曹小麗, 張生明, 陳廣寧

(1.中國水利水電第五工程局有限公司 第三分局,四川 成都 610225;2.甘肅大唐白龍江發(fā)電有限責(zé)任公司,甘肅 文縣 746412)

1 概 述

1.1 基本情況

麒麟寺水電站位于甘肅省文縣中廟鄉(xiāng)境內(nèi),是白龍江流域開發(fā)規(guī)劃中的第 15個梯級電站。電站總裝機容量 111 M W,總庫容 2 970萬 m3,年發(fā)電量 4.47億 k W?h。

由于受工程開工滯后及混凝土供應(yīng)時間推遲等多方面原因影響,一期泄洪閘主體工程施工時間被迫推后。為確保二期工程的如期進(jìn)行,保證工程發(fā)電目標(biāo)的順利實現(xiàn),提出了采用先過流、再進(jìn)行弧門水上安裝的總體方案。

1.2 施工總體方案的確定

2006年 11月,根據(jù)工程實際,為確保大江截流目標(biāo)按期實現(xiàn),針對弧門水上安裝總體方案,由監(jiān)理單位組織召開了“過流條件弧形閘門安裝專題討論會”,對其實施的可行性及存在問題進(jìn)行了詳細(xì)的分析論證。

2006年 12月,在完成了過流后弧形閘門安裝相關(guān)成果資料設(shè)計工作、先后上報了《金結(jié)預(yù)就位土建部分預(yù)埋件施工方案》、《閘頂簡易橋吊及臺車設(shè)計布置方案》、《截流后水上金結(jié)施工方案》、《截流土建及金結(jié)施工進(jìn)度計劃》等相關(guān)細(xì)化成果資料后,弧門水上安裝工作正式啟動。

1.3 弧門水上安裝的主要控制難點

(1)過流后安裝的交通運輸。

過流后原有施工道路已全部拆除,而作業(yè)現(xiàn)場場地亦十分狹窄,不具備大規(guī)模存放金結(jié)構(gòu)件條件,安裝所需的約 500 t構(gòu)件均需由場外倒運至安裝場面。為了盡可能不影響二期施工,過流后金結(jié)安裝運輸通道及倒運、存放和就位場地的合理布設(shè)存在較大難度,成為方案實施的首要條件。

(2)水上安裝精度控制及質(zhì)量保證。

在正式過流前,過流斷面以下部分金結(jié)埋件及二期作業(yè)已全部完成,而過流后則將原弧門“旱地”作業(yè)調(diào)整到“水上”實施。按照規(guī)范規(guī)定,作為安裝鉸座、側(cè)止水座板、底檻等埋件用的控制點應(yīng)由同一基準(zhǔn)點引出,其相互間的尺寸應(yīng)仔細(xì)核對,避免出現(xiàn)差錯。過流后弧門的安裝精度及質(zhì)量的控制是方案控制難度及成敗的關(guān)鍵。

(3)過流后弧門安裝的起重設(shè)備。

金結(jié)安裝需要的起重設(shè)備應(yīng)能覆蓋全部安裝作業(yè)區(qū)域并滿足安裝能力。過流后作業(yè)場面狹窄、運輸通道布置困難、起重設(shè)備的選擇及布置成為過流條件下弧門安裝的又一難題。

(4)過流后安裝過程的安全防護措施。

過流條件下組織弧門安裝,受作業(yè)條件變化影響,基本為臨空、臨水、臨邊作業(yè),安全隱患極為突出。只有制定出合理有效的安全防護措施,才能保障安全施工。

2 主要施工方法

2.1 過流前金結(jié)施工形象

過流前,土建施工進(jìn)度應(yīng)能滿足金屬結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件安裝的節(jié)點要求,如閘門門槽應(yīng)達(dá)到過流所需的高程,弧門支鉸、啟閉機油缸固定鉸等的安裝基礎(chǔ)應(yīng)能達(dá)到一定形象,這是閘門安裝基準(zhǔn)和后續(xù)安裝所必需的。

