黄河龙口水利枢纽施工导流与进度控制

赵立民 杨海宁 庞兆金 孙炳全

黄河龙口水利枢纽坝型为混凝土重力坝,坝顶高程900m,最大坝高51m,坝顶全长408m,自左至右划分为1#～19#共19个坝段,其中5#～9#为电站坝段,11#为隔墩坝段,12#～16#为底孔坝段,17#、18#为表孔溢流坝段。主体工程混凝土总量约90万m3。

1 施工导流与进度控制

龙口水利枢纽属二等大(Ⅱ)型工程,主要建筑物为2级,相应的施工临时建筑物为4级。施工导流挡水建筑物采用土石结构,设计洪水标准为20年一遇洪水。坝体拦洪度汛设计洪水标准为50年一遇洪水。工程施工采用分期导流。

工程于2005年8月获国家发展和改革委员会核准立项后,建设单位便加紧了前期准备工作,积极推动工程建设,于2006年4月实现了一期截流。由于一期截流时间比原初步设计推迟近5个月,故工程实际实施的施工导流与进度控制较初步设计阶段有所区别。

1.1 初步设计阶段的施工导流与进度控制

在初步设计阶段,导流方案共分两期。

1.1.1 一期导流

一期导流又分为一期低围堰和一期高围堰两个导流时段。

(1)一期低围堰导流时段为2005年11月～2006年6月底。导流标准为枯水期(11月～翌年6月)20年一遇洪水,洪峰流量为2316m3/s。河水通过束窄后的左岸河床下泄,相应上、下游堰顶高程分别为868.0m和864.4m,围堰高度分别为8.0m及4.4m。一期低围堰导流期间完成右岸11#～19#坝段基坑开挖,浇筑部分坝体、消力池和护坦混凝土,将混凝土纵向围堰浇筑到871m高程以上。

(2)一期高围堰导流时段为2006年7月～10月底。导流标准为汛期(7～10月)20年一遇洪水,洪峰流量为5500m3/s,河水通过束窄后的左岸河床下泄,相应上、下游围堰顶高程分别为871m和866m,围堰高度分别为11m及6m。上、下游围堰与混凝土纵向围堰一起形成右岸一期高围堰。一期高围堰导流期间,右岸17#～18#表孔坝段浇筑至872m高程,形成二期导流缺口;11#～16#和19#坝段、混凝土纵向围堰浇筑至二期截流所需高程875m以上,永久底孔形成,完成消力池和护坦混凝土浇筑。

1.1.2 二期导流

二期导流时段为2006年11月～2008年6月底。导流标准为汛期20年一遇洪水,洪峰流量为5500m3/s,河水从导流缺口及永久底孔下泄。导流缺口设在17#～18#表孔坝段,底高程872m,宽34m;永久底孔尺寸为4.5m×6.5m,共10个,设在12#～16#坝段。相应纵向围堰顶高程为881m,最大堰高26m;二期上游围堰顶高程为881m,最大堰高21m;二期下游围堰顶高程为866m,最大堰高6m。二期导流期间进行左岸1#～10#坝段的施工,同时继续施工右岸11#～19#坝段。待左岸5#～9#电站坝段基本建成后,2008年10月开始封堵导流缺口。

初步设计阶段施工总工期为60个月,其中施工准备期9个月,主体工程施工期39个月,完建工期12个月。主要进度控制点包括:2005年3月开始施工准备,2005年12月一期基坑截流闭气,2006年11月底二期截流闭气,2009年3月初(即48个月后)第1台机组发电,2010年2月底工程竣工。

1.2 调整后的施工导流与进度控制

工程实际于2006年4月实现了一期截流。根据施工的实际情况,施工导流调整为三期。施工导 流平面布置见图1。

图1 施工导流平面布置图

1.2.1 一期导流

一期导流时段为2006年4月～2007年4月中旬。导流标准为汛期20年一遇洪水,洪峰流量为5500m3/s,河水通过束窄后的左岸河床下泄,相应上、下游堰顶高程分别为873 m和866m,围堰高度分别为13 m及6m。一期导流期间完成右岸11#～19#坝段基坑开挖,17#～18#表孔坝段混凝土浇筑到868m高程,11#～16#、19#坝段浇筑到875m高程以上以形成永久底孔,完成消力池部分混凝土浇筑(一级消力池浇至856m高程、一级消力坎浇至859m高程、二级消力池浇至855.5m高程),护坦和二期纵向围堰混凝土浇筑完成,为二期截流创造条件。

1.2.2 二期导流

二期导流时段为2007年4月中旬～2009年5月底。导流标准为汛期20年一遇洪水,洪峰流量为5500m3/s,河水从表孔坝段导流缺口(868m高程,宽34m)及10个永久底孔下泄,相应纵向围堰上游段堰顶高程为881m,最大堰高26m;二期上游围堰顶高程为881m,最大堰高21m;二期下游围堰顶高程为866m,最大堰高6m;纵向围堰下游段堰顶高程为870m,最大堰高15m。二期导流期间进行左岸1#～10#坝段的施工,同时,右岸除17#、18#表孔坝段保持在868m缺口高程以外,11#～16#、19#坝段继续浇筑,2007年6月底汛期到来之前浇筑到881m高程以上(汛期20年一遇上游水位879.47 m),以满足右岸坝段挡水要求。待左岸5#～9#电站坝段基本建成后,2008年10月开始封堵导流缺口。

