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上程水电站施工组织设计简述 杨德贵 （ 广西玉林水利电力勘测设计研究院，广西玉林5 3 7 0 0 0 ） 摘要上程水电站可行性研究阶段的施工组织设计，主要研究了该土石坝施工导流布置、坝体 填筑规划、地下引水发电系统施工规划等技术问题。工程采用河床一次断流、土石围堰挡水、隧 洞导流、主体工程全年施工方式，施工组织设计中还对料场选择与开采、主体工程施工、施工总 布置及对外交通等进行设计研究。 关键词可行性研究；施工组织设计；上程水电站 2 0 0 6 年 1 0 月第 5 期总第 1 3 3 期 1工程概况 上程水电站位于广西壮族自治区贺州市 步头镇东北，距步头镇 1 4 . 2 3k m ，大坝位于 永和村附近的白石水与大桥水两溪流汇合口 下游 2 2 0m处。电站枢纽主要由均质土坝、 溢洪道、发电引水隧洞、地下发电厂房等建 筑物组成。均质土坝最大坝高 6 7 . 2m ，大坝 正常挡水位 5 3 5 . 0 0m ，坝顶高程 5 3 7 . 2 0m ， 坝顶长 2 4 9 . 0 0 m 、宽 7 . 0 0 m 。水库库容为9 9 6 1 万 m 3 ，电站装机容量 9 0 M W。 地下引水发电系统包括发电引水隧洞和 地下厂房。发电引水隧洞全长约 9 8 9 4 m ，隧 洞开挖跨度 4 . 5 0 ～ 5 . 5 0m 。地下厂房由主厂 房、主变洞、尾水室、出线兼通风洞和进厂 交通洞等建筑物组成。主厂房长8 0 . 0 m 、宽 1 3 . 5 m 、高 2 9 . 6 m ，厂房内安装 3 台冲击式水 轮发电机组。施工规划主要研究洞室施工顺 序、施工方法、施工通道布置及施工工期安 排等关键技术问题。 2施工组织设计内容简述 2 . 1施工导流 施工导流方式为河床一次断流，土石 围堰挡水 （汛期采用大坝挡水），导流隧洞 导流，主体工程全年施工方式。水库库容 9 9 6 1 万 m 3 ，最大坝高 6 7 . 2 m 。本工程为Ⅲ等 工程，大坝为 3 级建筑物，根据 水利水电 工程施工组织设计规范 规定，导流建筑物 级别为Ⅴ等 5 级，土石围堰导流设计标准为 5 年一遇洪水。根据大坝工程量，大坝可在一 个枯水期内填筑出渡汛水位以上，围堰使用 期限短。因此，为节省工程投资，本导流设 计标准采用枯水期 1 0 月 1 日至第二年 3 月 3 1 日时段内 5 年一遇洪水标准，其相应洪峰流 量为 5 3 m 3 / s 。 由于坝址处于高山峡谷区，河床狭隘， 不宜分期布置施工围堰和开挖导流明渠，且 均质土坝不能过流。经分析比较，施工导流 采用围堰断流隧洞导流方式，汛期采用大坝 挡水，导流隧洞过流的方式。施工导流洞布 置于大坝左岸山体内，进口离左坝肩约 5 0 m ， 出口位于溢洪道挑流鼻坎底部顺接于原河床。 导流隧洞进口高程 4 8 0 . 0 0m , 出口高程为 4 6 6 . 0 0 m ，隧洞总长3 8 8 . 5 0 m , 洞径为2 . 5 0 m ， 用钢筋混凝土衬砌。施工围堰布置在坝址上 游，围堰采用土石围堰，上游设计堰前水位 4 8 4 . 7 3m ，取堰顶高程为 4 8 6 . 0 0m , 其最大堰 高 1 0 . 0 0 m ，堰顶宽 7 . 5 0 m ，上、下游边坡均 取 1 ∶ 2 。由于坝址至隧洞出口河道底高程自然 落差为 5 m ，导流水流考虑自由流走，下游不 设围堰。大坝临时渡汛设计洪水标准根据坝 型及坝前拦洪库容，采用 5 0年一遇洪水标 准，其相应天然洪峰流量为 5 1 3 m 3 / s 。 