左啟江

摘 要：為盡快恢復(fù)某水電站的生產(chǎn)和發(fā)電，結(jié)合工程的地形地質(zhì)條件、項目結(jié)構(gòu)特點，全面分析了水下?lián)岆U基本方案、鋼閘門圍堰施工環(huán)節(jié)和安全管理措施，確保了圍堰的可靠性及安全性。

關(guān)鍵詞：水電站；尾水出口；鋼閘門圍堰；水下?lián)岆U施工

1.電站的基本情況

某水電站處于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，常年多雨。相關(guān)資料顯示，此地區(qū)一天內(nèi)最大降雨量約160mm，平均年降雨量約1400mm。壩址以上集雨面積15000km2，約占流域總面積的95%，年平均流量約為400m3/s，總庫容2億m3，正常蓄水位117m，死水位112m。

某水電站為河床式電站，主要任務(wù)為發(fā)電，主要建筑物由溢流壩、兩岸接頭重力壩、發(fā)電廠房及開關(guān)站等組成，壩頂全長164m。電站安裝3臺軸流轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機組，裝機總?cè)萘?5MW。

2.水下?lián)岆U基本方案.

在一次電站年度檢修中，因上游突發(fā)超標洪水，一號機組二號尾水出口檢修閘門受洪水沖擊，造成止水板后二期混凝土崩塌、二號尾水門損毀，導(dǎo)致廠房進水。

為盡快恢復(fù)生產(chǎn)和發(fā)電，要對受損的門槽二期混凝土予以修復(fù)，滿足重新下閘擋水條件。電站廠房下游地勢陡峭、河床面較寬、水流湍急，需修筑圍堰形成干地施工條件。如采用常規(guī)土石圍堰施工方案，進場道路布置困難、工序多、工程量大、汛前無法完成門槽修復(fù)，且土石圍堰難以完全拆除勢必抬高發(fā)電尾水水位。經(jīng)方案比選，充分利用現(xiàn)有的閘墩、底板，在閘墩尾部安裝臨時鋼閘門，閘墩、底板、臨時鋼閘門圍堰之間形成封閉施工區(qū)域，抽干堰內(nèi)積水后，即可形成干地施工條件，見附圖：

3.施工環(huán)節(jié).

現(xiàn)場施工條件：機組下游▽116.00m尾水平臺設(shè)有10t的電動葫蘆，現(xiàn)場其他起吊條件有限。尾水閘門底部高程85.27m，發(fā)電最低尾水位為97m，300m3/s流量時下游水位▽97.3m，600m3/s流量時下游水位▽99.08m，尾水下層工作平臺高程101.21m；尾水上層工作平臺高程116m。

3.1.臨時鋼閘門設(shè)計.

需安裝臨時鋼閘門的尾水孔口凈寬5.5m，兩側(cè)閘墩中心間距8m。3#閘墩軸線88m～90m高程處有2條檢修排水管，應(yīng)避開。施工時，按300m3/s控制下泄流量，故臨時鋼閘門設(shè)計寬度選為7.5m，高度為12m，施工時根據(jù)施工水位情況，需要時加設(shè)擋水板。

考慮到現(xiàn)場起重吊裝能力有限（注：10t電動葫蘆），現(xiàn)場地形條件限制及道路、水面運輸條件，擬將臨時閘門分四節(jié)制作，每節(jié)高度3m。每節(jié)段臨時鋼閘門構(gòu)造體加工成全封閉箱狀以利浮運。

經(jīng)計算：1#塊選用Q235材質(zhì)I45b型工字鋼作受力構(gòu)件，間距40cm；2#塊選用Q235材質(zhì)I45b型工字鋼作受力構(gòu)件，間距53cm；3#塊選用Q235材質(zhì)I45b型工字鋼作受力構(gòu)件，間距80cm；4#塊選用Q235材質(zhì)I45b型工字鋼作受力構(gòu)件，間距120cm.。

3.2.施工工序

本次鋼閘門圍堰施工主要工序為：鋼閘門制作 — 鋼閘門陸上運輸 — 鋼閘門水上運輸 — 鋼閘門現(xiàn)場組合拼裝 — 鋼閘門水中調(diào)整姿態(tài)立直 — 鋼閘門下沉就位 — 鋼閘門外圍潛水堵漏 — 圍堰內(nèi)抽干水，修復(fù)受損閘門與門槽— 鋼閘門拆除。

3.2.1臨時鋼閘門制作.

閘門制作，委托有資質(zhì)的企業(yè)予以加工，完成制作后，先在廠內(nèi)予以組裝，再運到施工現(xiàn)場。

3.2.2.臨時鋼閘門運送.

通過汽車運輸?shù)姆绞?，將廠內(nèi)制作好的鋼閘門塊體運到距電站下游12km的舊渡口處，再通過吊車吊入河道中，通過浮運措施把鋼閘門運到施工現(xiàn)場。

3.2.3.臨時鋼閘門安裝.

在施工前，由于下層工作平臺處于安裝臨時鋼閘門的垂直上方，應(yīng)事先在工作平臺上鉆穿成孔，以利鋼絲繩穿過牽引。同時，將尾水底板安放鋼閘門位置的底部接觸面雜物清除干凈。

根據(jù)現(xiàn)場條件及水深情況，通過潛水作業(yè)配合，在水面將1#塊和2#塊拼接。將吊點掛在2#塊上，向1#塊箱內(nèi)緩慢注水，將1#、2#塊合體扶正，使閘門在起重設(shè)備的牽引下緩緩沉放至底部，并在潛水員作業(yè)配合下精確定位，依次將3#塊、4#塊安裝就位。各號塊體之間設(shè)橡膠止水板，用螺栓拼接結(jié)固，臨時鋼閘門與閘墩接觸面設(shè)橡膠止水板。

3.2.4.臨時鋼閘門的固定與預(yù)壓。

通過潛水員予以水下鉆孔，在此基礎(chǔ)上裝置錨桿，把閘門固定于閘墩，同時潛水員通過安裝手拉葫蘆等措施對鋼閘門箱體進行加壓，讓閘門和閘墩全面貼合。

3.2.5.查看圍堰密閉狀態(tài).

