思林水電站施工總體布置設(shè)計(jì)

葛小博 席燦勇

摘 要：文章簡(jiǎn)要介紹了思林水電站可行性研究報(bào)告中施工組織設(shè)計(jì)的編制過(guò)程和思林電站碾壓混凝土重力壩、引水發(fā)電系統(tǒng)等主體工程施工情況。

關(guān)鍵詞：施工組織設(shè)計(jì)；總體布置；思林水電站

1 概述

1.1 工程概況

思林水電站位于貴州省東北部，烏江干流中游河段，電站距思南縣城水路23km，公路31km，距貴陽(yáng)市328km。電站裝機(jī)容量1000MW，工程樞紐建筑由碾壓混凝土重力壩、引水發(fā)電系統(tǒng)和通航建筑組成，最大壩高117m，主要工程量為：土石方開(kāi)挖約550.94萬(wàn)m3，混凝土231.12萬(wàn)m3，其中碾壓混凝土97.31萬(wàn)m3。

1.2 設(shè)計(jì)過(guò)程

1990年7月完成《思林水電站可行性研究報(bào)告》，并于12月經(jīng)審查通過(guò)，1994年12月完成《烏江思林水電站初步設(shè)計(jì)報(bào)告》（等同原初步設(shè)計(jì)報(bào)告），根據(jù)國(guó)家有關(guān)建設(shè)程序的規(guī)定，以及電力系統(tǒng)的發(fā)展、變化，電力建設(shè)計(jì)劃的變化，2001年9月，烏江水電開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司以黔烏司函字【2001】第21號(hào)《關(guān)于委托貴陽(yáng)院編制思林水電站可研報(bào)告復(fù)核工作大綱的函》，貴陽(yáng)院于2001年11月提交《烏江思林水電站可行性研究報(bào)告復(fù)核工作大綱》，2005年6月完成《思林水電站可行性研究修編報(bào)告》。

2 施工組織設(shè)計(jì)綜述

2.1 施工條件

思林水電站位于貴州省東北部，烏江干流中游。電站公路、水路及鐵路交通均較便利。公路距貴陽(yáng)328km，左、右岸公路分別與省道S304和S203相接。鐵路有川黔線、湘黔線和渝懷線三條鐵路干線；壩址至長(zhǎng)江重鎮(zhèn)——涪陵為通航河段。工程區(qū)為亞熱帶氣候，多年平均氣溫為17.4℃，多年平均降水量為1087mm，降水年內(nèi)分配極不均勻，汛期5～10月占年降水量的76.2%。由于前期由右岸進(jìn)場(chǎng)，因此主要的生產(chǎn)和生活區(qū)布置在右岸下游。

施工電源由國(guó)家電網(wǎng)提供。玉屏-石阡-思南，玉屏-印江-思南110kV供電線路已形成環(huán)網(wǎng)，施工用電考慮在塘頭分接，形成一主一備的施工供電電源；施工用水由烏江抽??；水泥由貴州水泥廠供應(yīng)；粉煤灰由遵義電廠供應(yīng)；鋼材可到貴陽(yáng)、遵義等地采購(gòu)，其他物資可就近解決。

2.2 施工導(dǎo)流

本電站為一等工程，主要建筑物為1級(jí)，導(dǎo)流建筑物級(jí)別確定為Ⅳ級(jí)。思林水電站施工導(dǎo)流經(jīng)多方案比較，采用枯期圍堰擋水、隧洞導(dǎo)流方式，上、下游圍堰均采用土石過(guò)水圍堰，設(shè)計(jì)施工期時(shí)段為11月11日至次年5月10日（六個(gè)月）。洪水標(biāo)準(zhǔn)采用十年一遇洪水重現(xiàn)期，流量為4380m3/s。左右岸各布置一條導(dǎo)流洞，斷面為城門洞型，尺寸為13×15m（寬×高）。

導(dǎo)流洞施工及兩岸壩肩開(kāi)挖時(shí)由原河床導(dǎo)流；主河道截流后，一枯期圍堰擋水，導(dǎo)流洞導(dǎo)流；一汛圍堰過(guò)水，基坑過(guò)流，度汛標(biāo)準(zhǔn)采用全年P(guān)=10%，相應(yīng)導(dǎo)流流量為14000m3/s，二枯大壩碾壓混凝土施工，并在壩體中部375m高程處預(yù)留寬度為47.5m缺口；二汛壩體缺口兩邊繼續(xù)澆筑，導(dǎo)流洞、壩體預(yù)留缺口及底孔聯(lián)合泄流，按P=2%的全年洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，流量為19400m3/s；三枯壩體缺口澆至壩頂設(shè)計(jì)高程，封堵導(dǎo)流洞，河水由表孔下泄。

