水力扩容施工方案

水力扩容施工方案一、项目概述1.1项目基本信息本项目为XX水电站扩容改造工程，位于XX省XX市XX县境内，主要对现有水电站进行系统性升级改造。原水电站装机容量为15万千瓦，共安装3台混流式水轮发电机组，年均发电量6.8亿千瓦时。本次扩容后总装机容量将提升至25万千瓦，新增2台单机容量5万千瓦的轴流转桨式水轮发电机组，预计年均发电量可达11.2亿千瓦时，项目总投资约8.5亿元，计划总工期18个月。1.2工程地质条件坝址区地层主要由寒武系灰岩构成，岩层完整性较好，平均饱和抗压强度达65MPa。库区地震基本烈度为Ⅵ度，设计地震加速度值0.05g。河床覆盖层厚度3-8米，主要为砂卵石层，下伏基岩面起伏较大。根据水文监测数据，多年平均流量125m³/s，设计洪水流量（百年一遇）3800m³/s，校核洪水流量（千年一遇）5200m³/s。1.3工程建设目标产能提升：通过新增机组及设备改造，使发电能力提升66.7%，满足区域电力负荷增长需求效率优化：水轮发电机组综合效率提高至92%以上，厂用电率降低至1.2%以下安全保障：大坝安全等级提升至一级，泄洪系统满足千年一遇洪水标准智能升级：实现机组状态监测、自动控制、远程调度的一体化管理二、扩容改造方案2.1水工建筑物改造2.1.1大坝加固工程坝体加固：采用混凝土防渗墙结合帷幕灌浆方案，防渗墙深度35米，厚度0.8米，采用冲击钻造孔，C25防渗混凝土浇筑。帷幕灌浆孔间距2米，孔深40米，采用孔口封闭法施工，注入水泥浆水灰比1:1至0.5:1分级调节坝基处理：对坝踵部位进行固结灌浆，孔深15米，梅花形布置，孔距3米，灌浆压力0.5-1.0MPa坝顶改造：增设防浪墙，高度1.2米，采用C30钢筋混凝土结构；坝顶路面拓宽至6米，采用20cm厚C30混凝土路面+10cm级配碎石基层2.1.2溢洪道改造进口段：拆除原混凝土导墙，新建扭曲面进口段，采用C25钢筋混凝土浇筑，底板厚度80cm，边墙厚度100cm控制段：将原5孔溢洪道扩建为7孔，每孔净宽12米，安装弧形钢闸门（12m×10m），配套QPQ-2×250kN卷扬式启闭机泄槽段：采用陡槽式布置，纵坡1:3.5，底板采用2m厚C30钢筋混凝土，设置3道掺气槽，槽深0.5米，宽度1.0米消能段：改建为挑流消能工，鼻坎高程降低2.5米，采用C40钢筋混凝土结构，设置差动式挑坎2.1.3引水系统改造进水口：新建2孔进水口，尺寸5m×6m（宽×高），设置拦污栅及事故闸门，闸门采用液压启闭系统引水隧洞：新建2条直径5.2米的引水隧洞，总长850米，采用全断面混凝土衬砌，衬砌厚度50-80cm，开挖采用钻爆法施工，光面爆破技术控制超挖调压井：新建阻抗式调压井，直径12米，高度35米，采用C30钢筋混凝土结构，井壁设置排水孔压力钢管：采用Q345R钢板卷制，直径4.8米，壁厚16-28mm，安装采用洞内组焊方式，环缝焊接采用氩弧焊打底+手工电弧焊盖面2.2发电设备更新2.2.1水轮发电机组水轮机：选用ZZ560-LH-250型轴流转桨式水轮机，额定水头38米，额定流量145m³/s，额定转速150r/min，转轮直径2.5米，安装高程185.5米发电机：配套SF50-40/6700型同步发电机，额定容量55MVA，额定电压10.5kV，功率因数0.9（滞后），采用密闭式空气冷却系统辅助系统：包括调速系统（采用PID调节）、励磁系统（静止可控硅励磁）、润滑系统（压力油顶起装置）、压缩空气系统（3台螺杆式空压机）2.2.2电气设备升级主变压器：新增2台SFP-63000/110型三相双绕组强迫油循环风冷变压器，额定容量63MVA，变比115±8×1.25%/10.5kV，短路阻抗10.5%开关设备：110kV侧采用SF6气体绝缘金属封闭开关设备（GIS），共6个间隔；10kV侧采用铠装移开式金属封闭开关设备，共12个间隔厂用电系统：新建2台500kVA厂用变压器，采用中性点不接地系统，配置微机型综合保护装置2.2.3自动化控制系统计算机监控系统：采用分层分布式结构，包括站级监控层（