江西省峡江水利枢纽工程:工程施工
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绪论

天开赣江,一泻千里;人造枢纽,防洪发电。经过建设者们6个年头的鏖战,峡江水利枢纽工程已屹立在赣江中游。这是赣江上的一项控制性骨干工程,更是江西水利发展史上的一座丰碑,记录着江西水利人为之拼搏、奋斗的历程,包含着数千建设者们为之奉献的智慧和流淌的汗水。

工程施工基本条件

峡江水利枢纽工程坝址河谷较宽,坝址左岸上游1.0km处和右岸下游1.0km处有一阶地,地形较缓,场地宽阔,经平整,可分别作为左、右岸施工生产区及生活区布置场地。

厂坝枢纽工程主要建筑物有混凝土泄水闸、左右岸混凝土挡水坝、河床式厂房、船闸、门库坝段、灌溉进水口、鱼道等,坝顶全长845.0m。泄水闸共18孔,每孔净宽16m,堰顶高程30.00m,墩宽3.5m,全长358m。混凝土挡水坝布置在左右岸,全长202.2m,其中左岸102.5m,右岸99.7m,坝顶高程51.20m,坝顶宽度为8m。厂房布置在河床右侧,全长274.3m,由主厂房、安装间和副厂房3个部分组成。船闸布置于左岸,主要由船闸闸室段(宽47.0m)、上游引航道和下游引航道组成,门库坝段布置于泄水闸与船闸之间,宽26.0m。

厂坝枢纽工程主要土建工程量见表0-1。

表0-1 主要土建工程量表

续表

续表

工程施工特点

1.厂坝枢纽工程土建工程施工特点

由厂坝枢纽工程布置及施工场区的场地条件,形成厂坝枢纽工程的施工特点如下。

(1)有利条件。

1)厂坝枢纽工程两岸均有平坦阶地及滩地,有利于施工场地布置。

2)厂坝枢纽工程左岸有赣粤高速公路从坝址附近经过,且有乡镇公路通过坝址区,交通条件比较方便。

3)枢纽工程离峡江县老县城巴丘镇仅有6.0km,生活物资采购方便。

(2)不利条件。

1)厂坝枢纽工程施工导流程序比较复杂,工程量大。

2)工程坝址所处河段为平原河段,截流后,在设计导流标准下的库区水位较高,征地移民需提前进行,尤其是同江防护区及上下陇洲防护区施工进度安排必须提前施工,以尽可能减少库区可能产生的临时淹没。

2.电站机组安装施工特点

(1)电站机组设备尺寸、重量大,运输问题复杂。电站水轮发电机组单机容量虽然仅为40MW级,但水头低,机组尺寸大。根据制造厂资料及估算,重大件运输特性见表0-2。

表0-2 主要机电设备重大件运输特性表

由于赣江目前具有较好的通航条件,尤其是吉安以下河段已达到Ⅴ级航道,通航保证率已达95%。电站机组重大件除主变拟由公路运输至工地外,其余拟整体水运至坝址右岸下游临时码头,其他机电设备如水轮机转轮、发电机转子支架等,由于重量较轻或结构上便于处理等原因,可根据结构特点,选择分块、分瓣或散件方式利用公路运至工地。

大件水运运输线路:设备由厂家运至坝址下游右岸临时码头→人工卸船至平板车→平板车运至安装间。

(2)电站机组设备尺寸、重量大,对吊装设备要求高;机组安装精度要求高,精度控制等较为困难。

3.库区工程施工特点

(1)一般库区工程较为分散,单体工程体量较小,施工成本控制难度较大。

(2)库区同赣堤局部(桩号为0+970~1+270)地质复杂,主要为第四系更新统冲积层(alQ2)黏土、砾质土、砂壤土和残坡积层(elQ2)黏土等。根据设计,该堤采用混凝土防渗墙结构,设计顶高程46.50m,防渗墙厚80cm,最深处达到70.96m。该防渗墙施工复杂、质量控制难度较大。