1.2.3 三期导流(消力池后期施工导流)

三期导流是机组发电后利用枯水期浇筑右岸消力池剩余部分的混凝土,导流时段为2010年 3月～5月中。导流标准为万家寨水电站6台机满发时的下泄量1806m3/s,相应下游围堰顶高程为864m,最大堰高4m。三期导流期间,利用5台机组和排沙洞过流,上游关闭底孔闸门和表孔闸门,下游在消力池末端新修土石围堰和二期混凝土纵向围堰下游段挡水,完成右岸消力池剩余部分的混凝土浇筑。

工程于2006年4月实现一期基坑围堰闭气,主体工程施工期从2006年5月初至2009年6月中旬第1台和第2台机组同时发电,历时37.5个月;2010年6月底工程竣工。

1.3 施工导流与进度控制分析

施工导流设计是水利水电工程施工组织设计的中心环节,也是编制施工总进度计划的主要依据。正确选择施工导流方案,对降低工程造价、提高工程质量和施工安全、以及缩短工期都有重大影响。

龙口水利枢纽工程实际于2005年8月核准立项后开始施工准备,由于开工时间的调整,影响到了一期截流和二期截流的时间。分析整个工程施工进度计划可以看出,二期截流的时间是影响电站发电工期的关键。为了实现电站尽早建成并发挥发电效益,需要对原设计的施工导流和施工进度加以调整。

1.3.1 一期截流时间调整

一期截流时间由原设计的2005年11月调整为2006年4月,从围堰截流至汛期到来(7月初)仅3个月,一期导流方案由原设计的一期低、高围堰改变为一次性高土石围堰导流。

1.3.2 二期截流时间调整

原设计二期截流安排在2006年11月份,由于一期截流时间的推迟,11月份前一期基坑内的挡水和过水建筑物不能达到原设计的形象。为实现2007年汛前(6月底前)二期截流,使电站提早发挥效益,采取了如下措施:(1)降低导流缺口底高程以降低一期基坑坝体混凝土浇筑强度;(2)部分消力池混凝土安排到后期浇筑以减少一期基坑混凝土浇筑量。通过以上措施,二期截流的时间最终确定在2007年4月,并在6月底汛期到来前完成二期围堰的施工,具备挡水度汛条件。

1.3.3 导流缺口底高程降低

导流缺口底高程由872m降至868m,对应导流流量5500m3/s,二期导流上游水位由881.65m降至879.47 m。缺口底高程降低了4m,堰前水位降低了2.18m。由此需在导流缺口前设置临时封堵闸门供后期封堵导流缺口时挡水用。

1.3.4 二期截流(2007年4月)前工程形象调整

右岸17#～18#表孔坝段浇筑高程由872m降至868m,消力池由全部完工调整为仅浇筑底部1层(一级消力池浇至856m高程、一级消力坎浇至859m高程、二级消力池浇至855.5m高程);汛前11#～16#和19#坝段浇筑高程由883 m降至881m。

1.3.5 表孔坝段导流缺口封堵日期调整

封堵时间由2008年10～12月调整为2008年汛后～2009年5月,缺口高度由28m增大到32m。

1.3.6 底孔弧形闸门安装日期调整

由原设计的在一期导流期间安装,调整为二期导流期间的汛后安装。利用底孔进口2孔检修闸门和下游修筑临时围堰挡水,每次安装2孔,共分5次来完成全部10孔弧门的安装。

1.3.7 机组发电日期调整

原设计2009年3月初第1台机组发电,调整后,2009年3月第1台机组完成安装,此时导流缺口尚未全部封堵,不具备挡水发电的条件。6月第2台机组完成安装,此时各坝段混凝土浇筑到坝顶高程,闸门安装调试完毕,具备挡水发电条件,第1、2台机组同时发电。

1.3.8 消力池混凝土施工日期调整

原设计在一期导流期间完成消力池全部混凝土浇筑。调整后,一期导流期间仅浇筑消力池下层混凝土,剩余上层混凝土安排在三期导流期间完成浇筑。

可以看出,在实际开工时间与一期截流时间推后的情况下,通过采取以上措施调整施工导流方案和施工进度计划后,从一期截流到工程竣工实际施工工期为50个月(初步设计阶段为51个月),基本实现了按期发电的目标。

2 结 语

受工程批准立项时间的影响,水利水电工程实际开工时间往往与设计开工时间有差异。而施工导流设计是水利水电工程施工组织设计的中心环节,也是编制施工总进度计划的主要依据。本文根据龙口水利枢纽工程实际情况,将施工进度计划与施工导流方案密切结合起来,通过采取多种措施加以调整,确保了工程发电工期,取得了巨大的效益,对类似工程项目可起到一定的借鉴作用。