山区河流航电枢纽工程施工特点及措施

2019-02-14

四川水利 2019年5期

关键词：航电围堰导流

(中国水利水电第五工程局有限公司，成都，610066)

1 概述

山区河流滩多水急，比降落差大，汛期水流含沙量较大，砂卵石河床变化很大，很难形成稳定的通航河道，解决山区河流通航的根本在于梯级渠化。在山区河流中下游通过航电枢纽工程开发，可实现河流渠化，促进航道建设。

航电枢纽多以渠化航道为主要目的，兼顾发电，即以航运开发为主，兼有防洪、发电、灌溉、环保等综合利用功能的拦河通航建筑物。以彻底改善航道条件，提升通航标准为首要出发点，同时可提供大量清洁能源，促进区域经济社会协调发展，改善流域生态环境。

山区河流航电枢纽水工建筑物一般采用“一字型”布置型式，由左右岸接头坝、船闸、发电厂房、泄洪冲砂闸、溢流坝、生态鱼道等水工建筑物组成，以满足航运要求为主要目标，利用水位落差进行发电。

2 航电枢纽工程特点

2.1 航电一体，渠化开发

航电枢纽河段两岸城镇、农田、交通和工矿企业沿江分布，人口稠密，为减少淹没、渠化河道、发展航运适应坝基地质条件的特点，一般采用中低水头的梯级开发方式，通过梯级渠化，改善航运条件。

2.2 分期建设，工期紧张

在通航河道，航电枢纽工程多采用束窄河床的分期导流建设，以枯水期导流和全年导流相结合的方式。厂房和船闸作为控制工程发电工期、通航工期和施工总工期的水工建筑物，采用全年导流的方式，保证其全年不间断施工；枢纽中部泄水闸坝采用枯水期导流的方式。有通航要求的，既要满足干地施工，又要满足期间河道顺畅过流以保住通航，导流期间需预留施工期临时航道通航。

一般建设程序为先利用围堰保护部分河床形成干地基坑，剩余一部分过流通航，二期或三期利用前期完建建筑物导流，然后利用围堰将剩余部分形成干地施工，完成剩余建筑物施工。航电枢纽建设工期一般为21～54个月，完成首台机组发电和船闸通航。施工工期紧，任务重，特别泄水闸坝需在一个枯期6个月时间完成施工，混凝土浇筑强度高。

2.3 空间狭窄，布置复杂

山区河流河谷两岸多为起伏的山区或丘陵地区，高山峡谷，岸坡陡峭，河道弯曲，地形复杂，水量丰富。航电枢纽选址一般在宽河谷段，发电厂房和船闸分两岸布置，泄水闸坝布置在枢纽中部。在河谷上需布置左右岸接头坝、船闸、发电厂房、泄洪冲砂闸、溢流坝、生态鱼道等水工建筑物，厂房和船闸工程控制关键工期，需采用小基坑围堰全年导流。在全年导流围堰围护下，需完成多个细分建筑物施工，布置较为复杂。

2.4 多专业同施工，相互干扰严重

航电枢纽工程属于水电工程和航运工程的结合，规模大，存在多家单位共同施工的局面，平面、立体交叉严重。施工均涉及土建施工、金属结构、机电安装、监测工程等专业，各专业施工穿插进行，每一个环节要经历不同的专业领域，以上任何一个环节的滞后都会带来总进度计划的滞后及合同风险的出现，同时也会给安全质量管理工作带来一定难度。

2.5 天然骨料丰富，含砂量大

山区河流航电枢纽工程开发均在河流的中下游，天然砂卵石储量丰富，可充分利用工程开挖料作为混凝土骨料及其他可利用料。河流较上游水流缓，造成天然卵石含砂量大，但多为特细砂、细砂，细度模数在0.92～1.8之间。

