水电站翻新施工方案

水电站翻新施工方案一、工程概况1.1工程背景与现状本水电站位于某河流中游段，始建于20世纪80年代，装机容量2×3200kW，多年平均发电量约2800万kW·h。经检测评估，主要存在以下问题：水轮机转轮型号为HL123（效率低于当前标准12%），发电机绝缘老化（绝缘电阻值降至0.5MΩ），压力钢管壁厚腐蚀减薄达3mm，引水渠系渗漏量达设计流量的15%，大坝安全监测系统仅有人工观测手段。本次翻新改造需遵循安全可靠、绿色环保、技术合理、经济适用的原则，全面提升电站综合性能。1.2工程范围与内容水工建筑物：大坝加高2m，引水渠防渗处理，压力管道更换，闸门及启闭设备更新机电设备：水轮机转轮更换为HLD540新型转轮，发电机定子绕组重绕，励磁系统数字化改造辅助系统：新增大坝安全监测自动化系统，完善厂房通风消防设施，改造尾水渠清淤系统1.3主要技术指标项目改造前改造后提升幅度装机容量2×3200kW2×3600kW+12.5%水轮机效率82-85%89-92%+7-8%年发电量2800万kW·h3200万kW·h+14.3%绝缘电阻值0.5MΩ≥500MΩ符合国标要求生态流量保障无自动调控0.8-1.2m³/s满足环保要求二、施工总体部署2.1施工组织架构成立专项工作组，设5个专业小组：技术组：负责施工方案编制、技术交底及难题攻关施工组：分设水工、机电、金结3个专业施工队安全组：实施全过程安全监督与应急管理物资组：保障设备材料采购、仓储与质量检验协调组：负责外部关系协调及施工进度管控2.2施工分区规划A区（大坝区域）：设置材料堆放区（20m×30m）、混凝土搅拌站（HZS50型）B区（厂房区域）：划分设备拆卸区、安装调试区、临时库房（各15m×20m）C区（引水系统）：布置隧洞施工支洞（2m×2.5m）、弃渣场（容量5000m³）施工通道：新建临时施工便道3.2km，宽4.5m，采用C20混凝土硬化（厚20cm）2.3施工流程总览前期准备阶段（第1-4周）：施工图纸会审、设备材料采购、临时设施搭建主体施工阶段（第5-40周）：Ⅰ期（5-16周）：大坝及引水系统施工Ⅱ期（17-32周）：机电设备安装调试Ⅲ期（33-40周）：辅助系统完善及尾工处理验收调试阶段（第41-48周）：分部分项验收、启动试验、72小时试运行三、关键施工技术3.1水工建筑物施工3.1.1大坝加高施工采用常态混凝土浇筑工艺，分3个浇筑块段：基础处理：先进行帷幕灌浆（孔深15m，间距2m），采用42.5级普通硅酸盐水泥，灌浆压力0.8-1.2MPa模板工程：使用18mm厚酚醛覆膜胶合板，背楞采用50×100mm方木，间距30cm，对拉螺栓直径16mm，间距60×60cm混凝土施工：分3层浇筑，每层厚度≤50cm，采用Φ50插入式振捣器，振捣时间20-30s，初凝前进行二次振捣，养护期不少于14天3.1.2压力钢管更换采用"管节预制+现场组焊"施工方案：旧管拆除：先进行管内排水降压，采用机械切割（等离子切割机）分段拆除，单段长度≤6m新管安装：管节预制：工厂加工DN1800×12mmQ345R钢管，每节长8m，坡口角度30°±2°现场组焊：采用手工电弧焊，焊条E5015，打底焊电流80-100A，填充焊120-150A，焊后进行100%UT探伤防腐处理：喷砂除锈达Sa2.5级，喷涂环氧富锌底漆（80μm）+氯化橡胶面漆（120μm）3.1.3闸门及启闭设备安装平面闸门安装：采用25t汽车吊吊装，调整闸门垂直度偏差≤1mm/m，止水橡皮压缩量控制在2-4mm启闭机安装：卷扬式启闭机：安装高程偏差±5mm，水平偏差≤0.5mm/m，钢丝绳在卷筒上的缠绕余留圈数≥3圈液压启闭机：活塞杆垂直度偏差≤0.5mm/m，油箱油位在液位计1/2-2/3处，运行时噪音≤85dB3.2机电设备改造3.2.1水轮机改造转轮更换：拆卸程序：先拆除调速器连杆→导水叶→转轮室→转轮（使用100t液压千斤顶）安装工艺：新转轮（重8.5t）吊装采用四点吊具，调整轴向间隙