過流前,泄洪閘門槽應(yīng)全部達(dá)到 598 m高程以上(泄洪閘過流水位為 593 m高程),二期混凝土跟進(jìn)組織并待強滿足過流條件,弧門支鉸、啟閉機油缸固定鉸等全部調(diào)整安裝完畢;同時,在閘墩內(nèi)規(guī)劃并預(yù)埋型鋼,為后續(xù)弧門安裝操作及安裝防護措施創(chuàng)造前提條件。閘墩內(nèi)埋件安裝形式見圖1。

圖 1 閘墩內(nèi)預(yù)埋件及簡易橋吊、臺車布置示意圖

2.2 交通運輸規(guī)劃及準(zhǔn)備

過流前,必須通過認(rèn)真合理的規(guī)劃,除盡可能的減少對后續(xù)二期工程影響外,還必須保證有過流后金屬結(jié)構(gòu)安裝所有構(gòu)件和所需起重設(shè)備進(jìn)場的運輸?shù)缆芬约暗惯\、存放和就位的場地。因此,在閘頂 606 m高程布置了后期構(gòu)件吊裝簡易橋吊及臺車,并結(jié)合工程一、二期施工總體部署情況,選擇沿泄洪閘右導(dǎo)墻、利用二期下游圍堰及一期縱向圍堰布置后續(xù)構(gòu)件運輸?shù)耐ǖ?同時利用212臨時國道穿越左岸施工區(qū)的特點進(jìn)行綜合布置,在滿足閘室頂部與外界溝通及金結(jié)安裝需求的條件下,最大程度的緩解了金結(jié)安裝施工對右岸二期施工的干擾。該道路在工程截流后及時形成,并銜接于 12 m擋水壩段尾部,在 44 m壩基礎(chǔ)開挖過程中,通過合理防護及開挖邊坡控制,道路布置未對主體工程施工造成影響。

2.3 水上安裝精度控制

泄洪閘正式過流前,對于后續(xù)過流后金結(jié)安裝控制點的問題給予了高度重視,將前期所采用的安裝控制點及時導(dǎo)引至過流斷面以上,在閘頂及側(cè)墩上均設(shè)置了后續(xù)安裝控制基點,并由測量反復(fù)進(jìn)行校核無誤后進(jìn)行了明確標(biāo)識,采用防護及覆蓋保護,為后期的金結(jié)安裝施工精度控制提供了有利的保障。

由于弧形閘門處于三維空間,其安裝精度控制困難,控制點設(shè)置較為復(fù)雜,除按里程、高程在側(cè)邊墻和底板放出控制點位置外,還要控制支鉸中心至側(cè)水封座板中心的距離。

采用水上“模擬底坎”安裝施工方案,實質(zhì)上是將金結(jié)安裝場地從閘室底檻“提升”到空中進(jìn)行,通過設(shè)置“模擬底檻”安裝平臺組織作業(yè),該平臺除具有足夠的強度和剛性外,還需將弧門中心線、孔口中心線沿弧門半徑 R弧線平移到安裝平臺上,且此“模擬底檻”(安裝平臺)的基準(zhǔn)精度、平直度、局部不平度應(yīng)與實際底檻要求基本相同,才能順利安裝而達(dá)到最終效果。同樣,支臂組裝平臺、支鉸安裝平臺還應(yīng)確保兩側(cè)平臺的一致性、對稱性,并能進(jìn)行支鉸高程、樁號、傾斜度及兩側(cè)軸孔同心度的檢測和調(diào)整,經(jīng)過實施后效果良好。

2.4 過流后用于金結(jié)安裝的起重設(shè)備

過流后必須具備必要且足夠的拼對和安裝場地,起重設(shè)備應(yīng)能覆蓋全部安裝作業(yè)區(qū)域。若不能覆蓋,應(yīng)能有條件采用簡易臺車或用卷揚機起重設(shè)備等輔助進(jìn)行吊運、安裝和拆卸,以便為金結(jié)構(gòu)件的運輸、吊裝、就位及調(diào)整工作創(chuàng)造前提條件。