上程水库计划第 3 年 3 月 1 日下闸蓄水， 至第 3 年 9 月 1 日蓄到正常蓄水位，库水位 1 1 从 4 8 0 m蓄至 5 3 5 m用 6 个月时间，平均每个 月水位上涨 9 . 2 m 。 2 . 2料场选择与开采 土料场选用第一和第二土料场。第一土 料场位于坝址右岸上游 4 0 0m ，储量 1 3 1万 m 3 ；第二土料场位于坝址左岸上游 7 0 0 m ，储 量 3 0 0 万 m 3 。 石料场选用马鞍山和白鸠冲石料场。马鞍 山石料场位于坝址右岸上游28 0 0m ，岩石为 灰岩，总储量 4 0 0 万 m 3 ；白鸠冲石料场位于 坝址右岸上游 8 0 0 m ，岩石为花岗岩，总储量 2 4 0 万 m 3 。 2 . 3主体工程施工 2 . 3 . 1大坝施工 对上程水电站均质土坝的施工，重点研 究解决料源规划、坝料分区供应规划等关键 技术，以确定合理的坝体填筑强度和进度。 本工程填筑土方 1 5 0 . 8万 m 3 ，其中大坝填筑 土方为 1 2 9 . 3万 m 3 。根据料场规划，土料选 择位于坝址上游，开采和运输条件较好的第 一、二土料场。土料可同时从左右两岸第一、 二土料场开采、运输上坝。坝料运输方式以自 卸汽车通过公路上坝，运输以 1 5 t 自卸汽车为 主。对上坝公路的布置，采用岸坡公路布置 方式，在主要上坝的左右岸上游，均布置 3 层道路。道路标准为当地材料加固的等外公 路，路面宽 4 . 5 m ，局部加宽作错车道。 大坝工程是本工程受洪水威胁的施工项 目，安排在第一年 1 0 月开始施工，第二年汛 期坝前 5 0 年一遇洪水水位为 5 0 0 . 7 3 m ，要求 大坝第二年 3 月底前填筑至 5 0 2 . 5 0 m拦洪高 程，此高程以下大坝坝体填筑工程量为 7 7 万 m 3 。因一个枯水期完成此工作量施工强度过 大，计划把整个坝体填筑至 4 9 1 . 0 0 m高程后， 按大坝临时断面加高, 即临时坝顶高程为 5 0 2 . 5 0 m ，临时坝顶宽 4 0 m , 下游坝坡按 1 ∶ 2 ， 上游坝坡按永久坝坡不变，此高程以下大坝 坝体填筑工程量为 5 6 万 m 3 。按枯水期月工作 日数 2 5d计，每天需填筑约 45 0 0m 3 。若每 天按工作 2 个台班计，2 0 台 1 5 t 自卸汽车同 时从左右两岸第一、二土料场开采后运输上 坝，可满足填筑强度要求。 2 . 3 . 2发电引水隧洞施工 上程电站发电引水隧洞开挖长约98 9 4m ， 是工程施工总工期的控制性项目，施工支洞 的布置将直接影响电站的发电工期。根据隧 洞的布置情况，结合沿线的地形地质条件， 隧洞施工共布置 3 条施工支洞，其中 1条从 进厂交通洞进入，加上进出口工作面，可提 供 5 个施工工作面同时施工。主洞拟采用无 轨运输方法开挖，支洞断面采用 4 . 0 m 4 . 0 m （ 宽 高 ） 的城门洞形，一般为单车道，在地 质条件较好的适当位置设置错车道。 隧洞开挖主洞和施工支洞掘进采用全 断面开挖、周边光面爆破的方法施工。钻孔 设备采用 Y T - 2 8 气腿式手风钻，钻孔直径为 4 2 m m ，人工装药爆破，2 m 3装载机和 5 t 自 卸汽车出碴。根据隧洞沿线的地质条件，在 不同类别的围岩中，采用不同的开挖循环进 尺和临时支护措施。 隧洞混凝土衬砌隧洞混凝土衬砌采用 钢模台车施工，分别由进口和进厂交通洞口 的拌和站供应混凝土，5 t 自卸汽车运至工作 面，用 H B - 6 0 型混凝土泵送入仓，人工振捣。 喷锚支护在1 4 7 3 ～ 1 7 1 5和 4 1 5 0 ～ 4 5 2 7 两段岩层褶皱轴部需进行喷锚支护，顶 拱采用长 3 m 、直径 2 5 m m的系统锚杆进行加 固，每一断面布置锚杆 5 根、间距 3 m 。