0.3-0.5mm，径向跳动≤0.05mm/m静平衡试验：在转轮法兰面设置8个配重块位置，不平衡量≤5g·m导水机构修复：导叶轴颈处堆焊不锈钢（1Cr13），研磨至表面粗糙度Ra1.6μm，导叶间隙调整为0.15-0.25mm3.2.2发电机改造定子重绕：旧绕组拆除：采用专用拔线工具，避免损伤铁芯，铁芯清理后涂刷F级绝缘漆新绕组制作：采用F级聚酰亚胺薄膜铜扁线（规格3.8×12mm），每槽线圈4组，层间绝缘0.2mm，端部绑扎采用无碱玻璃丝带浸漆处理：真空压力浸漆（VPI）工艺，真空度≤50Pa，压力0.3MPa，烘焙温度130±5℃，时间8h转子检修：磁极线圈绝缘检测，更换老化绑线，集电环表面车削（粗糙度Ra0.8μm），刷架弹簧压力调整至15-20N3.2.3电气二次系统改造励磁系统：更换为自并励静止励磁系统，配置PLC控制器（西门子S7-1200），励磁调节范围0-110%Un，响应时间≤0.1s监控系统：新增工业以太网监控系统，包含：数据采集单元（32路AI/16路DI）操作员工作站（双机冗余）智能保护装置（配置过流、过压、失磁保护）电缆敷设：动力电缆采用YJV22-10kV-3×70mm²，控制电缆KVVP2-22-450/750V-16×1.5mm²，桥架敷设时电力电缆与控制电缆间距≥150mm3.3引水及尾水系统施工3.3.1引水渠防渗处理渠道清淤：采用液压抓斗挖掘机（斗容0.8m³）配合自卸汽车（8t）清运，清淤深度1.2-1.5m防渗施工：土渠段：铺设复合土工膜（两布一膜，PE膜厚1.5mm），采用热熔焊接，搭接宽度10cm，焊接温度180-200℃石渠段：采用C25细石混凝土衬砌（厚20cm），内掺聚丙烯纤维（掺量0.9kg/m³）边坡加固：对3处陡坡段（坡度1:1.5）采用浆砌石护坡（厚30cm），设置伸缩缝（间距10m，宽2cm，填塞沥青木板）3.3.2尾水渠清淤及生态改造清淤施工：采用绞吸式挖泥船（产量200m³/h），泥浆经管道输送至脱水站（板框压滤机），干泥含水率≤30%后外运生态修复：岸坡绿化：种植固土植物（狗牙根、紫花苜蓿）鱼道建设：新建仿生鱼道（长80m，宽2m，池室落差0.3m）生态流量孔：在尾水闸门设置直径800mm生态流量孔，安装智能流量控制阀（控制精度±5%）四、施工进度计划4.1关键线路计划工作内容开始时间完成时间工期（天）前置工作施工准备第1周第4周28-大坝帷幕灌浆第5周第8周28施工准备完成水轮机拆卸第9周第12周28大坝临时挡水完成发电机定子重绕第13周第20周56水轮机拆卸完成压力钢管安装第17周第25周63旧管拆除完成新转轮安装第21周第24周28发电机定子重绕完成电气二次接线第26周第32周49机电设备安装完成分部调试第33周第38周42电气接线完成72小时试运行第39周第41周21分部调试合格竣工验收第42周第48周42试运行合格4.2资源配置计划人力资源：高峰期投入总人数120人，其中：管理人员15人（工程师8人，安全员3人，质检员4人）技术工人65人（焊工12人，电工10人，起重工5人，混凝土工8人）普工40人机械设备：起重设备：25t汽车吊2台，10t卷扬机3台焊接设备：直流弧焊机8台，氩弧焊机4台检测设备：全站仪（精度1mm+1ppm），绝缘电阻测试仪（0-2000MΩ）混凝土设备：搅拌站1座，输送泵2台，振捣器10台材料供应：主要材料提前1个月进场，建立"三检"制度（自检、互检、专检），钢材、防水材料等关键材料需提供出厂合格证及第三方检测报告五、质量安全与环保措施5.1质量控制体系原材料控制：钢材：Q345R钢板需符合GB/T713-2014标准，每批进行力学性能试验防水材料：土工膜需进行耐静水压（≥1.5MPa）及耐候性试验绝缘材料：定子绕组绝缘漆需通过180℃热老化试验（2000h）工序控制：实行"三检制"（班组自检、工序互检、质检专检）设置质量控制点32处（其中停止点12处）关键工序实施"样板引路"制度（如压力钢管焊接样板段）检测方法：无