結(jié)合本工程特點,在 12 m壩段 600 m高程處布置了一臺 M Q 600B/30型底架門機,該門機可完成金結(jié)構(gòu)件的吊運工作,同時可覆蓋右孔泄洪閘大部分構(gòu)件的吊裝就位工作,并可作為過流后土建部分施工材料吊運的主要設(shè)備;在泄洪閘閘頂下游 606 m高程(弧門門槽上部)平臺縱、橫向布置簡易的橋吊(設(shè)計啟閉能力26 t+26 t)及臺車,其可全部覆蓋 3孔泄洪閘并完成構(gòu)件縱向運輸及就位、細(xì)部調(diào)整等工作,從而解決了金屬結(jié)構(gòu)件和安裝所需的起重設(shè)備、設(shè)施無法進(jìn)入安裝現(xiàn)場的問題。簡易橋機及臺車均利用 12 m壩段土建門機安裝及拆除,安拆方便,滿足了弧門安裝過程中金結(jié)構(gòu)件的吊裝及就位、調(diào)整需求,為水上進(jìn)行弧門拼裝的順利進(jìn)行提供了必要條件。簡易橋吊、臺車軌道及場內(nèi)道路布置情況見圖 2。

2.5 過流后土建施工的輔助手段

圖 2 簡易橋吊、臺車軌道及場內(nèi)道路布置示意圖

水上金結(jié)安裝施工的二期混凝土及剩余部分結(jié)構(gòu)混凝土,必須采取可行的施工手段,比如可用泵送混凝土、皮帶運輸混凝土或者用小型的混凝土攪拌機現(xiàn)場進(jìn)行澆筑等。

結(jié)合現(xiàn)場實際情況,通過在 12 m壩段 606 m高程布置一臺土建門機的方式,有效的解決了土建施工材料吊運問題?？紤]到過流后土建剩余工作量較小,鋼筋及施工周轉(zhuǎn)性材料通過人工二次倒運方式完成,有效滿足了剩余土建施工要求。同時考慮門機覆蓋范圍有限,在 12 m段同時增設(shè)了一臺 H B T 60型混凝土泵,輔助進(jìn)行左孔及中孔門機無法覆蓋部位的混凝土澆筑施工。通過上述規(guī)劃,利用門機、混凝土罐車、混凝土泵配合繼續(xù)完成閘室剩余土建施工并滿足金結(jié)安裝節(jié)點要求,左岸部分過流后剩余的約2萬 m3混凝土全部按進(jìn)度要求順利完成,圓滿達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

3 工程過流后弧門水上安裝的經(jīng)濟效益

采用常規(guī)安裝施工方案組織三孔弧門安裝及調(diào)試工期至少需要 2個月時間。由于該工程二期截流處于工程直線工期之上,方案改變后發(fā)電工期亦至少提前 2個月,本工程電站廠房內(nèi)安裝 3臺軸流式水輪發(fā)電機,總裝機容量 111 M W,提前投產(chǎn) 2個月,按 1臺機組正常發(fā)電考慮,將增加約2 400萬 k W?h發(fā)電量,按 0.19元 /k W?h入網(wǎng)電價計算,增加效益約 450萬元。

4 結(jié) 語

過流后組織弧門水上安裝施工,相對涉及問題較多、安裝難度較大,一定要權(quán)衡考慮,詳細(xì)規(guī)劃,并對可能出現(xiàn)的問題優(yōu)先細(xì)致考慮。自水上弧門安裝方案在麒麟寺工程中應(yīng)用以來,在各方面均獲得良好的效果。目前,弧門安裝施工已基本完畢,單元工程驗收評定達(dá)到優(yōu)良,滿足金結(jié)安裝規(guī)范、技術(shù)文件及工期要求;同時,通過合理有效的安全防護措施,在過流后復(fù)雜的作業(yè)條件下,通過科學(xué)組織、合理規(guī)劃、精心施工,金結(jié)安裝作業(yè)順利完成,彌補了一期導(dǎo)流工程拖延的工期,確保了主體工程建設(shè)的如期開展,為工程下一步首臺機組發(fā)電節(jié)點目標(biāo)的順利實施提供了保障,取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益,并為同領(lǐng)域類似工程提供了成功的經(jīng)驗。