若檢查到縫隙，則通過棉絮予以塞堵，直到其足夠嚴密即可。如果發(fā)現(xiàn)閘板底端接觸面存在縫隙，水壓力大不能通過常規(guī)方法解決時，那么就要終止抽水，同時讓內(nèi)外水位平衡，用水下混凝土堵漏的方法確保止漏，達到抽干水的目標。

3.7.修復(fù)受損閘門和門槽。

在具備干地修復(fù)條件后，按照現(xiàn)場實際狀態(tài)與受損程度修復(fù)受損閘門和門槽。

3.8.臨時鋼閘門拆除.

尾水閘門下閘后，向圍堰內(nèi)注水，水位平衡后，潛水員拆除臨時閘門塊間連接螺栓。向臨時鋼閘門箱體中灌入充氣排水，由上至下按照順序進行拆除。

4.鋼閘門圍堰施工的安全管理措施.

4.1鋼閘門設(shè)計和制作

本次施工任務(wù)時間緊、鋼閘門制作技術(shù)要求高、加工精度要達到鋼閘門制作的規(guī)范要求，因此，本項目將鋼閘門設(shè)計和制作外包給有資質(zhì)的專業(yè)單位進行設(shè)計和生產(chǎn)，并按有關(guān)法律法規(guī)簽定外包合同。

4.2鋼閘門陸上運輸：

與物流企業(yè)簽署相合同，把運輸鋼閘門的運輸環(huán)節(jié)予以外包給專業(yè)的運輸公司。

4.3鋼閘門水上運輸：

4.3.1主要危險源識別：a.鋼閘門漏滲水下沉；b. 施工人員溺水；c. 急灘；d. 不良氣候條件。

4.3.2安全管理措施：

a. 將鋼閘門吊入水中處于浮動狀態(tài)，定時檢查閘門箱體是否存在漏滲水現(xiàn)象，如有，將鋼閘門起吊上岸，補焊修復(fù)，并進行氣密性檢查，確保鋼閘門箱體內(nèi)不漏水，以保證浮運過程安全。

b. 按船甲板工作相關(guān)規(guī)定，進行人員組合，施工人員按規(guī)定穿戴救生衣，配備專門救生工作船舶隨拖值守。出現(xiàn)緊急情況時進行施救。

c. 遇急灘安全措施：選用大功率拖帶船舶，按拖帶船舶規(guī)范要求懸掛旗標，必要時通知電站調(diào)整泄下流量，以利通過急灘。

d. 密切關(guān)注天氣預(yù)報，避免大霧大雨等不良天氣拖運。

4.4.鋼閘門現(xiàn)場組合拼裝、水中姿態(tài)調(diào)整立直、下沉就位、拆除

4.4.1主要危險源識別：a.水面作業(yè)安全；b. 高處落物打擊。

4.4.2安全管理措施：

a. 按規(guī)定佩戴安全帽，救生衣和其它勞動保護配置，配備救助工作站；

b. 在施工區(qū)域上方設(shè)置警示標志，避免無關(guān)人員出入。

c.專人統(tǒng)一協(xié)調(diào)指揮，限位鋼纜繩牢固可靠。

d.鋼閘門內(nèi)注水的時間節(jié)點和注水量調(diào)整，密切觀察調(diào)整鋼閘門的水中姿態(tài)，在注水過程中，將人員安排處于安全位置。

4.5潛水堵漏

按潛水作業(yè)相關(guān)規(guī)范執(zhí)行，設(shè)專人與潛水員進行專門聯(lián)系，強調(diào)日常對潛水設(shè)備進行維護保養(yǎng)，保證潛水設(shè)備處于良好狀態(tài)。強調(diào)潛水上浮注意事項，避免職業(yè)病危害。

4.6圍堰抽水

作業(yè)時實時觀察堰體內(nèi)外水位，主動掌握泄水流量數(shù)值，預(yù)判壩前水位，第一次堰內(nèi)抽干水時，注意觀察鋼閘門堰體的變形及穩(wěn)定性，強調(diào)保持最大水位差經(jīng)12h后，觀察判斷鋼閘門堰體處于穩(wěn)定可靠下施工人員方可進入堰內(nèi)施工作業(yè)。專人觀察堰外水位，若出現(xiàn)堰外水位上升并可能漫壩時， 立即安排堰內(nèi)作業(yè)人員撤離到堰外，同時停止堰內(nèi)抽水，并回注水平衡堰體內(nèi)外水位差。準備相應(yīng)物資材料，當預(yù)判下泄流量大于300m3/s時，及時加高鋼閘門頂部高程1m，盡量避免水漫堰體狀態(tài)出現(xiàn)。

5.總結(jié).

在本此修復(fù)工程中，充分利用現(xiàn)有的閘墩和底板，采用鋼閘門圍堰施工方案，從鋼閘門制作開始，到鋼閘門圍堰建成擋水，僅耗時一個月內(nèi)，投資省、工期短、拆除方便，為迅速恢復(fù)電站生產(chǎn)和發(fā)電創(chuàng)造了有利條件，取得了非常良好的社會經(jīng)濟效益，為同類型電站的修復(fù)工程提供了有益借鑒。