周德文,蔣興慧
(中國水利水電第八工程局有限公司,湖南長沙410004)
大藤峽水利樞紐是一座以防洪、航運、發(fā)電、補水壓咸、灌溉等綜合利用的流域關鍵性工程。水庫正常蓄水位61.00m,汛限水位47.60m,死水位47.60m,總庫容34.79×108m3,總裝機容量1600 MW,工程規(guī)模為Ⅰ等大(1)型工程。
工程分左右兩期建設,其中左岸廠壩工程先施工,主要建筑物有縱向圍堰、21孔泄水閘、3臺發(fā)電機組、2個安裝間壩段,合同總工期53個月。
工程施工過程中受厄爾尼諾異常氣候現(xiàn)象、超標洪水、地質(zhì)缺陷處理等因素影響,施工邊界條件發(fā)生較大變化,截止2017年9月,工期滯后約172d。工程總體施工進度要求“2019年大江截流”與“2020年首臺機組發(fā)電”兩個重大節(jié)點目標不變。邊界條件變化,現(xiàn)有技術(shù)方案與節(jié)點目標要求不匹配,部分方案已經(jīng)無法實施。施工過程中根據(jù)實際條件調(diào)整了部分施工措施。
泄水閘閘墩邊墩厚4.0m,中墩厚5.3m,高42m。廠房進水口閘墩厚5.2m,高58.0m。隨著澆筑高度的升高,無法采用吊車進行材料、模板的安裝,備倉需要占用大量的門塔機設備?,F(xiàn)場統(tǒng)計,每月用于備倉的時間約370h,約占66.6%,致使?jié)仓r間減少,投標階段門塔機月澆筑強度為9000 m3,實際月澆筑強度為5000m3左右,混凝土澆筑手段不足,月澆筑強度低,施工進度嚴重受阻。
結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境,基坑內(nèi)已經(jīng)布置了門塔機11臺套,設備已經(jīng)十分密集,再增加數(shù)量,將會給門塔機群運行帶來安全風險,補充入倉手段,滿足月澆筑混凝土量成為工程順利進行的關鍵,現(xiàn)場進行了泵送混凝土澆筑閘墩的試驗。水工混凝土采用泵送,關鍵要解決溫控問題。為此,水科院進行了閘墩結(jié)構(gòu)脫離約束區(qū)泵送混凝土溫度計算。根據(jù)敏感性分析,混凝土最高溫度38℃(設計最高溫度35℃),安全系數(shù)1.88,滿足規(guī)范要求,最終確定泵送混凝土最高溫度標準調(diào)整至38℃。同時采取了一系列的溫控措施:泵送混凝土采用二級配澆筑,配合比中膠凝材料的用量比常態(tài)混凝土膠凝材料不大于100kg/m3;混凝土澆筑溫度15℃;泵送混凝土倉面內(nèi)預埋冷卻水管間距調(diào)整為1.5m×1.0m;通水水溫為8~10℃,采用智能溫控措施調(diào)節(jié)通水流量。2018年5月開始澆筑泵送混凝土,有效解決了閘墩上部結(jié)構(gòu)入倉強度問題。自2020年3月份下閘蓄水以來,泵送混凝土倉面未發(fā)現(xiàn)裂縫,監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,壩體溫度已經(jīng)穩(wěn)定。
