灯泡贯流式机组电站厂房施工.docx

施工灯泡贯流式机组电站厂房施工周 柏 林朱 红 安摘 要 自湖南省建成全国第一座灯泡贯流式机组电站以来 ,湖南省已建和在建的此类电站已达 11 座 。通过对已建工程的经验和教训的总结 ,对灯泡贯流式机组电站厂房的施工导流 、施工程序 、埋件和二期混凝土 施工的特点进行综述 。主题词 灯泡式水轮机 贯流式水轮机 水电站厂房 导流 坝体分缝分块 砼施工技术洪水标准 ,枯水期围堰挡水 ,但实现了全年施工 。2 . 2 渡 汛贯流式厂房和其它河床式电站厂房一样 ,因厂坝之间连接 坝段较短或者没有设置连接坝段 ,致使厂房纵向围堰一般紧临 高达数 10 米的开挖边坡 ,围堰渡汛十分艰难 ,特别是当基础地 质构造复杂 、岩层节理裂隙发育或者在岩层层面倾向基坑时 , 纵向围堰的深层稳定问题尤为突出 。因此 ,围堰基础的适当加 固与厂房工期的合理安排 ,是确保工程渡汛的关键 。贯流式厂房采用过水围堰施工时 , 其渡汛 则 有 其 自 身 特 点 。由于管形壳安装精度高 ,在安装过程中或其外围混凝土未 达到一定强度前 ,如遇基坑过水 ,会造成管形壳变形 、位移 、法兰面 、丝孔及加工面锈蚀 、磨损或污物得不到彻底处理 ,将会影响管形壳安装质量 ,也会给机组运行带来不良后果 。因此当采 用管形壳先期安排的施工程序 (见第 4 节) ,应尽量合理安排工 期 ,不使管形壳安装及外围混凝土浇筑进入汛期施工 。万一基 坑要过水 ,对已进入基坑的埋件应进行保护 ,如采取固定 、用黄 油堵塞丝孔等保护措施 。2 . 3 后期封堵贯流式厂房的特点之一 ,是进出水口跨度大 ,且只设一套 检修门 ,这样 ,当第一台机发电时 ,需对其它进水口和尾水进行封堵 。已建工程封堵特性见表 2 。 已建工程均采用了钢筋混凝土叠梁门 ,但从这些工程运行实践看 ,普遍存在止水效果不好 ,吊出时间长等问题 。这是因 为大跨度的钢筋混凝土叠梁门 ,难以达到理想的平整度要求 , 有些工程不得不在迎水面采用砂浆勾缝止水 。叠梁门吊出时 , 因不平压及砂浆勾缝等因素 ,导致吊出困难 ,吊出时间较长 ,影 响了发电 。笔者认为 ,钢筋混凝土叠梁门 ,虽具有结构简单 、造价较低等优点 ,但因有上述的一些缺陷 ,因此对封堵闸门型式 ,仍应根 据工程的特点进行技术经济比选 。1概 述灯泡贯流式机组适用于低水头而流量较大的径流式水电站 ,70 年代以来 ,一些发达国家越来越多地采用这种机组 。我国自 1978 年首次引进奥地利依林公司生产的灯泡贯 流 式 机 组 ,建成马迹塘水电站以后 ,又建设了 20 多座灯泡贯流式机组 水电站 。近几年来 ,湖南省已建和在建的灯泡贯流式机组电站 厂房达 11 座 。其特性见表 1 。本文将根据已兴建的灯泡贯流式机组厂房 (以下简称贯流 式厂房) 的经验教训 ,对厂房施工特点如施工导流 、施工程序 、 埋件和二期混凝土施工等作一些介绍和探讨 。表 1 湖南省灯泡贯流式机组电站厂房的特性装 机容 量( MW)厂房型式及尺寸长 宽 高( m)工期 (年 、月)工 程名 称所 在水 系机组生产厂家厂房混 第一台机凝土开浇 组发电马迹塘石面坦 南津渡永 兴资水 3 18. 5耒水 3 9. 7潇水 3 20耒水 2 12. 554 68. 3 40. 750. 41 42. 5 38.052. 23 42 42. 7549. 76 34. 7 49.060. 12 47. 7 44.2121 . 9 22 41 (主厂房)65 49. 5 50. 8373. 54 70. 5 47.848 41. 7 43. 2奥地利依林公司富春江水工厂 奥地利依林公司重庆水轮机厂比利时 ACEC加拿大苏尔寿79. 1088. 0590. 0392. 1183. 0191. 1091. 1194. 03高 滩酉水 3 1994. 0196. 04大源渡湘水 4 30奥地利依林公司在建近尾洲潇 湘 木龙滩湘水 3 21. 06湘水 4 13澧水 2 7. 5奥地利依林公司天津发电设备厂 天津阿尔斯通在建95. 08在建慈利城关 澧水 约 2 10凌津滩 沅水 8 30在建2施工导流2 . 1 导流标准与大多数河床式电站厂房一样 ,贯流式厂房工程是控制发 电工期的关键项目 ,一般采用全年围堰挡水施工 。已建的马迹塘 、南津渡 、永兴 、高滩等均采用全年 510 年一遇洪水标准设 计 。而石面坦则是利用东江下闸之机 ,采用枯水期 10 年一遇22 3厂房混凝土分缝分块贯流式厂房顺水流方向长度大 ,土建施工中穿插埋件安装第 28 卷 第 7 期人民长江R ENM IN CHAN GJ IAN G1997 年 7 月表 2已建工程后期封堵特性封堵孔口尺寸 ( 宽 高) ( m)吊出一套门最长时间 ( d)工程名称封堵型式止水措施进水口尾 水马迹塘12 . 60 18 . 4712 . 85 9 . 0现浇钢筋混凝土叠梁门层间 :砂浆勾缝30侧止水 :门槽贴 P 型橡皮石面坦南津渡 高 滩8 . 