浅析桐子林水电站三期工程施工

卫 文

（中水顾问集团成都勘测设计研究院 四川 成都 610072）

1 概述

桐子林水电站工程属二等大（2）型工程，永久性主要建筑物按2级建筑物设计，次要建筑物按3级设计。校核洪水流量23600m3/s（重现期1000年），设计洪水流量18300m3/s（重现期100年）。电站设计引用流量4×868.3m3/s。施工期临时建筑物级别为4级。

本工程枢纽建筑物从左到右由左岸挡水坝、河床式厂房坝段、4孔泄洪闸坝段、导墙坝段、与导流明渠结合3孔泄洪闸坝段和右岸挡水坝等建筑物组成。坝顶总长440.43m，最大坝高71.3m，总装机容量4×150MW，水库正常蓄水位1015.00m，水库总库容0.912亿m3，是以发电为主的水电枢纽工程。

右岸导流明渠内布置3孔泄洪闸，沿坝轴线方向长74.6m（包括6.2m宽的明渠导墙坝段），闸室顺水流方向长度60.0m，最大闸高52m（包括齿槽深度）。泄洪闸堰顶高程994.0m，设有平板检修闸门和弧形工作闸门，孔口尺寸为16.0m×21.0m（宽×高），闸墩中墩厚5.6m，边墩厚4.6m。闸室下游护坦高程982.0m，长65.0m，厚4.0m。

2009年11月导流明渠工程开工，2011年5月完工。2011年11月28日，实现大江截流，目前主要进行厂房和泄洪闸工程混凝土浇筑施工、金属结构和机电安装等。计划于2014年11月三期截流、2015年3月底第一台机组发电、2016年3月底工程竣工。

三期工程施工项目多，项目之间环环紧扣，混凝土浇筑强度较大，下游下基坑施工道路布置困难，工期安排较紧，为满足2015年3月底围堰挡水发电，三期3孔泄洪闸施工必须在2014年11月至2015年5月的枯水期内完成。

2 三期工程施工设计

三期工程施工包括三期围堰填筑及拆除、明渠改建3孔泄洪闸坝体及闸墩混凝土浇筑、剩余右岸挡水坝混凝土浇筑、闸墩锚索、3孔泄洪闸金属结构安装等项目的施工。主要工程量有：土石填筑 28.32万 m3，混凝土浇筑8.24万m3，其中右岸挡水0.66万m3，泄洪闸坝体混凝土2.40万m3，闸墩混凝土5.18万m3，锚索120根，围堰拆除15.29万m3。

2.1 三期枯期围堰施工

2.1.1 计划施工程序

于2014年11月初三期截流，接着进行三期上、下游围堰堆筑，11月中旬将三期上游围堰堆筑至1002.00m高程，下游围堰堆筑至994m高程，并开始三期上、下游游围堰高喷防渗墙施工，11月底上、下游围堰高喷防渗墙施工完成，下游围堰堆筑完成，12月开始上游围堰1002m高程以上的围堰堆筑并进行基坑抽水、清基，12月15日上游围堰堆筑至1014m高程，上游围堰堆筑完成。

上游围堰拆除于2015年5月16日开始，上游围堰拆除期停发电0.5个月，上游水位降至1001.68m，可先拆除上游围堰1001.68m高程以上的石渣以及上游围堰下游坡，但不影响围堰挡水，于5月20日开始围堰水下拆除，5月底拆除完毕。

下游围堰拆除于2015年5月15日开始，先拆除下游围堰上游坡，但不影响围堰挡水,5月20日开始水下拆除，5月底拆除完毕。

2.1.2 施工道路

上游戗堤填筑道路利用右岸1020m改线公路接至明渠进口。上游围堰堆筑道路利用右岸1020m改线公路接至明渠进口，经明渠进口下卧至基坑；下游围堰利用右岸1020m改线公路填筑道路下卧至基坑。

2.1.3 施工方法

三期枯期上游围堰截流块石料从金龙沟料场回采，人工装25t自卸汽车运输，三期枯期上下游围堰堆筑石渣采用3m3液压挖掘机从头道河渣场回采，25t自卸汽车运输，180马力推土机铺料碾压。

三期上、下游围堰拆除采用3m3液压反铲挖装25t自卸汽车出渣。

2.2 三期3孔泄洪闸及右岸挡水坝施工

2.2.1 计划施工程序

2014年12月16日开始进行右岸3孔泄洪闸及右岸剩余挡水坝混凝土浇筑，至2015年1月12日浇筑溢流堰992m高程，至2015年4月8日完成闸墩混凝土浇筑及锚索施工，从2015年4月9日开始进行弧形闸门铰支座安装，于2015年5月20日闸门及启闭机施工完成。

2.2.2 施工道路布置

三期基坑施工道路考虑三孔泄洪闸上、下游两个工作面进行混凝土浇筑施工，上游施工道路布置如下：

利用上游右岸1020m改线公路通往上游截流戗堤道路分岔至上游围堰堰顶，再经上游围堰背坡下卧至基坑。

下游施工道路布置考虑了如下二个方案：

方案一：从右岸下游改线道路填筑一条道路至下游围堰顶，经下游围堰背坡下卧至基坑，该道路需填筑至994.00m高程，填筑量约7 万 m3；

方案二：将下游围堰加高至1002.5m，在明渠下游段边坡1002.5m高程马道设置挡墙,从右岸下游改线道路分岔并在挡墙内侧填筑一条施工道路至下游围堰顶，挡墙长度约160m。