大藤峽水利樞紐壩址屬于亞熱帶季風氣候區(qū),常年處于高溫多雨狀態(tài),多年平均氣溫為21.5℃。原溫控混凝土技術(shù)要求采用高溫季節(jié)澆筑溫控混凝土,混凝土允許澆筑溫度為18℃,混凝土出機口溫度最低為14℃。2016年底,澆筑泄水閘底板混凝土時出現(xiàn)了局部裂縫。2017年3月,建設單位組織專家進行了技術(shù)咨詢,復核了溫控計算成果。2017年5月,設計單位重新下發(fā)了溫控技術(shù)要求,提出全年澆筑溫控混凝土,混凝土允許澆筑溫度為15℃,混凝土出機口溫度最低為7℃。按照最新溫控標準,經(jīng)計算,拌和系統(tǒng)需要在一次風冷料倉增加200萬Kcal/h的制冷容量,考慮周邊環(huán)境及環(huán)保要求,施工單位新增加了4臺集裝箱式氟利昂R507A制冷設備,總計增加制冷量261萬Kcal/h。閘墩混凝土表面保溫采用了保溫效果好,與混凝土接觸緊密的聚氨酯噴涂材料。同時采取了混凝土運輸車增加保溫隔熱措施、增加倉面噴霧設備,建設單位委托水科院采取智能溫控等措施。通過新溫控措施的執(zhí)行,混凝土澆筑溫度符合率達90%以上,倉面未發(fā)現(xiàn)貫穿性裂縫,取得了較好的效果。氟利昂制冷設備、聚氨酯噴涂保溫材料的使用,可為類型工程提供借鑒。
廠房進水口布置有2500kN雙向門機,在安裝間壩段進行安裝;進水口檢修門,在安裝間門庫進行安裝。根據(jù)進度安排,安裝間壩頂計劃2018年8月25日到頂,9月初進行門機軌道及二期混凝土澆筑,9月中旬進行壩頂2500kN雙向門機安裝。
由于相鄰標段無法在規(guī)定時間內(nèi)提供運輸通道,進水口門機和檢修門無運輸手段。為確保門機按計劃安裝,施工單位提出采用垂直運輸替代水平運輸?shù)姆桨福簩惭b在安裝間壩前的D1100塔機更換為D2200型塔機,壩頂門機各部件利用施工道路運輸至壩前,再采用塔機吊裝至壩頂安裝。壩頂門機部件最大單重為61.34t,外形尺寸為27.00m×3.60m×2.41m,安裝幅度30m;檢修門最大單件40t。D2200塔機30m范圍內(nèi)吊裝65.7t,可作為壩頂門機部件運輸及安裝設備。壩頂門機安裝好后,塔機將檢修門單節(jié)部件吊運至壩頂門機底部,由壩頂門機進行檢修門安裝。該方案于2018年月實施,最終采用垂直運輸方案替代水平運輸方案,成功進行了壩頂門機和檢修門安裝。
左岸廠壩工程3臺機組,總計9個進水口,設置有3扇檢修門,6扇事故門;廠房尾水段總計布置9扇事故檢修門。原投標方案中,這些閘門在廠房壩段澆筑到壩頂后,采用壩頂門機逐孔下門。受地質(zhì)缺陷處理影響,6號機、7號機進水口無法采用壩頂門機下門,為確保截流目標需要研究新的施工方案。
結(jié)合現(xiàn)場布置,施工單位提出采用750t履帶吊,提前將6號機、7號機進水口、尾水段閘門提前下閘,采用孔口保護措施繼續(xù)澆筑混凝土到頂,發(fā)電前采用壩頂門機將閘門提出。8號機進水口尾水閘門,按原方案采用壩頂門機下門的方案。
事故閘門為平面潛孔閘門,閘門門葉單扇重237.41t。每扇閘門分6節(jié)制造,單節(jié)門葉重38.49t。在廠房上游平整場地,設置了3個閘門拼裝工位。采用150噸履帶吊在拼裝平臺上進行立拼拼裝,并焊接門葉邊梁焊縫和其它在孔口不能焊接部位的焊縫,組裝閘門的附件。在進水口上游軸0~28m至軸0~68m之間布置吊裝場地,場地回填至高程18m,碾壓密實。750t履帶吊采用塔式工況,最大作業(yè)幅度為36m,單扇閘門整體吊裝入孔,在門槽孔口繼續(xù)焊接門葉的其它焊縫。門槽孔口采用鋼板封閉,防止混凝土澆筑時水泥漿流入門軌間隙造成卡阻。
提前下門工作于2019年4月份完成,2020年7月第3臺機組發(fā)電,提前下放的閘門全部成功提出,提前下門方案為左岸一期圍堰拆除重大節(jié)點目標的順利推進奠定堅實基礎。
廠房下游側(cè)塔機要求2019年4月份拆除完成,由于副廠房頂部增加了一層GIS結(jié)構(gòu),在塔機拆除完成后,廠房仍有6號機主變室、6號機7號機GIS室、6號機7號機屋架安裝等部位需要施工,剩余混凝土約2萬m3需要澆筑。
