水电站引水建筑物各分部施工相互制约矛盾的处理

童可臣

（浙江省淳安县水利水电局，淳安 311700）

引水建筑物是水电站的重要组成部分，其功能是集中落差，形成水头，并将此符合水质要求的且有一定数量的水引向水力发电机组。引水系统采用隧洞引水，隧洞各施工面分别与进水口、沉沙池、前池、压力管路等分部工程衔接，不可避免的存在着互相制约、干扰工期的矛盾，因此合理安排各分部工程施工程序，尽量避免工期干扰，是工程能否早日产生经济效益的关键，有其重要的现实意义。

铜山二级水电站是一座引水式水电站，在工程施工中合理安排施工计划，调整引水建筑物各分部工程施工程序，较好地解决了相互制约、干扰矛盾，取得了一定成效。

1 工程概况

铜山二级水电站位于浙江省淳安县枫树岭镇内枫林港支流上游，属新安江水系，钱塘江流域。该电站是铜山梯级电站工程的二级开发，电站由堰坝工程、引水工程、厂房工程、升压站工程等组成，为径流式电站。堰址以上流域面积78.6km2，平均流量3.05m3/s，电站装机2×2000kw，设计施工总工期为两年。

铜山二级水电站引水建筑物主要有：无压引水隧洞、进水口（包括工作桥、公路交通桥）、沉沙池（包括溢水堰、连接段）、前池、压力管路等。无压引水隧洞长2347m，分两段开挖，其中1#洞长1160m，2#洞长1187m。进水口工程设在1#洞进口，且与公路交叉；沉沙池设在1#和2#洞衔接段，长30m，宽6m；压力前池设在2#洞出口，总容积3200m3；压力钢管总长103.4m。

2 存在的主要问题

铜山二级电站工程于2006年5月1日正式动工，2006年5月开始洞体开挖，分四个工作面，即：1#进口段、1#出口段、2#进口段、2#出口段。原计划开挖工期12个月，隧洞清基、衬砌、喷锚6个月，然后进行其它分部工程施工，工期6个月。所以隧洞开挖、衬砌工期直接影响进水口、沉砂池、前池、压力钢管安装等工期。进水口工程设有工作桥、公路桥，为不影响公路交通需分两次施工，施工难度较大，计划工期6个月；沉沙池夹在1#、2#洞之间，是隧洞出渣、衬砌期的运输道路，产生施工干扰，计划工期需4个月；前池与2#洞出口衔接，也是隧洞出渣、衬砌运输道路，施工相互制约，计划工期8个月；管路开挖及压力管安装与前池存在交叉施工，计划工期6个月。如按原计划施工，引水系统各分部工程完工需工期24个月。如果施工不顺利将会延误电站整体工期，更谈不上提前竣工并网发电。其原因主要是隧洞开挖、衬砌制约了与其衔接的进水口、沉砂池、前池、压力管安装等分部工程施工，因此，在要求缩短工期的情况下，必须重新调整施工顺序。原施工计划路线见图1。

图1 原施工计划路线图 （工期24个月）

3 调整各分部工程施工工序的拟定

铜山二级电站隧洞总长2347m，断面宽3m，高3.82m，城门洞型，分四个工作面，采用梯级开挖。经过4个月的隧洞开挖施工，由于施工设备技术等原因只完成隧洞开挖600m，未能达到原有施工计划800m目标。如不调整施工工序，完成原计划都很困难。因此通过对各分部工程进行认真分析，结合现场实际情况，调整了施工工序。调整的思路主要是改善隧洞开挖施工设备，争取隧洞开挖提前完成，隧洞衬砌、喷锚尽量与进水口、沉砂池、前池、压力钢管安装等分部工程实行并列施工。主要工序调整如下：

（1）各隧洞开挖工作面均改进空压钢管设备（加大直径）及增大排风容量，以加快开挖进度。1#隧洞出渣运输路线较长，为缩短出渣时间改用二次运输，先就近堆放，确保隧洞开挖提前完成。