2台操作员工作站、1台工程师工作站）和现地控制单元（5套LCU）保护系统：配置发电机差动保护、变压器差动保护、线路距离保护等28套保护装置，实现"四遥"功能通信系统：建立光纤通信网络，配置SDH光端机（2.5Gbit/s）、调度数据网设备、工业电视监控系统（32路摄像头）2.3施工导流方案导流标准：采用枯水期导流，按五年一遇洪水设计，流量850m³/s导流方式：分期导流，一期围右岸新增机组厂房区，利用原河道导流；二期围左岸大坝加固区，利用新建导流明渠导流围堰结构：采用土石围堰，堰顶高程205米，顶宽6米，最大堰高8米，迎水面采用复合土工膜防渗（两布一膜，膜厚1.5mm），边坡1:2.5，采用袋装土压坡护面三、实施计划3.1施工总进度计划准备阶段（第1-2个月）：施工营地建设、施工道路修建、设备材料采购、技术交底一期导流（第3个月）：右岸围堰施工、导流明渠开挖厂房工程（第4-9个月）：基坑开挖（土石方量5.2万m³）、混凝土浇筑（2.8万m³）、钢结构安装（850t）引水系统（第6-12个月）：隧洞开挖（月进尺80米）、衬砌施工、压力钢管安装大坝加固（第10-15个月）：坝体钻孔、灌浆施工、防浪墙浇筑设备安装（第13-16个月）：水轮发电机组安装、电气设备安装、控制系统调试竣工验收（第17-18个月）：分部分项工程验收、启动试运行、竣工资料编制3.2资源配置计划3.2.1人力资源配置管理人员：项目经理1人、技术负责人1人、安全总监1人、施工员6人、质检员3人、安全员3人技术工人：钢筋工35人、混凝土工40人、木工25人、焊工20人、机械操作工15人、电工12人专业队伍：灌浆作业队（25人）、隧洞施工队（40人）、设备安装队（30人）3.2.2主要施工设备设备名称型号规格数量功率/能力液压挖掘机PC360-74台1.6m³斗容自卸汽车25t12辆25m³载重量混凝土搅拌站HZS1202座120m³/h塔式起重机QTZ802台80t·m灌浆泵SGB6-104台10MPa压力冲击钻机CZ-306台35m孔深空压机LGDY-20/84台20m³/min3.2.3材料供应计划钢材：总用量3800t，其中钢筋2500t（HRB400E为主）、钢板1300t（Q345R为主），按月度计划分批进场水泥：P.O42.5水泥8500t，P.O52.5水泥3200t，建立500t水泥罐3个砂石料：机制砂6万m³，碎石12万m³，设置砂石加工系统（生产能力200m³/h）外加剂：聚羧酸系高效减水剂（掺量0.8%）、引气剂（掺量0.01%）、膨胀剂（掺量6%）3.3分部分项工程施工3.3.1土石方工程开挖作业：采用自上而下分层开挖，分层厚度3-5米，挖掘机配合自卸汽车运输，建基面预留20cm保护层采用人工开挖爆破施工：隧洞开挖采用光面爆破，周边孔间距40cm，抵抗线50cm，装药量0.15kg/m，采用非电毫秒雷管起爆填筑施工：围堰填筑采用进占法施工，分层厚度50cm，振动碾（20t）碾压4-6遍，压实度≥90%3.3.2混凝土工程配合比设计：C30混凝土配合比（水泥:砂:石:水=1:1.85:3.62:0.52），掺加粉煤灰（掺量20%）浇筑工艺：采用台阶法浇筑，台阶宽度2-3米，浇筑厚度50cm，插入式振捣器振捣（振捣半径30cm）温度控制：采用双掺技术（粉煤灰+矿渣粉）、预埋冷却水管（间距1.5m×1.5m）、表面覆盖保温被等措施，控制内外温差≤25℃养护措施：浇筑完成后12小时内覆盖洒水养护，养护期不少于14天，保持混凝土表面湿润3.3.3金属结构安装闸门安装：采用全站仪定位，吊装采用250t汽车吊，安装偏差控制：门槽垂直度≤1/2000，门叶对角线差≤5mm压力钢管：安装前进行喷砂除锈（Sa2.5级），安装时采用临时支撑固定，环缝焊接后进行100%UT探伤和20%MT探伤启闭设备：安装后进行无水调试和有水调试，行程偏差控制在±3mm内，启闭力符合设计要求四、质量安全控制4.1质量管理体系组织机构：成立质量管理小组，建立"三检制"（自检、互检、交接检），配备专职质检员3人，