20 9 . 119 . 40 11 . 010 . 36 15 . 08 . 36 6 . 09 . 90 7 . 010 . 77 8 . 0预制钢筋混凝土叠梁门预制钢筋混凝土叠梁门 现浇钢筋混凝土叠梁门层层 层间 :塑料泡沫 、砂浆勾缝间 :橡皮 、砂浆勾缝 间 :油毡 、土工织物10较多 ,需分层分块顺序浇筑 。分层分块设计除应遵循常规立式机组厂房分层分块的原则外 ,尤应考虑施工方便 ,尤其是尾水 里衬和管形壳安装的条件 。管形壳安装时 ,其底部及侧向支撑 ,要求混凝土具有一定 形状 。由于管形壳基础受力大 , 分块时 , 不 应 对 其 基 础 切 割 。 为保证一 、二期混凝土结合良好 ,一般埋设了较多的插筋 。据已建工程统计 ,埋设的插筋数量为每平方米浇筑面积上按 1318 cm2 截面积进行选定 ,钢筋直径以不超过 25 为宜 。 一般将主厂房顺水流方向划分为进水口段 、流道中段和尾水段 3 段进行分缝分块 。已建工程中 ,多数采用错缝分块 。石 面坦电站厂房在进水口段与流道中段之间设置了一条纵缝 ,并 埋设了灌浆系统 ,进行接缝灌浆处理 。典型的错缝分块见图 1 。高 ,而这些部位仓面狭小 ,钢筋密集 ,施工困难 。(1) 尾水里衬二期混凝土该部位以尾水里衬作模板 ,为满足安装要求 ,厂家一般在 里衬内设有一些支撑 。但作为模板时 ,为防止变形 ,应对这些 支撑进行校核 ,并增设一些拉杆 。二期混凝土施工时 ,里衬两侧应均匀上升 ,一般分 3 层浇 筑 ,浇筑限制速度为 30 cm/ h 。混凝土浇筑后 , 一般经敲击检查后采用钻孔灌浆 ,以消除不密实及脱空现象 。高滩工程在谈 判时 ,要求厂家在底部 120范围内设置间距 1 . 5 m 的灌浆孔 , 从而免除了钻孔之烦 。(2) 管形壳二期混凝土4厂房施工程序一般国外的贯流式厂房和湖南省的马迹塘 、石面坦 、南津渡等工程 ,都采用了管形壳先期安装的施工程序 ,这也是这种厂房的特点之一 。但近年来 ,由于机组 供货和其它原因 ,管形壳不能先期安装 ,为了争取施工 进度 ,采用了管形壳后期安装的施工程序 。两种不同的施工程序见图 2 。 采用管形壳后期安装的施工程序 ,可能使某些厂房的上部结构局部加强 ,而且在安装管形壳或安装第一台机组时 ,穿插二期混凝土施工 ,多有不便 ; 在进度 上 ,对不受供货影响 ,而厂房分别按正常速度上升的两 种施工程序 ,笔者曾用 CPM 法进行过研究 ,管形壳先 期安装的施工程序在进度上要优于管形壳后期安装的 施工程序 。表 1 中南津渡工程和永兴工程是管形壳前期安装和后期安装施工程序在 工 期 上 有 所 差 异 的 代表 。图 1 典型错缝分块 ( 单位 : m)5埋件和二期混凝土施工5 . 1 埋件施工灯泡贯流式机组的主要埋件有尾水里衬 、管形壳 基础 、管形壳和发电机盖板框架等 ,其中影响施工进度的主要因素是尾水里衬和管形壳 。部分工程主要埋件安装的方法及历时等见表 3 。5 . 2 二期混凝土施工埋件周围的混凝土一般划分为两期施工 。如尾水 里衬 、管形壳周围的混凝土 ,均是在埋件安装后才进行浇筑 ,沿用立式机组厂房施工的习惯 ,称其为二期混凝土 。这些部位回填的混凝土 ,承受的荷载大 ,质量要求图 2 厂房施工程序23 Vol . 28 No . 7人民长江YAN GTZE R IV ERJ uly 1997管形壳部位承受机组大部分荷载 ,必须确保其周围的混凝土质量 。二期混凝土的进口可以直接由上部用溜筒进料入仓 ,管形壳作模板 。管形壳外围一般设有环向加劲肋 ,这样就造成一些死角难 以密实 。石面坦等工程 ,闸在紧贴死角部位 ,将加劲肋顺同一 方向穿孔 ,并在最高处埋设通气管引出仓外 ,便于混凝土浇筑 排气 ,收到了较好效果 。近年引进的机组 ,在管形壳上设计了 若干灌浆孔口 ,这给浇筑后混凝土回填灌浆带来了许多方便 , 且可作混凝土浇筑时排气和观察用 。而一些国产机组 ,也在现 场将管形壳次要部位开孔 ,以进行回填灌浆 ,保证混凝土密实 。管形壳周围混凝土一般分 3 层浇筑 ,两侧均匀上升 ,最大高差不应超过 50 cm ,混凝土上升速度限制在 20 cm/ h ,并严禁 振捣器触及管形壳 。表 3 埋件施工主要特性6结 语(1) 贯流式厂房具有结构简单 、水流平顺 、水轮机效率提高 、钢筋混凝土用量少等特点 。按正常进度 ,从厂房混凝土浇筑到第一台机发电时间约 20 个月 。因此随着灯泡贯流式机组 国产水平的提高 ,将会有越来越多的低水头河床式电站采用这 种机组 。(2) 贯流式厂房的施工应尽可能采用全年围堰挡水施工 。 第一台机发电以后 ,其它机组的进出水口应进行封堵 ,封堵闸 门一般多采用钢筋混凝土叠梁门 。在今后的工程中 ,建议对钢闸门和预应力混凝土闸门进行技术经济比较 。(3) 厂房混凝土分缝分块应适应管形壳 、尾水里衬等埋件 的安装 。如机组埋件供货及时 ,宜采用管形壳先期安装的施工 程序 ,以保持机组安装时 ,厂内清洁 ,无土建干扰 ,可加快施工 进度 。