2.3 料源選擇與開(kāi)采

經(jīng)對(duì)右岸銅鼓坨及巖門兩石料場(chǎng)的比選分析，選用右岸壩址下游0.7km的巖門料場(chǎng)作為混凝土骨料場(chǎng)，并利用通航建筑及引水發(fā)電系統(tǒng)T1y2-2地層有用料補(bǔ)充。巖門料場(chǎng)按自上而下的方式進(jìn)行開(kāi)采。削邦揭頂后，以15m一個(gè)臺(tái)階進(jìn)行深孔梯段微差擠壓爆破，坡面采用預(yù)裂爆破。液壓潛孔鉆鉆孔，180HP推土機(jī)集渣，4m3液壓反鏟挖掘機(jī)裝25t自卸汽車砂石系統(tǒng)粗碎車間。

2.4 主體工程施工

主體建筑物布置相對(duì)較集中，壩身靠左岸布置有通航建筑物，施工難度相當(dāng)大，這就要求主體工程施工設(shè)計(jì)要相互聯(lián)系，彼此兼顧。

2.4.1 土石方開(kāi)挖

主體工程土石方開(kāi)挖總量為334.26萬(wàn)m3，壩肩采用自上而下開(kāi)挖程序和分層梯段爆破開(kāi)挖方式，分層開(kāi)挖臺(tái)階高度為15m。用100型潛孔鉆配手風(fēng)鉆孔爆破，周邊要求預(yù)裂爆破，80～120HP推土機(jī)集渣，3m3裝載機(jī)配20t自卸汽車出渣。壩基河床覆蓋層采用2m3反鏟直接開(kāi)挖并裝20t自卸汽車出渣；開(kāi)挖強(qiáng)度為11.99萬(wàn)m3/月。通航建筑物及引水隧洞進(jìn)、出口邊坡開(kāi)挖施工方法同壩肩。引水洞開(kāi)挖分上、下兩個(gè)臺(tái)階。上臺(tái)階采用三臂液壓臺(tái)車一次開(kāi)挖成形，周邊光面爆破，下臺(tái)階用100型潛孔鉆配手風(fēng)鉆擴(kuò)挖，用3m3裝載機(jī)配15t自卸汽車出渣，引水洞豎井段采用爬罐先反向開(kāi)挖中心導(dǎo)井，再用手風(fēng)鉆正向擴(kuò)大開(kāi)挖。地下廠房分7層開(kāi)挖，采用先導(dǎo)洞或先導(dǎo)井后擴(kuò)大開(kāi)挖方法。

2.4.2 混凝土澆筑

主體工程混凝土總量為185.35萬(wàn)m3，其中壩體碾壓混凝土82.5萬(wàn)m3，占總量約45%。大壩碾壓混凝土劃分六個(gè)碾壓區(qū)施工，最大碾壓倉(cāng)面面積5600m3，375m高程以下（1#～3#碾壓區(qū)）采用自卸汽車通過(guò)倉(cāng)外基坑公路轉(zhuǎn)運(yùn)入倉(cāng)，在EL.375高程以上（4#碾壓區(qū)）采用自卸汽車從真空溜管出口受料，倉(cāng)內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)，左岸5#碾壓區(qū)和6#缺口碾壓區(qū)，碾壓混凝土均由布置于上游壩面的皮帶機(jī)運(yùn)送入倉(cāng)。常態(tài)混凝土及模板采用門機(jī)及固定走索運(yùn)送入倉(cāng)。通航建筑物采用布置于本體段356m高程的2臺(tái)塔機(jī)澆筑。

根據(jù)溫控計(jì)算，12、1、2、3月采用自然入倉(cāng)澆筑碾壓混凝土，即基礎(chǔ)溫差滿足要求。4、5、10、11月份澆筑的混凝土通河水冷卻即可滿足溫控要求，通水時(shí)間15天。6、7、8、9月份澆筑的混凝土需通15℃冷卻水。除此之外，應(yīng)根據(jù)不同的部位、不同的澆筑時(shí)期，采取相應(yīng)的表面保溫措施，以滿足內(nèi)外溫差要求。