3 航电枢纽工程施工重点分析及应对措施

3.1 做好施工总布置规划

根据现场地形条件和施工布置规划，结合场内外交通条件和自然条件，按照施工需要，分左右岸分别进行施工生产、生活临时设施和施工道路的规划、设计、修建与管理。

满足生产、生活要求的前提下，做到结构合理，布局整齐美观、经济运行。生活、生产临建设施、施工辅助企业及施工道路布置均按左右岸进行规划布置。临建设施的规模和容量按施工总进度及施工强度的需要进行规划设计，力求布置紧凑、合理、方便使用，规模精简，以降低工程造价，并尽量避免与相邻标段工程施工的干扰和影响。施工布置能充分发挥施工工厂设施的生产能力，场地布置与施工进度、方法、工艺和机械设备相适应。

总结金溪航电枢纽、沙溪航电枢纽、青居航电枢纽、犍为航电枢纽等施工布置规划，具体实施方法为：施工道路进行统一硬化，分别形成左右岸施工主干道，提高运输效率；施工生产、生活区分岸布置，减少施工人员大量流动，减少干扰，提高工作效率；砂石混凝土系统统一分别左右岸布置，减少料物中转，提高设备生产利用率，保证混凝土施工强度；综合加工厂等施工辅助企业分岸集中布置，提高标准化作业水平。

3.2 优化施工导流

航电枢纽工程坝址多为河段河床宽阔，两岸呈台阶状地形，阶地发育，两岸山体均不高，洪水流量大，不具备布置导流隧洞的条件，采用束窄河床的分期导流，以枯水期导流和全年导流相结合的方式。

根据工程特点，施工导流分期分段需满足控制性工期项目均衡施工，做到工期最短；满足通航要求；减小施工难度，节约投资。

在航电枢纽工程建设中，施工导流及围堰技术是其中的核心部分，施工质量的好坏将会对工程建设产生直接的影响，也是航电工程中应用最为重要的施工技术之一。

枢纽工程主体及导流工程一般情况砂卵石和石方开挖工程量较大，为充分利用开挖渣料，节省工程投资，围堰型式尽量以土石围堰为主，同时结合工程区粘土、强风化粉砂质泥岩的储量情况，可作为防渗土料用于防渗，尽量采用粘土防渗，如缺乏粘土的地区则采用以高压旋喷防渗墙及防渗土工膜防渗为主。

以犍为航电枢纽为例，根据导流建筑物所保护的水工建筑物级别、导流建筑物失事后果及使用年限、围堰工程规模等综合选择，导流洪水设计标准选取相应时段10年一遇洪水。方便厂房及船闸全年均衡施工，缩短船闸通航工期、厂房发电工期和施工总工期，节省导流工程投资。充分利用开挖渣料，围堰型式以土石围堰为主，同时由于工程区粘土层很薄、储量较少且为耕地，仅能提供约21.9万m3的防渗土料(厚度仅约0.4m～0.5m)、约95.6万m3的强风化粉砂质泥岩(厚度仅约2m)用于防渗，而且围堰基础砂卵石覆盖层较厚，因此，犍为航电枢纽工程围堰除二期船闸全年围堰占压泄水闸坝的区段，以及三期围堰需尽快闭气采用少量粘土防渗以外，其余主要以高压旋喷及防渗土工膜防渗为主。

3.3 严格控制阶段施工计划

结合山区航电枢纽布置和施工条件，根据施工导流分期情况，细化枢纽工程施工分期，一般分为工程筹建期、工程准备期(即一期导流施工期)、主体工程施工期(即二期导流和三期导流施工期)、工程完建期(即船闸临时通航和发电机组调试)。受水文气象条件影响，各时期的施工阶段任务比较明确，需达到预定的工程形象面貌，才能适应工程的建设特点和建设要求。

确定各施工期形象面貌后，对划分的单项工程做好在施工间的相互协调，衔接合理、减小干扰、施工均衡。按照“确保工期、统筹安排、整体最优”的基本原则，施工总进度的各节点与目标工期均以设计控制工期为依据。在各控制工期以前，与节点目标相关的施工内容按期完成，达到相应的施工形象，并为下一节点目标的实现创造条件。