持证上岗质量标准：执行《水利水电工程施工质量检验与评定规程》（SL176-2007），关键工序合格率100%，优良率≥85%检测计划：混凝土试块每200m³留置1组，钢筋原材每60t检测1次，灌浆施工每50m检测1个试验孔4.2关键质量控制点帷幕灌浆：控制灌浆压力（0.5-1.0MPa）、浆液浓度（起始水灰比1:1）、结束标准（吸浆量＜0.4L/min持续30min）混凝土强度：确保设计强度达标，抗渗等级W8，抗冻等级F150，弹性模量≥3.0×10⁴MPa机组安装：水轮机轴摆度≤0.05mm/m，发电机空气间隙偏差≤5%，轴承温升≤40℃4.3安全生产管理安全目标：实现"零死亡、零重伤、零重大设备事故"，轻伤频率控制在3‰以内防护措施：高空作业设置安全网（高度1.2m，网眼≤10cm）、安全带（双钩式），洞口采用盖板或围栏防护用电安全：采用TN-S接零保护系统，配电箱实行"三级配电两级保护"，漏电保护器动作电流≤30mA消防管理：施工现场配备ABC干粉灭火器（每50m²1组），油库设置防火堤（高度1m），配备消防砂2m³4.4环境保护措施废水处理：设置三级沉淀池（总容积50m³），废水经处理后回用（SS≤100mg/L）弃渣管理：弃渣场设置挡渣墙（高度5m）、截排水沟（断面0.5m×0.6m），弃渣分层碾压（压实度≥85%）扬尘控制：施工道路洒水降尘（每天4次），料场设置防尘网（网目2000目），拌合站安装雾炮机水土保持：施工结束后进行植被恢复（草灌比3:7），恢复面积≥扰动面积的90%五、效益分析5.1经济效益发电效益：年均新增发电量4.4亿千瓦时，按上网电价0.38元/千瓦时计算，年新增收入1.67亿元成本节约：机组效率提升减少弃水损失约1500万千瓦时/年，设备改造降低维护费用约300万元/年投资回报：静态投资回收期8.5年，财务内部收益率8.7%，高于行业基准收益率（8%）5.2社会效益电力供应：新增容量可满足20万人口的年用电需求，缓解区域用电紧张局面就业促进：施工期提供就业岗位350个，运营期增加技术岗位45个防洪保障：泄洪能力提升使下游防洪标准从50年一遇提高到100年一遇，保护耕地面积5万亩5.3环境效益节能减排：年减少标煤消耗14.5万吨（按火电煤耗329g/kWh计算），减少CO₂排放36万吨/年水资源利用：水资源利用系数从0.72提高到0.85，提高水资源利用效率18%生态保护：采用生态流量下泄设施（最小下泄流量15m³/s），保护下游水生生物多样性六、应急预案6.1施工期洪水应急预警机制：与气象部门建立联动机制，提前48小时获取洪水预警信息应急队伍：组建20人的防汛应急分队，配备冲锋舟2艘、应急水泵4台（流量500m³/h）撤离方案：制定三级撤离路线，预警后1小时内完成人员撤离，重要设备采取防水保护措施6.2地质灾害防治监测系统：在边坡设置位移监测点（15个），采用全站仪监测，预警值：日位移＞5mm防治措施：对不稳定边坡采用锚杆（长度6-9m，间距2m×2m）+格构梁（截面0.3m×0.4m）支护应急储备：储备编织袋5000条、铁锹50把、应急照明设备20套6.3安全生产事故应急触电事故：配备急救箱（含除颤仪），现场电工持证上岗，制定触电急救流程（切断电源→现场急救→送医治疗）高处坠落：设置安全缓冲器，配备担架2副，与就近医院建立绿色通道（车程≤30分钟）火灾事故：油库、配电室等重点部位设置火灾自动报警系统，每年组织2次消防演练七、验收标准与流程7.1分部工程验收验收内容：包括土石方工程、混凝土工程、灌浆工程、金属结构安装等12个分部工程验收程序：施工单位自检→监理评估→业主组织验收，验收组由业主、设计、监理、施工单位代表组成合格标准：单元工程合格率100%，优良率≥80%，主要单元工程优良率≥90%7.2启动试运行分阶段调试：单机调试→分系统调试→联合调试，每阶段编制调试方案和报告试运行时间：机组带负荷连续试运行72小时，期间监控各项运行参数（振动、温度、压力等）达标要求：机组效率达到设计值的98%以上，各系统运行稳定，无故障停