钻孔 采用手风钻造孔，用注浆机灌注水泥砂浆，人工 插入锚杆。挂直径6 m m 、间距 2 0 c m 2 0 c m的 钢筋网，并对围岩适时进行喷混凝土支护， 封闭岩体表面。喷混凝土采用 P Z - 5 型混凝土 喷射机，容量为 4 ～ 5 m 3 / h ，喷射厚度 1 0 c m ， 分两次喷护，喷层间歇时间 2 0 m i n 左右；拌 和使用 0 . 2 5 m 3的强制式搅拌机。 随机锚杆在围岩稳定性差，顶拱易发 生掉顶塌方，侧壁易产生鼓帮的洞段，在每 茬炮后及时打随机锚杆。锚杆直径 2 5 m m ，长 3 m 。安装锚杆采用锚固剂，随机锚杆的数量 暂按 5 0 根/ 1 0 0 m预备。 2 . 3 . 3地下厂房施工 地下厂房是工程关键项目, 在工程勘探 1 2 期沿进厂交通洞布置勘探平硐至主厂房，在 施工准备期利用该平硐进行进厂交通洞的扩 挖，工程正式开工后即可进行地下厂房的开 挖。进厂交通洞全长 1 1 0 0 m 。 地下厂房的施工支洞布置见图 1 。从进厂 交通洞末端分岔引 1条施工支洞到主变洞顶 拱高程进行主变洞的开挖，该洞称“厂 1号 支洞” ，长 2 4 6 . 5m ，利用该洞进行主变洞上 部、顶拱永久支护和岩壁吊车梁的施工。在 1 号支洞末端布置通风兼出线洞从主厂房顶拱 前经过，设 1 条短支洞进入主厂房顶拱区进 行主厂房上部、顶拱永久支护和岩壁吊车梁 的施工，该洞称“厂 2号支洞” ，长 4 1 . 5m 。 在进厂交通洞中厂 1号支洞前，布置“厂 3 号支洞”下到尾水洞岔洞前，利用该洞进行 尾水洞后半部及尾水岔洞的施工，3 号支洞长 2 0 6 . 5 m 。 从进厂交通洞进入主厂房进行地下厂房 下部和主变洞下部的开挖和其它施工作业。 开挖完成后进行主厂房一、二期混凝土浇筑 与机组安装，主变洞的混凝土浇筑及主变设 备的安装。 地下厂房开挖地下主厂房的开挖分上、 下两部分，上部分为Ⅰ、Ⅱ区，每区开挖高 度为 5 m ，共 1 0 m 。开工后先进行进厂交通洞 的扩挖，从其末端开挖厂 1 号支洞及分岔厂 2 号支洞，从厂 2号支洞进入主厂房上部，进 行地下厂房顶拱区Ⅰ、Ⅱ区的开挖及顶拱永 久支护和岩壁吊车梁的施工。顶拱部分采用 中心导洞先进，两侧扩挖的方法施工，汽腿 式风钻钻孔，周边光面爆破。第Ⅱ层为岩锚 梁区，本层开挖方法同顶拱区，但对岩锚吊 车梁部位要求开挖轮廓准确。采用 2 m 3装载 机配合 5 t 汽车从厂 2 号支洞经 1 号支洞到进 厂交通洞出碴。 主厂房下部从进厂交通洞进入，进行第 Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ层的开挖，采用台阶法施工，1 0 0 型潜孔钻钻孔爆破，2m 3装载机配 1 5t 自卸 汽车从进厂交通洞出碴。第Ⅲ区层高 8m ， Ⅳ、Ⅴ区各高 7 m 。开挖完成后进行一、二期 混凝土浇筑与机组安装。 由于地下厂房边墙和顶拱采用锚喷作为 永久支护，为减轻爆破振动对围岩的影响， 主厂房和主变洞台阶法施工的部位周边应采 用预裂爆破。 混凝土浇筑主厂房和主变洞混凝土浇 筑采用在洞口拌和后用 5t 自卸汽车运至洞 内，使用先期施工好的厂内行车配合 2 m 3吊 罐入仓。岩锚吊车梁部位的混凝土浇筑使用 混凝土泵送入仓，人工振捣。 喷锚支护厂房顶拱部位需进行喷锚支护， 顶拱采用长5 m 、直径 2 5 m m的系统锚杆进行 图 1 厂区施工支洞布置图 1 3 2 0 0 6 年 8 月 1 1 日 上午 9 点 ， 英德市白石窑水电 厂正副厂长、 厂总工程师、 生产技术科长、 人事科长、 检 修车间主任等领导汇聚检修车间办公室，召开了一场 别开生面的评聘小组会，对参加竞聘检修车间班组长 的 1 6 位职工进行第二阶段考核面试，将评聘 1 3 位职 工担任检修车间和各专业班组的领班组长 （ 第一阶段 考核为参加竞聘的职工向评聘小组递交竞聘自荐书面 材料， 已经在 2 0 0 6 年 7 月底完成） 。 