2.4.3 金屬結(jié)構(gòu)安裝

發(fā)電機(jī)組大件運(yùn)輸均從右岸進(jìn)入工地，然后通過(guò)進(jìn)廠交通洞到達(dá)廠房的安裝間，在安裝間利用事先安好的起重設(shè)備（橋機(jī)）進(jìn)行吊裝。攔河壩溢流表孔閘門利用設(shè)置在壩頂上的永久檢修門機(jī)進(jìn)行安裝，其他閘門均利用已有的混凝土澆筑起重機(jī)械進(jìn)行吊裝，壓力鋼管采用整體式運(yùn)輸，最大運(yùn)輸尺寸？準(zhǔn)8×3m，運(yùn)輸重量約40t，采用臥式運(yùn)輸。

2.5 施工交通運(yùn)輸

思林水電站對(duì)外交通運(yùn)輸方式根據(jù)工程條件，采用以公路為主，鐵路、水路補(bǔ)充的聯(lián)合運(yùn)輸方式。外來(lái)運(yùn)輸總量為152.15萬(wàn)t，距壩址較近的鐵路有川黔線、渝懷線和湘黔線。遵義站、鎮(zhèn)遠(yuǎn)站、馬場(chǎng)坪站、孟溪站距工地里程分別為232km、143km、247km、163km。壩址至涪陵為五級(jí)通航河道。左、右岸公路分別與省道S304和S203相接。重大件運(yùn)輸選擇公路運(yùn)輸，線路為遵義-湄潭-構(gòu)皮灘電站-龍溪-塘頭-廠房安裝場(chǎng)。場(chǎng)內(nèi)主干道為左岸3#、4#公路，右岸為1#、2#公路。上下游臨時(shí)索橋溝通左右岸，思林永久大橋施工期及永久溝通左右岸。

2.6 施工工廠設(shè)施

2.6.1 砂石混凝土系統(tǒng)

全工程共需成品砂石骨料440萬(wàn)t，在壩址右岸上、下游處各設(shè)置一個(gè)砂石和混凝土系統(tǒng)。上游高砂石系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)毛料處理能力為800t/h，中碎工段處理能力為375t/h，制砂工段處理能力為300t/h。粗碎設(shè)置2臺(tái)P400反擊式破碎機(jī)，最大進(jìn)料粒徑為750mm；中碎設(shè)置2臺(tái)S200DC反擊式破碎機(jī)；制砂采用3臺(tái)PL8500立軸沖擊破和1臺(tái)MBZ2136棒磨機(jī)。高混凝土系統(tǒng)選用4×3m3自落式混凝土拌和樓2座，設(shè)備生產(chǎn)能力分別為：常態(tài)混凝土480m3/h，碾壓混凝土360m3/h。低砂石系統(tǒng)的毛料設(shè)計(jì)處理能力為350t/h。低混凝土系統(tǒng)選用2×3m3強(qiáng)制式拌和樓1座，設(shè)備生產(chǎn)能力分別為：常態(tài)混凝土240m3/h，碾壓混凝土180m3/h。

2.6.2 風(fēng)、水、電及通訊

設(shè)五座空壓站，分別供應(yīng)左右岸施工用風(fēng)點(diǎn)，系統(tǒng)用風(fēng)量為680m3/min。裝機(jī)供風(fēng)量為840m3/min。

本工程施工高峰時(shí)段用水規(guī)模為50000m3/d，其中生產(chǎn)用水規(guī)模為45000m3/d，生活用水規(guī)模為5000m3/d。施工供水系統(tǒng)設(shè)于壩址上游右岸，上游索橋上游100m處。

施工高峰用電負(fù)荷為16150kW，工地設(shè)10kV變電站一座，位于思林大橋右岸橋頭，按設(shè)計(jì)用電負(fù)荷18000kW設(shè)計(jì)。變電站設(shè)1臺(tái)10000kVA、110/10kV變壓器和1臺(tái)800kVA、110/10kV變壓器，兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行。設(shè)6回10kV線路送至各施工用電點(diǎn)。

