)工作。

（3）發(fā)電機層（高程 1 316.9 m～1 325 m），一期混凝土根據(jù)尾水閘墩，框架構(gòu)造要求，按照高程劃分為1 319.6 m、1 322.3 m、1 325 m三層，一期混凝土完成后，再安裝發(fā)電機層預(yù)埋件，然后澆筑二期混凝土，二期混凝土分兩次澆筑完畢。

（4）1 325 m高程以上的主副廠房框架柱混凝土澆筑可根據(jù)構(gòu)造柱的結(jié)構(gòu)和不超過5 m高度進行分層澆筑。該澆筑階段主要看主要控制聯(lián)系梁混凝土，承重牛腿柱的混凝土澆筑。保證混凝土的澆筑質(zhì)量，密實度，強度要求，保證桁車的吊裝安全。

（5）尾水閘墩的一期混凝土澆筑至1 325 m高程后，在安裝門槽、軌道埋件后，澆筑二期混凝土。

3.3 廠房混凝土澆筑的原材料及工序工藝的質(zhì)量控制

（1）原材料要求。鋼筋，水泥，粉煤灰等工程所需大宗材料，統(tǒng)一由業(yè)主選定合格廠家采購，材料品質(zhì)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)，品種名稱，型號，規(guī)格，生產(chǎn)廠家，出廠日期應(yīng)標(biāo)示清楚，出廠合格證，生產(chǎn)許可證，出廠檢驗報告齊全。做到未經(jīng)復(fù)檢的材料不得用于施工，不合格的材料嚴(yán)禁使用，材料的運輸，儲存要作好防護，確保材料品質(zhì)符合規(guī)范要求。

（2）混凝土制備，運輸。設(shè)置50混凝土拌和站2座，設(shè)在廠房下游右岸200 m處的施工區(qū)內(nèi)。混凝土攪拌時要嚴(yán)格控制水灰比和混凝土坍落度。砂、石應(yīng)采用電子過磅，力求準(zhǔn)確，混凝土施工前，按照設(shè)計提供的配合比，對進場水泥和砂石骨料進行混凝土配比試驗，要滿足混凝土抗凍、抗?jié)B、強度要求。

（3）模板工程。模板設(shè)計制作及安裝。電站廠房結(jié)構(gòu)復(fù)雜，構(gòu)造多樣，孔洞、梁柱和曲面較多，支模工程量大，立模復(fù)雜。模板的設(shè)計根據(jù)各部位施工方法、進度要求及分層、分塊和結(jié)構(gòu)布置情況來設(shè)計制作。梁、板、柱及墻體等形狀較規(guī)則處的模板采用普通膠合木模板，必要時輔以鋼模，采用塔式腳手架或滿堂架支撐。閘墩及尾水管等處的曲面、弧段和形狀特殊部位，采用自制定型模板，可采用定形鋼模或定型木模。對較規(guī)則、面積相對較的墻體、板等處模板，可采用大型模板組裝，整體制作加固，塔吊輔助吊運安裝。設(shè)計的模板要有足夠的強度，能承受混凝土的澆筑和搗固的側(cè)壓力和振動力，并應(yīng)牢靠地維護原樣不變形。模板安裝必須按混凝土結(jié)構(gòu)物的施工詳圖測量放樣，安裝前必須清除表面污雜物，涂刷脫膜劑等。模板安裝過程中，必須保持足夠的臨時固定支撐點，墻體、梁、柱模板要用Φ48鋼管排架加固，Φ16對銷螺栓對拉，對拉螺栓中間設(shè)止水環(huán)，并輔以剪刀撐和斜撐加固。模板拆除，不承重側(cè)面模板的拆除，混凝土強度達到其表面及棱角不因拆模損傷時，方可拆除；在墩、墻和柱部位在其強度不低于3.5 MPa時，方可拆除。底模在混凝土強度符合相關(guān)規(guī)定后方可拆除。

（4）鋼筋工程。鋼筋制作安裝工藝程序如附圖。

鋼筋制安：鋼筋的種類、型號、直徑等應(yīng)符合圖紙要求，每一批鋼筋均應(yīng)附有產(chǎn)品質(zhì)量證明書及出廠檢驗單。鋼筋在使用之前必須進行試驗，試驗合格方可使用。鋼筋按圖紙要求施工，在加工場加工，運至現(xiàn)場綁扎。鋼筋的表面應(yīng)潔凈無損傷，油漆污染和鐵銹應(yīng)在使用前清除干凈，帶有顆粒狀或片狀老銹的鋼筋不得使用。鋼筋的接頭采用焊接。為保證混凝土保護層的必要厚度，應(yīng)在鋼筋與模板之間設(shè)置強度不低于結(jié)構(gòu)設(shè)計強度的砂漿墊塊。

（5）墻體、梁、板、柱等構(gòu)筑物混凝土施工。建筑物混凝土的澆筑程序從施工準(zhǔn)備至混凝土養(yǎng)護止，其程序如下：

施工準(zhǔn)備—→基面處理—→鋼筋制作—→支?！摻畎惭b檢查評定—→獲開倉證—→混凝土攪拌出站—→運輸入倉—→混凝土平倉振搗澆灌—→混凝土養(yǎng)護—→拆模覆蓋—→灑水—→養(yǎng)護及混凝土表面保護。