(4) 管形壳等埋件安装精度高 ,其二期混凝土浇筑的质量 要求高 ,但浇筑时受到仓面狭小 、钢筋密集等限制 。尾水里衬 及管形壳两侧的二期混凝土应均匀上升 ,限制速度为 3020 cm/ h 。局部死角浇筑不密实时 ,应通过灌浆进行处理 。 作者简介工 程名 称吊装重量 ( t )埋件名称吊装机械安装时间马迹塘尾水里衬管形壳 尾水里衬13 . 5371115t 人字扒杆30t 丰满门机36t 汽车吊50t 龙门吊配15t 汽车吊汽车吊 门机25t 汽车吊桥吊3 台同时安装共 40d第 1 台 75d第 1 台 28d , 其 它10d第 1 台 45d , 其 它30d石面坦管形壳30周柏林男 湖南省水利水电勘测设计研究总院 主任工程师 湖南省长沙市 410007男 湖南省水利水电勘测设计研究总院 工程师 湖南省长 沙市 410007( 收稿日期 :1997 - 04 - 28 编辑 :罗有名)南津渡尾水里衬管形壳 尾水里衬 管形壳24221552第 1 台 49d , 平 均44d平均 15d第 1 台 45d朱红安高 滩注 :除高滩为后期安装外 ,其余均为前期安装 。( 上接第 21 页)(3) 张拉锚固 正式张拉前 , 要求对锚索中各股绞线逐 根预紧 ; 正式张拉时 , 分两级加荷 , 要求做到连续平稳 , 并避 免在后一级加荷过程中途停顿 ; 加荷完毕要持压 5 分钟 ,然后锚固 。认真的 , 并随着经验的积累 , 越做越好 , 因而总体质量最好 ,cp 值最低 。而 2 号 、4 号洞 , 特别是 3 号洞则受到赶工因素的影响 。表 3 中的 cp 值均较规范推荐值 0 . 25 小 ,可以认为隧洞衬 砌采用后张法实施预应力达到了设计预期效果 。从 1 号隧洞5衬砌预应力效果评价如前所述 ,采用全孔道平均摩阻系数 cp 作为评价衬砌预cp = 0 . 153 来看 ,降低 cp 值具有前景 , 这是今后设计与施工共同努力的目标 。应力效果的指标之一 。为此曾对 1 号4 号洞总数为 1 380 根锚索的施工张拉伸长记录作了大量的反演 cp 值工作 , 并在此 基础上进行了统计分析 ,得到了表 3 所示的结果 。6结 语隔河岩电站引水隧洞国内首创环锚预应力新技术 , 为水工隧洞衬砌设计和施工提供了新经验 。目前黄河小浪底工程相继采用这一新技术 。可以相信 , 随着对 HM 锚新技术的熟 悉 ,其应用前景必将越来越广阔 。作者简介表 31 号4 号隧洞全孔道平均摩阻系数反演结果摩 阻1324项QMHMcpcpmaxcpmin( 标准差)0 . 1530 . 5510 . 0570 . 0670 . 2200 . 5360 . 0580 . 0870 . 1870 . 3640 . 0640 . 0420 . 1990 . 4000 . 0590 . 057符志远男 长江水利委员会设计院枢纽处副总工程师 教授级高级工程师 湖北省武汉市 430010男 长江水利委员会设计院枢纽处 高级工程师 湖北省武 汉市 430010男 长江水利委员会技术委员会委员 教授级高级工程师湖北省武汉市 430010 湖北清江水电开发有限责任公司副总经理 教授级高级工程 师 湖北省宜昌市 443002( 收稿日期 :1997 - 04 - 25 编辑 :辛 见)谢红兵cp 值是孔道对锚索的一种材料属性 。4 条隧洞中 1 号隧洞的 cp 均值最低 , 但变幅最大 ; 2 号 、4 号隧洞的居中 ,变幅 也小 ;3 号隧洞的最大 ,变幅也比较大 。这与 1 号隧洞早期施 工经验不足有关 ,其个别孔道形状不尽如意 ,加上个别孔道跑 浆 ,因而统计出的最大 cp = 0 . 551 ; 但应当说 , 1 号洞施工是24 张邦圻李焰云第 28 卷 第 7 期人民长江 R ENM IN CHAN GJ IAN G1997 年 7 月Study on da m sta bil ity a ga inst deep sl idea t the No. 15 po werhouse da m sect ions of TGPL i u N i n gL e Don gyiJ i a n g W ei qu nAbstractPro blems o n stabilit y against deep sliding arise in t he fo undatio n of t he No . 