工程施工主要创新

(1)科学安排泄水闸施工进度,优化三期施工导流方案,提前14个月完成三期工程。三期施工导流原方案为:2012年9月至2013年2月(枯水期),在三期围堰(包括过水围堰及其顶上子围堰)保护下,进行12孔泄水闸土建工程施工;而让左侧已建的6孔泄水闸泄流。2013年3—8月(汛期),12孔泄水闸停止施工,并拆除子围堰,让其与左侧已建的6孔泄水闸共同泄流。2013年9月至2014年2月(枯水期),恢复子围堰,恢复12孔泄水闸土建和弧门安装施工。2014年3—8月(汛期),12孔泄水闸停止施工,并拆除子围堰,让其与左侧已建的6孔泄水闸共同泄流。2014年9月至2015年2月(枯水期),恢复子围堰,进行12孔泄水闸弧门安装施工。2015年3月,拆除整个三期围堰。整个三期施工导流方案较为复杂,施工期限跨度大,施工组织频繁,后经参建各方充分论证,决定加大设备和人员投入,合理组织,精心安排,优化三期施工导流方案,加快12孔泄水闸施工进度,于2013年3月23日(枯水期)完成12孔泄水闸土建工程,2014年2月28日完成12孔泄水闸弧门安装,2014年3月28日完成三期围堰拆除。整个三期工程提前14个月完工并投入使用,提前14个月实现了汛期安全度汛和枯水期蓄水发电的工程效益。

(2)应用风险管理技术,科学战胜超标准的30年一遇洪水,让工程安全度汛。按设计规范,峡江水利枢纽工程厂坝枢纽设计施工度汛标准为10~20年一遇,而2012年3月初,赣江上游连降暴雨,施工中的厂坝枢纽遭遇了30年一遇标准的洪水。面对从天而降的施工度汛风险,建设者们从降低风险发生可能性和控制风险成本两方面采取措施,有效、经济地应对较大的风险,确保了厂坝枢纽施工度汛安全。

1)优化施工期洪水调度方案,削减洪峰流量,降低峡江工程坝址前水位,控制较大风险发生的可能性。峡江工程坝址洪峰流量由两部分组成:一是位于上游160km处的万安水库出库流量;二是万安水库与峡江工程之间的区间径流量。两部分流量峰值叠加形成峡江工程坝址最大洪峰流量。针对这一特点,通过科学分析计算,合理协调调度万安水库下泄流量,实现削减洪峰流量,尽可能降低过峡江工程坝址前水位,进而控制工程度汛风险的目标。

2)优化应对施工度汛的工程措施方案。根据工程实践经验,产生施工度汛的风险主要有两类:一是围堰漫顶风险;二是围堰边坡失稳,或边坡受冲刷或管涌引起的破坏。应对围堰漫顶风险的唯一措施是加高加大围堰。因此,必须首先考虑加高加大围堰,以应对围堰漫顶风险。在此基础上,针对围堰薄弱区段可能发生的边坡受冲刷或管涌引起的破坏,采取应对措施。努力实现了最低的风险应对成本,将风险控制在可接受范围的目标。

(3)创新泄水闸金结安装工程的凌空施工技术。峡江水利枢纽工程泄水闸金属结构安装工程的凌空施工包括泄水闸上、下游设检修闸门和门库封堵门凌空施工。

泄水闸上、下游设检修闸门,上游检修闸门布置高程为30.00~46.50m,下游检修闸门布置高程为26.50~39.70m,每节高3.3m,共27节,18孔泄水闸通用。检修闸门为实腹式叠梁门,每节检修闸门长17m,单重70t,双吊点,吊点距7340mm。由于闸门尺寸大、重量大,通常采用两台汽车吊抬吊,但现场施工条件很难布置吊车,闸门的翻身及闸门的运输,特别是下游检修闸门的运输,汽车吊无法完成。建设者们采用改造的步履式架桥机,闸门直接在跨内卸车、翻身,架桥机横向移动使闸门的上、下游运输变得简单。移除后侧活动钢桁架→挂车正向驶入→恢复后侧活动钢桁架→架桥机抓门→检修门临时存放→翻身准备→检修门空中90°翻身→检修门临时锁锭→检修门下闸→检修门移孔。

门库用于泄水闸检修门存放,施工期兼作导流。门库施工时利用上游的封堵叠梁门形成挡水围堰,叠梁门上方为拱形交通桥,交通桥形成后吊装净空不满足要求,因此在交通桥形成前利用凌空施工技术提前完成门库封堵。