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所屬欄目:電力論文 發布日期:2010-08-25 09:39 熱度:
摘要:古勒電站由于提前發電的需要,導致導流洞在承擔較大水頭壓力下進行封堵,給堵頭設計和施工帶來很大的困難。建設單位經過詳實的計算,精心的施工組織,終于克服困難,順利完成施工任務,為企業贏得了榮譽,也為類似工程施工提供了而一個有益的參考。
關鍵詞:導流洞,封堵,設計,施工,經驗
1.工程概況
古勒電站位于云南省普勒縣境內的普廳河皈朝鎮至古勒鄉河段內,是普廳河干流梯級規劃的第六個電站。電站距普勒縣城90km,首部樞紐距普勒縣古勒鄉5.6km。該工程為可調節式引水發電工程,裝機容量2×20MW。樞紐由混凝土重力壩及其附屬建筑物取水口、引水隧洞、調壓井、壓力鋼管、地面廠房及升壓站等建筑物組成。
電站混凝土重力壩壩軸線總長115.5m,壩頂高程398.0m,壩底高程288.0m,最大壩高110m。
由于提前發電的需要,在導流洞封堵混凝土還沒有施工的情況下庫區水位已抬高20m,結果發現在導流洞進口閘門下游側的導流洞底板混凝土被破壞,形成滲漏通道,導流洞內水流達到2~2.5m3/s,洞內水流加大導致流速急劇加大。封堵方案需重新設計計算并需要在主汛期來臨之前迅速完成施工。
2.施工設計
原計劃導流洞分二段進行封堵,每段長度10m,但由于庫區水位抬高,洞內水流流速加大,并封堵時期在臨近汛期,極有可能隨時發生洪水,造成安全事故,為了加快導流洞封堵速度,必需進行導流洞最小封堵長度計算,盡量壓縮導流洞第一段的封堵施工時間。導流洞第一段的封堵長度成為本次封堵成功與否的關鍵性問題。
導流洞封堵長度計算:Lmin=KP/(wγf+λC)
其中:Lmin—堵頭最小封堵長度
K—安全系數,1.1-1.3
P—水頭推力,要化成單位為t。水頭的推力為1/2*r(h1+h2)*S(水壓力面積),這樣算下來是KN,除以9.8以后為t。r=9.8。
γ—混凝土容重,2.25t/m3
w—導流洞面積
f—摩擦系數,一般為0.6-0.65
λ—導流洞孔洞周長
C—混凝土與巖石(或混凝土)接觸面的粘結力,一般5-20t/m2。
由于本工程導流洞封堵存在諸多不穩定因素,所以取各參數最大進行計算,取安全系數K=1.3,摩擦系數f=0.6,粘結力C=5t/m2,經過計算Lmin=5.6m,長度小于設計長度,也滿足水頭壓力要求,最終取Lmin=6m進行施工。
3.主要難點及對策
導流洞內水流流量已經加大,排水問題極為突出,原設計的二根D=20cm鋼管已經無法滿足排水要求,需要重新進行計算和設計。
根據計算采用4根D=50cm直徑鋼管并排布置(每根鋼管之間預留距離0.3m,鋼管底部采用預制混凝土塊進行支撐,混凝土塊高10cm)進行排水,每根鋼管長度都達到12m,鋼管直接穿過上游圍堰和下游圍堰,覆蓋第一封堵段,可埋入第二封堵段的長度為3m。每根鋼管出口設止水閥,在第一段混凝土澆筑完成以后將止水閥關閉,澆筑第二段混凝土時直接將止水閥埋入混凝土中,相應的第二段混凝土澆筑長度加長3m。這樣既保證了第一封堵段的干地施工條件,又使混凝土封堵段達到了后期水頭抗壓的要求條件。
因庫區水位抬高,導流洞閘門下游側底板有破壞,洞內滲水流量增加,封堵段排水管加大增多,故封堵段上下游圍堰也必須進行重新計算調整。經過計算采用的排水鋼管高度為40cm,墊高10cm,那么上下游圍堰必需達到50cm以上才可以擋水,最終確定上游圍堰高度80cm,下游圍堰高度50cm。
由于導流洞內水流流量大、流速急等特點,土石圍堰、混凝土圍堰、磚砌體圍堰等施工起來非常困難,經過經濟和工期等多方面對比,最終采用編織袋裝粘土進行圍堰堆砌。
由于洞內水流流速大,人員、設備等進洞非常困難,所以在下游圍堰左側靠近導流洞邊墻位置設置了縱向圍堰,縱向圍堰也采用編織袋裝粘土進行圍堰堆砌。縱向圍堰高度50cm,寬度2.5m,滿足人員和小型設備的進入。
由于導流洞封堵位置距離導流洞出口距離為560m,而洞內水流流速大,汽車等運輸設備進入洞內非常困難。所以混凝土的澆筑方式,人員、設備的進洞方式等都要從新進行設計。
混凝土澆筑采用II級混凝土泵送系統進行導流洞封堵段的混凝土澆筑。拌制混凝土的砂石料等原材料都進行了嚴格挑選,混凝土配合比進行了多次試驗,以杜絕混凝土泵堵管和各類其它情況發生。