施工臨建設(shè)置一臺(tái)500L程控交換機(jī)，永久通訊由工地至思南縣開(kāi)設(shè)十二路載波，作為中斷線將工地施工用交換機(jī)接入思南縣交換機(jī)。

2.7 施工總布置

2.7.1 施工分區(qū)

施工總布置以右岸為主，砂石系統(tǒng)、混凝土系統(tǒng)、施工輔助企業(yè)、施工變電站、料場(chǎng)等均布置在右岸。左岸主要布置業(yè)主營(yíng)地和部分施工生活區(qū)。

2.7.2 土石方平衡及渣場(chǎng)規(guī)劃

本工程土石方開(kāi)挖共計(jì)551萬(wàn)m3（自然方），圍堰等填筑128.8萬(wàn)m3（松方），開(kāi)挖料中可回采加工制成砂石骨料、并運(yùn)至冉家坨存料場(chǎng)的有163萬(wàn)m3（松方）。經(jīng)分析，運(yùn)至棄渣場(chǎng)的最大棄渣量為551萬(wàn)m3（自然方），松方為827萬(wàn)m3；施工動(dòng)態(tài)平衡存渣210萬(wàn)m3（松方），最終棄渣量617萬(wàn)m3（松方）。

共設(shè)置4個(gè)棄渣場(chǎng)。左岸有2個(gè)，為小溪溝渣場(chǎng)、后壩渣場(chǎng)；右岸2個(gè)，為郭家坨渣場(chǎng)和冉家坨渣場(chǎng)。其中冉家坨渣場(chǎng)的堆存回采條件較好，作為存料棄渣場(chǎng)。渣場(chǎng)規(guī)劃總?cè)萘?54.86萬(wàn)m3，可以滿足工程需要。

2.8 施工總進(jìn)度

施工籌建期七個(gè)月。主要應(yīng)完成的工作項(xiàng)目：對(duì)外交通建設(shè)（新建與擴(kuò)建），場(chǎng)外輸變電及通訊工程、征地及移民、工程招評(píng)標(biāo)及簽約等。第一年8月至第三年11月為施工準(zhǔn)備期，應(yīng)完成場(chǎng)內(nèi)公路、橋梁修建以及為施工必需的風(fēng)、水、電系統(tǒng)、施工企業(yè)、砂石系統(tǒng)、混凝土拌和系統(tǒng)和辦公及生活福利設(shè)施等。第三年11月初截流，緊接著堆筑圍堰。第四年1月圍堰閉氣、基坑排水。第四年5月初（汛前）完成上游圍堰護(hù)面混凝土施工及下游碾壓混凝土圍堰澆筑。第四年5月初至10月底基坑度汛。第四年11月初至第五年5月初壩體澆筑至375m高程并預(yù)留缺口（6#碾壓區(qū)），缺口兩側(cè)（4#、5#碾壓區(qū)）均勻上升到EL.410高程，第五年汛期除缺口外，壩體混凝土澆筑基本完成。同時(shí)，通航本體閘室段及引水系統(tǒng)進(jìn)水口混凝土澆筑在第五年12月底竣工。第五年11月初至第六年2月底完成壩體缺口部位混凝土澆筑，即壩體混凝土在2009年2月底全部竣工。至第六年5月，完成攔河壩、通航建筑及引水系統(tǒng)進(jìn)出口金屬結(jié)構(gòu)安裝。第六年1月至5月導(dǎo)流洞封堵施工及圍堰拆除。5月底水庫(kù)下閘蓄水，第六年7月1日首臺(tái)機(jī)組發(fā)電，以后每隔4個(gè)月左右投產(chǎn)一臺(tái)機(jī)組，至第七年6月底四臺(tái)機(jī)組全部發(fā)電，電站竣工。

3 結(jié)束語(yǔ)

貴陽(yáng)院早在1980年就已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行思林水電站的勘測(cè)設(shè)計(jì)工作，也聚集了我院很多水電前輩們的智慧，因此，可行性修編研究也是在前輩們的基礎(chǔ)上進(jìn)行了大量的方案比較分析，在確保工程質(zhì)量安全的前提下，力求經(jīng)濟(jì)、合理。

作者簡(jiǎn)介：葛小博（1980-），男，陜西西安人，高級(jí)工程師，主要從事水利水電施工組織設(shè)計(jì)工作。