损检测：UT检测（Ⅰ级焊缝100%，Ⅱ级焊缝20%）水压试验：压力钢管试验压力1.25倍设计压力，保压30min无压降电气试验：发电机直流耐压试验（2.5Un，1min），吸收比≥1.35.2安全生产管理危险源辨识：识别重大危险源8项，包括高空坠落、触电、起重伤害等安全防护措施：高空作业：设置双层防护网（网目≤10cm），安全带采用双钩五点式临时用电：实行"三级配电两级保护"，接地电阻≤4Ω动火作业：办理动火许可证，配备灭火器（每50m²不少于2具）应急管理：编制专项应急预案（触电、火灾、坍塌事故）配备应急物资：急救箱（含AED除颤仪）、应急照明、柴油发电机（50kW）每月组织1次应急演练，每季度修订应急预案5.3环境保护措施水环境保护：施工废水：设置三级沉淀池（总容积50m³），pH值达标（6-9）后排放生活污水：采用一体化处理设备（处理能力5m³/d），COD≤100mg/L大气污染控制：扬尘治理：施工便道每日洒水3次，料场设置6m高防尘网废气排放：混凝土搅拌站安装袋式除尘器（除尘效率≥99%）固废处理：建筑垃圾：分类回收（钢筋回收率≥95%，混凝土再生利用率≥80%）生活垃圾：设置分类垃圾桶，由环卫部门定期清运噪声控制：高噪声设备（破碎机、空压机）设置隔音罩，昼间≤70dB，夜间≤55dB合理安排施工时间，避免夜间（22:00-6:00）进行强噪声作业六、调试与验收6.1分阶段调试单机调试：水轮机：进行盘车检查（径向跳动≤0.05mm/m），空载试运行30min发电机：测量三相直流电阻（不平衡度≤2%），做空载特性试验分系统调试：调速系统：静态特性试验（转速死区≤0.02%），动态调节时间≤5s励磁系统：电压调节范围（80-110%Un），强励顶值倍数≥5倍联动调试：机组启动试验：检查轴承温度（≤65℃）、振动（≤0.03mm）甩负荷试验：分别进行25%、50%、75%、100%额定负荷甩负荷试验6.2验收标准与程序验收依据：《小型水电站技术改造标准》（GB/T50700-2022）《水轮发电机组安装技术规范》（GB/T8564-2003）设计图纸及合同技术协议验收流程：施工单位自检（提交竣工资料28套）监理单位预验收（出具质量评估报告）第三方检测（委托水利水电检测中心）业主组织竣工验收（邀请专家7人组成验收组）验收内容：工程实体质量（结构外观、设备安装精度）技术资料完整性（含隐蔽工程验收记录）性能指标测试（效率试验、振动测试、噪声检测）6.3试运行管理试运行准备：编制试运行方案，进行技术交底和安全培训配备专职值班人员（每值3人，持证上岗）72小时连续试运行：监测参数：机组出力（3600kW±5%）、水温（≤38℃）、润滑油压（0.2-0.3MPa）数据记录：每小时记录1次运行参数，生成试运行报告试运行后处理：停机检查：打开轴承盖检查轴瓦磨损情况，测量导叶间隙消缺处理：对试运行中发现的3项一般缺陷（如局部渗漏）限期整改七、施工保障措施7.1技术保障BIM技术应用：建立三维模型进行碰撞检测，提前发现设计冲突点12处专家咨询：聘请5名行业专家组成技术顾问组，每月召开1次技术研讨会技术创新：采用3项新技术：压力钢管焊接机器人（焊接效率提高40%）混凝土裂缝监测传感器（精度0.01mm）发电机绝缘在线监测系统7.2物资保障采购计划：关键设备（水轮机转轮、发电机定子）提前6个月订货，提供生产进度月报仓储管理：钢材存放：设置防雨棚（高度5m），下垫10cm方木，防止锈蚀电气设备：恒温库房（温度15-25℃，湿度≤60%），电缆盘平放时离地≥30cm质量追溯：建立材料二维码追溯系统，记录进场检验、使用部位、责任人等信息7.3进度保障进度控制：采用Project软件编制四级进度计划（总计划、月计划、周计划、日计划）赶工措施：关键线路采用两班制（每班12小时），配备备用设备（如混凝土输送泵）设置进度奖惩制度，提前完成节点奖励5000元/项，延误处罚3000元/项资源调配：建立周边30km范围内施工资源协调机制，可调用应急设备