（2）在隧洞开挖到后期的同时开始前池一期开挖、压力管路开挖，隧洞开挖完成后开始前池二期开挖及前池前半部分衬砌施工，采取铜片止水分缝，因压力管顶点位置可定，使压力管支墩浇筑，压力管安装均可进行。

（3）隧洞开挖完成后，利用两个月时间集中力量完成全隧洞清基任务。然后由原计划四个工作面清基、衬砌、喷锚施工改用1#出口和2#进口两个工作面衬砌、喷锚施工，并实施三班制24小时施工；封闭1#进口运输，使进水口工程提前4个月施工；封闭2#出口运输，使前池提前六个月开始二期开挖、砌筑和衬砌施工。

（4）1#洞出口和 2#洞进口连接段，长40m，中间布置沉沙池和溢水堰，改用沿山体两岸稍加开挖布置1#洞和2#洞运输道路，稍增加一点工程量，但在不影响隧洞出渣、衬砌运输的情况下，可提前3个月进行沉沙池一期开挖、衬砌。隧洞衬砌、喷锚全面完成后进行沉沙池二期开挖、衬砌，这是引水工程最后一环节。

由于上述施工思路调整，各分部工程均能并列施工，故可以达到缩短工期的目的，保证工期目标的实现。调整后施工计划路线见图2。

4 效果

铜山二级水电站引水工程采取上述调整措施，于次年1月开始实施。2月15日开始前池一期开挖，3月15日开始管路开挖；隧洞开挖于次年5月8日全面贯通，隧洞清基、衬砌、喷锚于5月9日动工，11月28日隧洞工程完工；4月15日开始前池砌筑、浇筑，11月12日前池完工。8月11日开始管路支墩浇筑、钢管安装等，12月18日压力管安装结束。进水口工程于6月10日动工，12月17日完工；沉沙池及溢水堰工程于8月19日开始一期开挖、衬砌，11月17日开始二期开挖、衬砌，12月17日完工。于12月20日进行引水工程通水阶段验收。

图2 调整后施工计划路线图 （工期19个月）

铜山二级水电站原计划总工期24个月，调整后计划工期19个月，实际完成工期19个月。该工程由于合理安排工期、调整工序，使引水建筑物分部工程实行并列施工取得了较好的效果，在保证质量和安全的前提下比原计划提前五个月完成工程施工。由于缩短了工期，对施工单位来说节省了人力、物力，也降低了管理成本，还减少了对当地环境造成的的影响。引水系统分部工程调整前后计划时间对比见表1。

表1 引水系统分部工程调整前后计划时间对比

5 主要研究成果

对于工程建设而言，特别是水电站工程，缩短工期就是增加经济效益，所以应尽量多考虑施工实际情况，合理安排施工计划，做出最佳方案以达到缩短工期的目的。

（1）隧洞开挖进度直接影响各衔接分部工程动工时间，因此合理配备机械设备以及选用最适合的开挖方法是加快开挖进度的必要条件。如部分工作面出渣较远，应考虑二次搬运来缩短出渣时间，从而提高进洞速度。

（2）施工中重视解决各衔接分部工程相互制约、干扰工期的矛盾，这是缩短工期的关键。在提高各分部工程施工进度的同时，合理调整施工工序，尽可能做到并列施工。

（3）引水工程是水电站起着引水、蓄水、平水的重要建筑物，安全系数较高，各分部工程施工时相互制约，相互干扰矛盾较为突出。采用上述调整工序方法，还应重视施工缝的衔接止水以及衬砌质量。只有在保证质量、保证安全的前提下缩短工期，才能真正发挥电站工程的经济效益。

[1]水利水电工程施工组织设计手册[M].北京：中国水利水电出版社，1996.

[2]天津大学水利系主编.小型水电站[M].北京:水利电力出版社，1979.

[3]电力工业标准汇编·水电卷·施工[M].北京:水利电力出版社，1995.