进度计划总体规划、程序合理，工程项目的分解便于施工管理，施工程序满足施工技术规范要求，并符合所采用的施工方法，充分发挥施工设备的性能。

针对建筑物的结构特点，合理安排不同部位施工的先后次序，使施工程序衔接合理、尽可能地消除各部位、各工序之间的相互干扰。组织配套的、机械化的施工作业，特别是在土石方开挖、混凝土浇筑、地基处理等关键项目上，合理地进行人、机、物等各种资源的配置，提高施工生产效率，加快工程施工进度。

关键线路是影响工程总目标的线路，在整个施工过程中，各个节点目标都是关键线路的体现，因此，总体目标就是确保关键线路上各施工项目按期完成。航电工程以土建混凝土浇筑、机电金结安装、通航建筑物通航为施工主线，同时兼顾非关键项目协调进行。

针对各分项工程施工的特点，除特殊限制条件外，在有效施工时段内，做到施工均衡、连续进行，从而充分利用施工资源，提高资源利用率，降低施工成本。在施工进度的安排上，尽量合理安排施工时间采用流水作业，利用现有场地交叉、叠加施工，尽量缩短直线工期。在施工时段上解决好相互间的影响，合理地进行资源配置。

3.4 落实标准化施工工艺

以提升质量耐久性为目标，强化工程施工现场和过程规范化管理，完善施工质量安全管理体系，以现场施工布设、施工工艺、管理行为等作为重点内容，把施工质量安全标准化要求落实到各个环节，做到施工安全文明、工艺可靠先进、管理有序受控，有效提升质量安全管理水平，遏制工程质量通病、事故隐患通病的产生，实体工程质量水平明显提升。标准化工作管理采用“策划、实施、检查、改进”动态循环的模式，从现场施工布设、安全质量管理、施工工艺、管理行为、现场文明施工等方面具体落实。

现场布设标准化强调绿色、安全、环保的原则，统一布置；施工工艺标准化以典型、成熟、可靠工艺为着力点，突出工艺控制关键点，并引进先进工艺，带动水运行业发展；管理行为标准化以“法”为准绳，梳理、归纳相关法律、法规和标准规范，并加以提炼，形成体系化的制度；技术创新研究重在实践检验，以新技术、高科技为引领，形成可推广、可复制的研究成果。

3.5 致力打造绿色生态航电

持续改进生存环境，打造“花园式工地”。建立绿色施工持续改进“PDCA循环”工作机制，建立制度，以“制度化”对施工现场、生活营地推行绿色施工。现场布设坚持绿色、安全、环保的原则，合理规划施工现场的布置，按照观念最新、投入最少、形象最佳、效果最好的理念，推行驻地办公生活区、拌合加工区、施工作业区等“三区”标准化建设，实施“三区”分离和封闭管理，以及混凝土集中拌制、钢筋集中加工、构件集中预制的“三个集中”管理，依靠典型引领，有效带动现场安全防护、临时用电等各类临时设施的标准化建设。

结合犍为航电枢纽施工情况，施工现场施工道路硬化并增加喷淋系统，专人配备专业空气质量监测仪进行24h监控，PM2.5超标后打开喷淋系统从源头彻底遏制了扬尘。运输易产生扬尘的土石方运输车辆，装料适中，并采用篷布覆盖。为治污降霾，施工现场区域出入口处，设置车辆冲洗平台，确保施工车辆离开施工现场时不带灰尘。渣场堆积未植草时，用遮阳网覆盖，渣场堆积完成后，削坡整平，渣场顶部、边坡整体覆土12cm后种草。生活驻地推进雨污分流改造，做好营区的排水系统规划，生活污水进入污水设备集中处理，雨水直接排入河道。