為滿足施工需求,施工單位計劃將1臺K80塔機轉(zhuǎn)移至尾水平臺高程為49.5m平臺,尾水平臺狹小,設備埋件多,增設軌道布置困難。實施中采用了永臨結(jié)合的方式進行布置,在擋水墻上增加條帶牛腿,作為塔機上游軌道。塔機的臨時軌道作為永久結(jié)構(gòu)的一部分,即滿足了尾水平臺的結(jié)構(gòu)需求,又滿足了施工需求,解決了后期吊裝手段問題。
水輪機組在3號安裝間、4號安裝間內(nèi)進行拼裝,安裝間內(nèi)布置的工位有定子、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)輪、頂蓋等,每個工位都是唯一的。轉(zhuǎn)子工位上,單臺機組轉(zhuǎn)子拼裝時間為120d,轉(zhuǎn)子吊裝的前置條件是定子下線和定子耐壓試驗完成。定子拼裝時間是90d,下線及耐壓試驗為90d。轉(zhuǎn)子和定子同時開始拼裝,轉(zhuǎn)子拼裝完成后需要在工位上等待90+90-120=60d。工期要求間隔3個月投產(chǎn)發(fā)電1臺機組,轉(zhuǎn)子在工位上等待60d,占用了工位,將不能滿足第二臺機組發(fā)電目標,需要新增加一個工位,才能滿足間隔3個月的發(fā)電工期要求。
轉(zhuǎn)子工位直徑16m,在8號機組與3號安裝間Ⅱ區(qū)EL38.00m樓板(中心點樁號:軸0+023.20,1+046.59)的頂蓋工位上,增加一個轉(zhuǎn)子組裝鋼平臺,改造為轉(zhuǎn)子工位,確保了3臺機組間隔投產(chǎn)發(fā)電的目標。
泄水閘采用預應力閘墩結(jié)構(gòu),每個壩段70束錨索,設計噸位5600kN/束。錨索由單絲涂覆環(huán)氧涂層鋼絞線組成。采用懸浮預緊張拉,增加懸浮張拉裝置;整體采用懸浮張拉工藝,分級及超張拉穩(wěn)壓時間由原來的5min調(diào)整為10~15min,4束同時對稱張拉。通過工藝改進后,錨索的伸長值、回縮值滿足規(guī)范要求,未出現(xiàn)滑絲錯牙的情況。
環(huán)氧涂層鋼絞線在水利工程預應力閘墩中第一次使用,屬于新材料、新工藝。左岸廠壩工程施工中總結(jié)出一套完整的施工工藝,施工質(zhì)量滿足規(guī)范要求。蓄水后,監(jiān)測錨索數(shù)據(jù)顯示,鎖定預應力穩(wěn)定,損失率在規(guī)范范圍內(nèi)。
大藤峽左岸廠壩工程2015年10月1日開工建設,2019年5月21日泄水閘全線到頂,2019年10月9日圍堰拆除完成,提前15d滿足大江截流條件。
2016年11月廠房首倉混凝土澆筑,2020年9月5日首臺機組定子開始吊裝,2020年4月30日首臺機組并網(wǎng)發(fā)電,2020年6月22日第二臺機組并網(wǎng)發(fā)電,2020年7月31日第三臺機組并網(wǎng)發(fā)電,成功按目標節(jié)點實現(xiàn)一年三投目標。
大藤峽水利樞紐左岸廠壩工程施工過程中,受超標洪水、臺風暴雨、地質(zhì)缺陷處理影響,施工邊界條件對比投標階段發(fā)生較大變化,施工過程中除了上述主要技術(shù)方案調(diào)整優(yōu)化,還采取調(diào)整座環(huán)吊裝位置、胸墻增加鋼襯、閘墩設置臨時施工縫、增加建筑塔機、8號機設置臨時屋頂、設置子堰開挖尾水渠、調(diào)整閘墩錨索張拉前置條件等技術(shù)措施,這些措施方案的實施,加快了施工進度,滿足了截流和發(fā)電目標,同時可以為右岸廠壩工程類似項目提供經(jīng)驗和指導。