方案一下游围堰的堆筑及拆除均需施工道路至工作面，且三期基坑内下游工作面的混凝土浇筑也由该道路下卧至基坑，上下游工作面施工互不干扰；方案二挡墙基础开挖将破坏明渠永久边坡，后期须对明渠永久边坡进行完建，该方案施工难度大，代价高。

经分析比较，为了减小三期基坑施工难度，便于下游围堰及基坑内项目施工，施工道路布置采用方案一。

表1 溢流堰仓面浇筑分析表

表2 闸墩仓面浇筑分析表

2.2.3 混凝土浇筑强度及进度分析

（1）3孔泄洪闸994.00m高程以下混凝土分两个仓面，最大仓面顺河向长约42m，横河向34.2m，最大仓面面积约1436m2，两个仓面考虑跳仓浇筑，具体分析如下：

从982.00m高程至994.00m高程，占直接工期共4个升层，每层工期约7天，共28天；

982 m～994m高程混凝土浇筑最大月强度约3.08万m3/月，月均上升高度12m。

（2）3孔泄洪闸994.00m高程以上闸墩混凝土共4个仓面，最大仓面面积约415m2，考虑跳仓浇筑，具体分析如下：

从994.00m高程至1005.00m高程，占直接工期共4个升层，每层工期约7天，共28天；从1005.00m高程至1012.00m高程，占直接工期共3个升层，因该高程段钢筋较多，每层工期约10天，共30天；1012.00m～1020.00m高程闸墩浇筑每层工期约7天，共3个升层21天。

闸墩994m～1020m高程混凝土浇筑最大月强度1.12万m3/月，月均上升高度8.75m。同比类似工程：草街工程闸墩月浇筑最大强度6.5万m3/月，月均上升高度为9m；金溪工程闸墩月浇筑最大强度6.1万m3/月，高峰月均上升高度为14m。

（3）右岸14#挡水坝段1002.00m以下高程混凝土浇筑拟采用由10t自卸汽车运输，溜槽入仓，1002.00m以上高程混凝土浇筑拟采用一台DMQ540/60型门机入仓。

2.2.4 混凝土浇筑设备选择

对混凝土浇筑设备，考虑如下两个方案：

方案一：混凝土浇筑由10t自卸汽车运输至工作面，溢流堰994m高程以下的混凝土浇筑在明渠左导墙布置一台塔机，3孔泄洪闸上、下游各布置1台履带式混凝土输送布料机，上游布置一台MQ900型门机，下游布置一台DMQ540/60型门机；溢流堰混凝土浇筑完成后，继续利用3孔泄洪闸上游一台MQ900型门机、下游一台DMQ540/60型门机，明渠左导墙一台塔机负责3孔泄洪闸闸墩混凝土浇筑。

3孔泄洪闸994.00m高程以下最大小时入仓强度约144m3/h，履带式混凝土输送布料机运输转移方便、拆装方便，生产率高，实际生产率达到60m3/h～75m3/h，门机生产率约36m3/h。随着高程上升，仓面面积逐渐减少，因此两台布料机、两台门机和一台塔机能够满足混凝土强度浇筑要求。

方案二：在左岸导墙坝段坝顶及右岸15#坝段坝顶分别布置2台履带式混凝土输送布料机，负责溢流堰994m高程以下及3孔泄洪闸闸墩混凝土浇筑。该方案可以满足混凝土浇筑强度要求，但存在以下问题：

（1）布料机覆盖高差只有14m，1006m高程以下混凝土无法达到仓面，若直接下料，容易造成骨料分离，混凝土质量难以保证。

（2）布料机浇筑闸墩灵活性较差，影响施工进度。

经分析比较，混凝土浇筑设备推荐方案一。

2.2.5 弧形闸门安装分析

一般情况下工作闸门安装时3孔泄洪闸的整体形象为：闸坝浇筑至坝顶高程，弧门牛腿混凝土浇筑还未完全达到设计等强要求，因此还必须待等强完毕再进行闸墩预应力锚索的张拉工作，待锚索张拉完毕后方能进行弧门安装。由于3孔泄洪闸弧门安装只有42天的直线工期，鉴于此，为了赢得更多弧门安装直线工期时间，目前考虑的措施为闸墩牛腿混凝土等强期间先进行弧门安装，后进行闸墩预应力锚索张拉方案，3孔弧形闸门安装可以再争取14天的安装时间，即弧形闸门安装共56天。

2.2.6 3孔泄洪闸施工工期

结合三期工程混凝土施工进度分析，占直线工期主要项目工期安排如下：

（1）994.00m高程以下溢流堰混凝土施工：2014年 12月 16日 ～2015年 1月 12日，占直线工期28d；

（2）994.00m高程～1012.00m高程闸墩施工：2015年1月13日～2015年 3月 11日，占直线工期58d；

（3）闸墩混凝土浇筑至1012.00m高程，随后进行闸墩锚索施工，锚索张拉等强混凝土28d龄期：2015年3月12日～2015年4月8日，占直线工期28d；

（4）3孔弧形闸门安装：2015年4月9日～2015年5月20日，占直线工期42d。

3 结语

三期基坑工程施工通过采取精细化的施工组织管理和加大资源投入，2015年5月底完成三期改建施工是可以实现的。由于溢流堰混凝土属于强基础约束区，混凝土浇筑层厚3m，经初步分析，混凝土温控措施总体基本满足要求，但需进一步加强温控措施，达到温控要求。陕西水利