白石窑水电厂自投产发电以来，始终坚持以人为 本， 重视人才队伍建设， 提倡“ 创建学习型组织， 争当知 识型职工” 。 几年来， 电厂共派 1 0 0 0 多人次到外地参观 学习， 有 1 5 0 0 多人次参加各类专业技术培训班、 报告 会和到高等院校学习深造，为电厂造就了一支高素质 的专业技术人才队伍。 检修车间新一届领导到任不足一个月，即对车间 班组长采用竞争上岗方式评聘，是白石窑水电厂改革 人事制度的具体表现， 真实体现了用人唯贤、 人尽其才 的用人制度，最大限度地激发了广大职工工作的积极 性和创造性， 将为电厂提高工作效率， 多发电、 发好电 发挥最大的作用。 （ 白石窑水电厂 邓南景报道） “ “ “ “ 动态报道 白石窑水电厂采用 竞争上岗方式评聘检修车间班组长 加固，锚杆梅花型布置，间距 2 m 2 m 。钻孔 采用手风钻造孔，用注浆机灌注水泥砂浆，人 工插入锚杆。挂直径6 m m 、间距 2 0 c m 2 0 c m 的钢筋网，并对围岩适时进行喷混凝土支护。 喷混凝土采用 P Z - 5型混凝土喷射机，容量 为 4 ～ 5m 3 / h ，喷射厚度 1 5c m ，分 3次喷护， 喷层间歇时间 2 0 m i n 左右；拌和使用 0 . 2 5 m 3 的强制式搅拌机。 2 . 4施工交通运输 运输方式以公路运输为主。大件设备运输 重量水轮机转轮体5 0 t ，发电机定子 1 1 0t ， 主变压器 8 0 ～ 1 0 0 t 。为此，上程水电站的对外 交通公路分 2 条道路分别连通发电厂房和大 坝，公路等级分别为四级和等外级一条为 规划新建从步头跨贺江到上程厂房的四级公 路 1 4 . 2 k m ；另一条从步头镇沿新拟定的进厂 公路至新建贺江大桥左桥头到达坝首，路线 全长 5 8 . 4 k m 。步头镇至八步 4 0k m ，为二级 公路，八步主要对外交通线路有①桂林火 车站至八步 （3 2 1 、3 2 5国道） 公路2 0 8k m ， ②柳州火车站至贺州市（ 3 2 3 国道 ）公路2 6 2 k m 。 重大设备由桂林或柳州等铁路再转公路运至 工地，路况能满足要求。 2 . 5施工总布置 根据本工程的枢纽布置特点、地形和场 地条件，施工布置按照“集中与分散相结合” 的原则进行，结合工程施工管理和场地条件， 施工分大坝工区、隧洞首部、1 号支洞、厂房 交通洞口与尾水洞出口 4 个工区布置, 各分区 布置均设置有相应的生产及生活设施。 2 . 6施工总进度 本工程为中型电站，引水系统线路长， 工程量大，地下厂房施工复杂，因此对控制 性项目和受洪水影响的工程施工总进度计划 考虑采用较先进的施工技术、施工机械和安 全措施。根据以上安排，上程电站第 1台机 组发电工期为 3 2 个月 （ 2 年 8 个月 ） ，总工期 为 3 6 个月 （ 3 年 ） 。其中准备工程 6 个月，主 体工程工期 3 2 个月，完建期 4 个月。工程筹 建期为 1 年，不计入总工期。 3结语 上程水电站可行性研究阶段的施工组织 设计结合工程地形地质条件、建筑物特点和 关键技术问题进行了深入研究，提出了经济 合理的施工规划，较好地完成了该项目施工 组织设计，并顺利通过了审查，获得好评。 参考文献 [ 1 ]广西玉林水利水电工程设计研究所. 广西贺州市上 程水电站工程可行性研究报告 [ R ] . 2 0 0 4 . 1 4