混凝土澆筑?；炷翝仓?，應(yīng)對模板、鋼筋、預(yù)埋件的位置、標(biāo)高、軸線、數(shù)量及牢固情況等進行細致的檢查，并作自檢記錄、工序交接記錄和隱蔽驗收記錄。木模板應(yīng)澆水濕潤，縫隙、孔洞要堵嚴(yán)，基坑積水應(yīng)排除干凈，運輸?shù)缆窇?yīng)平整暢通。任何部位混凝土開始澆筑前8 h（隱蔽工程為12 h）必須通知監(jiān)理人對澆筑部位的準(zhǔn)備工作進行檢查。檢查內(nèi)容:地基處理、已澆筑混凝土面的清理以及模板、鋼筋、插筋、預(yù)埋件、止水片和觀測儀器等設(shè)施的埋設(shè)和安裝等，經(jīng)檢驗合格后，方可進行混凝土澆筑?；炷翉母咛幾杂蓛A落高度不超過2 m，如超過2 m必須掛串筒，以保證混凝土不致發(fā)生離析現(xiàn)象。為了保證混凝土結(jié)構(gòu)良好的整體性，混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑，不留或少留施工逢?；炷翝仓髴?yīng)進行振搗密實，分層澆筑時，每層混凝土厚度不超過振動棒長的1.25倍，應(yīng)根據(jù)批準(zhǔn)的澆筑程序分層分塊進行施工，上層混凝土振搗要在下層混凝土初凝之前進行，振搗時要插入下層5 cm左右。在墻體周邊澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)使混凝土均勻上升，在斜面上澆筑混凝土?xí)r應(yīng)從最低處開始，直至達到水平面。混凝土澆筑應(yīng)保持連續(xù)性。在澆筑分層的上層混凝土澆筑前，應(yīng)對下層混凝土的施工縫面，進行沖毛或鑿毛處理?；炷帘砻娣涓C凹陷或其他損壞的混凝土缺陷應(yīng)按規(guī)范規(guī)定進行修補，并做好詳細記錄。混凝土澆筑完畢12 h內(nèi)用適當(dāng)?shù)牟牧习鸦炷粮采w并澆水，使混凝土在規(guī)定時間內(nèi)有足夠的水份濕潤。根據(jù)氣溫，當(dāng)最高氣溫高于25℃，澆搗完畢6 h內(nèi)加蓋澆水養(yǎng)護。養(yǎng)護時間：養(yǎng)護期不少于15天。

二期混凝土施工。二期混凝土澆筑隨埋件設(shè)備安裝進度進行，并根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點分層澆筑，分層厚度一般（2～3）m，按其幾何中心分塊對稱澆筑，以免造成埋件擠壓變形。蝸殼等處二期混凝土模板主要采用木模制作定型模板，其它部位采用普通組合鋼模配合木模。二期混凝土入倉采用泵送至倉前，人工裝倉，振動棒振搗。澆筑二期混凝土前復(fù)核蝸殼等埋件的外型尺寸及相對尺寸，檢查各加工面并清除毛刺、鐵銹，調(diào)整蝸殼等埋件的中心、垂直度在規(guī)范要求范圍內(nèi)，用型鋼加固，經(jīng)監(jiān)理驗收合格，澆筑蝸殼等埋件基礎(chǔ)混凝土，澆筑混凝土應(yīng)專人監(jiān)視，防止蝸殼等埋件垂直度出現(xiàn)偏移。待基礎(chǔ)螺栓的固腳混凝土達到強度要求，用斜墊板和基礎(chǔ)螺栓精調(diào)蝸殼垂直度在0.04 mm/m以內(nèi)，點焊基礎(chǔ)調(diào)整墊板及螺栓，再澆筑上部二期混凝土。

3.4 廠房砌筑及裝修

廠房為混凝土框架柱結(jié)構(gòu)，再采用加氣塊混凝土及粘土磚砌筑。施工程序為先砌體，而后裝修，由下而上進行，砌體完工后，裝修和廠房內(nèi)各種機電設(shè)備按同步進行。因此，必須協(xié)調(diào)好此部工程施工，最后進行各專業(yè)系統(tǒng)調(diào)試聯(lián)運轉(zhuǎn)。主體結(jié)構(gòu)，圍繞著砌體組織流水施工。水、暖照明安裝，裝飾工程施工，按先上后下，先內(nèi)后外的順序組織施工。進行各專業(yè)系統(tǒng)調(diào)試和聯(lián)運調(diào)試、做好成品保護工作。

安裝工程作法為室內(nèi)抹灰前，將所有管道按設(shè)計位置留出。各種預(yù)埋件要按規(guī)定安裝好。預(yù)埋件在混凝土的施工中應(yīng)先預(yù)埋后澆筑，避免事后打洞，電氣管線，主管隨墻進度設(shè)置，不準(zhǔn)事后留槽鑿洞。水、暖、電衛(wèi)安裝工程，在施工中采用保護措施，避免跑、漏、冒、露、堵、銹等問題。門窗安裝嚴(yán)格按技術(shù)規(guī)范和有關(guān)規(guī)定進行施工。

4 結(jié) 語

大山口二級水電站廠房主體工程作為整個工程的重要組成部分，其施工的進度及質(zhì)量關(guān)系到最終能否順利發(fā)電，在全體參建人員的共同努力下，通過科學(xué)的組織，嚴(yán)密的管理，最終按期完成了業(yè)主提出的水電站主體的進度目標(biāo)，這在新疆山區(qū)水電站史上留下了光彩的一篇，也為今后電站廠房施工總結(jié)出寶貴的施工經(jīng)驗。