在第一封堵段施工過程中若發生洪水,那么庫區水位將再次上升,導流洞洞內水流量隨時都有可能再次加大,如何保證施工人員的安全也是關鍵性的問題,為此需采取以下措施:導流洞出口水流直接排往與河床相連的沖溝內,為了防止萬一發生人員被水流沖出導流洞后進入沖溝內的問題,在沖溝起點的水流突變的位置設置3道安全網;在導流洞第一封堵段下游側每隔30m位置設置安全平臺,平臺高度2.5m,直接在導流洞右邊墻上布置錨筋固頂,與導流洞底部采用鋼筋爬梯相連;派人員24小時監控上游庫區水流情況;與當地防洪和水位監測部門保持聯系,與當地政府部門、醫療部門等保持聯系,掌控可能發生的一切情況。
4.導流洞封堵工程施工
4.1主要施工布置
(1)混凝土生產系統
利用在重力壩左側建立的拌和樓拌制混凝土,自卸汽車運輸混凝土到導流洞洞口布置的I級混凝土泵輸送泵內,輸送泵供混凝土料至洞內的II級混凝土泵內,II級混凝土泵供料至澆筑點。
(2)風、水、電的布置
風的布置:利用移動式3m3柴油空壓機供風。
水的布置:主要利用上游滲水,一臺7.5KW潛水泵加壓至使用點。
電的布置:洞內用電設備采用電纜線路沿隧洞側壁上部敷設。照明線路為32V低壓線路。
4.2混凝土施工
(1)錨筋施工
錨筋等施工在洞內上下游圍堰形成、洞內水流從布置的鋼管進行過流以后、第一封堵段形成干燥工作面的情況下進行。
(2)新老混凝土面鑿毛處理
新老混凝土面鑿毛全部采用風鎬、人工等方式進行,鑿毛面得麻面程度達到90%以上。
(3)埋件制安
所有預埋件包括止水、排水設施等均按設計和施工規范要求進行埋設,混凝土澆筑前按“三檢制”程序進行檢查驗收,并經監理工程師簽證認可后,方進行下道工序施工。
(4)混凝土模板施工
第一封堵段的混凝土模板全部采用小型鋼模板,在下游側預留多處混凝土泵管入口,封堵段內部架設簡易鋼管操作平臺。由于封堵以后上游側的模板無法拆除,所以上游側的模板將直接作為上游側混凝土面的保護層面。
(5)混凝土澆筑
本部位的混凝土工程施工主要是導流洞封堵段的混凝土澆筑施工,工程量約為617.4m3,其中錨桿54根,固結灌漿55m,回填灌漿67m2。
采用兩臺HB30混凝土泵接力進行混凝土澆筑。一臺布置在導流洞出口平臺上,一臺布置在洞內離澆筑點150米處。混凝土運輸采用自卸汽車。
4.3施工質量管理
(1)堅持特殊工程持證上崗制度,如電焊工、鉆機工、灌漿工等必須由有上崗證的人員施工。
(2)建立質量責任終身制制度。
(3)拌制混凝土時,嚴格按照現場試驗室簽發的混凝土配料單(經監理單位批準)進行配料,并按《水工混凝土試驗規程》,在出機口和澆筑倉內進行混凝土取樣試驗,任何人不得隨意更改混凝土配合比。
(4)混凝土施工嚴格執行質量三檢制。拌和樓只有在接到有開倉證明后才能開機攪拌混凝土、開始一條龍生產,嚴禁私自不經允許開機。
(5)混凝土澆筑過程中執行嚴格的旁站監督制,由專職質量檢查員對混凝土生產特別是混凝土的現場平倉振搗進行嚴密的監控。
4.4安全生產保證措施
(1)施工人員進入施工現場必須戴安全帽,嚴禁穿高跟鞋、拖鞋等進入施工現場。
(2)施工中的用電設施架設、安裝、維護必須由專職電工實施,并符合有關要求。
(3)施工區域內設置足夠的照明系統,在凡可能漏電傷人的電器設施及建筑物均應設接地裝置或漏電保護裝置,并定期派專業人員進行檢查。
(4)施工過程中,安全生產措施不落實不施工,安全員必須持證上崗,實行安全生產一票否決制,并實行嚴格的安全生產獎懲制度。
(5)洞內施工區搭設安全自救平臺。
(6)洞內設交通車一臺(采用裝載機)。
(7)保證洞內與洞外聯系暢通,配對講機2組。
(8)專人負責洞內上游水位觀測,及時向施工區通報水位變化。
5.結束語
古勒電站由于提前發電的需要,給導流洞封堵帶來了很大的施工難度。設計復核計算和科學合理的施工方案、精心細致的組織施工成為關鍵問題。我們經過大量細致的工作,終于按期順利完成了任務,給工程劃上了完美的句號。也可為類似工程施工提供了可行的參考。
參考文獻
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文章標題:古勒電站導流洞封堵設計及施工
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