15 power ho use damsectio ns of t he Three Go rges Project . Generalized deter ministic deep sliding mo des fo r t hese sectio ns are deter minedacco rding to geologic data ,and so me ext reme sliding mo des are envisaged in co mbinatio n wit h st ruct ural characteris2 tics. Dam design ,co nsidering stabilit y against sliding ,was carried o ut o n t he base of result s co mp uted by equal - K ( safet y coefficient) met ho d fo r rigid bo dy in limiting state of equilibrium. Result s o btained f ro m numerical analysis and mo del test show t hat t he p resent design is safe and has a great surplus safet y af ter taking so me engineering mea2 sures such as lowering fo undatio n base ,increasing bot to m widt h of t he dam ,taking advantage of t he integratio n of power ho use and dam , p roviding t ransverse joint s wit h key grooves and gro uting t hem ,establishing clo sed gro ut cur2 tain and p umped drainage system in t he dam fo undatio n .Subject wordsRegio nal engineering geologyStabilit y against slidingMo nolit hStabilit y safet y coefficientSafet y measureSanxia Multip urpo se ProjectRisk analysis method an d investment r isk anal ysis f or TGPW a n g Zhon gf aH u a n g J i a n heQ i u Zhon genAbstractThree Go rges Project has huge co mp rehensive utilizatio n benefit ,and many engineering co nst ructio nfeat ures ,such as large invest ment co st , lo ng co nst ructio n time ,co mplicated engineering system , many f acto rs of un2certaint y ,and great influence upo n societ y. Thus , t he invest ment risk has beco me an issue fo r w hich investo rs are ext remely co ncer ned. This risk can be quantitatively analysed , using t he co mp utatio n mo del w hich is developed by co mbining t he grap hic estimatio n and review technique ( GER T) wit h Mo nte Garlo rando m simulatio n including co rrelatio n f acto r handling f unctio n . GER T rando m net wo r k is wo r ked o ut by directly referring to relevant co nst ruc2 tio n net wo r k chart s ,so as to bring t he invest ment resolutio n , risk f acto r identificatio n ,and risk quantificatio n to be mo re visualized , as well as t he analysing p rocess mo re app roaching t he act ual o ne . This invest ment risk analysismo del is adap table fo r water co nservancy and hydrop woer engineering system.Subject wordsRisk analysisProject invest m