吳啟煌

(湖北清江水電開發(fā)有限責任公司，湖北 宜昌 443000)

溇水江坪河水電站工程位于溇水上游河段，坐落在湖北省鶴峰縣走馬鎮(zhèn)境內(nèi)，壩址區(qū)至走馬鎮(zhèn)16 km。江坪河水電站壩址以上河段長113 km，控制流域面積2 140 km2，多年平均流量81.1 m3/s，年徑流總量25.58億m3。江坪河水電站工程的開發(fā)任務是以發(fā)電為主、兼顧防洪。電站裝機2×225 MW，設計多年平均發(fā)電量9.64億kW·h。

樞紐工程由擋水工程、泄水工程、引水系統(tǒng)、廠房、滲控工程及安全監(jiān)測等工程組成。

1 廠房原設計

廠房布置于河床左側陡坎下游地面高程290～300 m 一級階地上，廠區(qū)地面高程307.4 m。廠區(qū)主要建筑物包括主、副廠房(包括中控樓)、主變開關站、出線平臺、尾水渠及廠區(qū)地面排水系統(tǒng)。副廠房分兩部分布置，下游副廠房布置在主廠房下游與尾水閘墩之間；上游副廠房包括上游主變副廠房和上游中控樓副廠房。兩者并排布置在主廠房上游，兩者之間以及與主廠房之間設置結構縫。

主廠房安裝2臺機組、1臺2×350 t橋式起重機，主廠房總長73.50 m，其中樁號CZ0+000.000～CZ0+040.000為主機段，樁號CZ0+000.000～CZ0-033.500為安裝間。安裝間分兩層布置，上層高程307.50 m，為機組安裝和檢修時放置定子、轉子、下機架、轉輪和頂蓋的安裝場；下層高程302.50 m，布置透平油庫室、透平油處理室、油庫排風機室及焊接車間。安裝間上部(高程307.50 m以上)采用排架結構；高程307.50～291.50 m為框架+周圍連續(xù)墻結構，墻頂高程307.50 m；高程291.50 m以下為樁基礎，共布置4排16根樁，其中10根邊樁直徑采用2 400 mm，中間6根樁直徑1 800 mm，樁基礎為人工挖孔嵌巖灌注樁，樁端嵌入完整的硬質巖體內(nèi)，樁承臺之間設置連梁?？裳须A段廠區(qū)左檔墻布置圖見圖1，安裝間樁基礎連梁布置圖見圖2，樁基礎剖面圖見圖3。

圖1 可研階段廠區(qū)左檔墻布置圖

圖2 樁基礎連梁布置圖

2 初期施工情況

江坪河水電站廠房于2010年10月開工建設，業(yè)主為華清公司，施工單位為江夏水電公司。2011年11月原業(yè)主資金鏈斷裂，工程全面停工。2015年初，湖北能源集團股份有限公司拍得華清公司的破產(chǎn)資產(chǎn)后，組建湖北能源溇水水電有限公司(簡稱溇水公司)負責江坪河水電站的建設和管理。

工程復工前，廠房部分的形象是；主廠房錐管已澆筑至281.400 m高程；主機段一期混凝土已澆筑至282.190 m高程。安裝場集水井、排架柱及框架柱已施工至291.470 m高程；樁號CZ0-009.120～CZ0-033.500段墻體、排架柱、透平油處理室邊墻已施工至高程298.900 m；樁基礎連梁及安裝間底板均已施工完畢。下游副廠房已澆筑至高程286.470 m，尾水閘墩已澆筑至高程291.450 m。復工前左側擋墻(位于主廠房安裝場下游側)未施工。左側擋墻后續(xù)施工工程包括：開挖、支護、基礎處理以及重力式擋墻混凝土澆筑等。江坪河水電站初期施工管理存在一定問題，廠房部分留下的隱患包括：

1)上游副廠房右側超挖。復工以后現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)原出線平臺位置超挖嚴重。出線平臺基礎最低處可研階段高程300.600 m變?yōu)楝F(xiàn)階段高程292.000 m，上游副廠房右側擋水巖體挖除，因此需將原上游副廠房擋墻高度和范圍加大，擋墻底寬相應加大。

2)主機間混凝土施工質量較差。根據(jù)《江坪河水電站已建工程質量評價補充檢測項目階段性成果報告》，廠房主機間共布置6個Φ150鉆孔，對芯樣進行混凝土抗壓強度、容重、抗凍、抗?jié)B試驗、透水率及孔內(nèi)錄像。①機局部混凝土最大透水率為26 lu(全部位于混凝土內(nèi))；②機局部混凝土最大透水率為2.19 lu。

3)②機側墻厚度僅僅2.5 m，墻體單薄，而最大擋水高度14 m。結構安全堪憂。

4)廠區(qū)止水損壞。江坪河水電站停工期間對暴露在外的止水未采取保護措施，復工前檢查發(fā)現(xiàn)上游副廠房與主廠房之間、上游副廠房兩個單元之間暴在外的銅止水部分損壞，橡膠止水老化破損嚴重。

5)安裝間樁基礎存在安全隱患。復工后開挖揭露發(fā)現(xiàn)安裝間下部樁基礎施工質量差，安裝間個別樁基礎位于巨大孤石基礎上，且有鋼筋外露，存在一定安全隱患(見圖4)。

前期施工留下的問題只有采取綜合措施，才能徹底解決問題。

3 廠區(qū)建筑物布置及結構調(diào)整

由于現(xiàn)場情況的變化，廠房建筑物的布置需要進行調(diào)整[1]。其要點是：通過修建左側重力式擋墻和上游副廠房擋墻，將左側擋墻的右端向①機方向延伸并與尾水閘墩相接；廠區(qū)上游副廠房擋墻向外移動，上游與山體相接，下游與②機廠房邊墻相接，并將②機端墻厚度加大(從2.5 m加厚至7.5 m)。調(diào)整后左側擋墻、主廠房、上游副廠房擋墻混凝土形成連續(xù)封閉的防洪(防滲)系統(tǒng)，也順便形成了通向廠房右側的消防通道，同時可以在加厚的上游副廠房擋墻內(nèi)布置生態(tài)供水管，一舉多得。調(diào)整后的廠區(qū)建筑物布置圖見圖5。

圖5 調(diào)整后的廠區(qū)建筑物布置圖

廠區(qū)左側擋墻原設計方案為安裝間下游設置交通橋、廠區(qū)回車場下游設置有擋土墻，擋土墻中部設置有廠后15號沖溝的排水箱涵。與可研階段相比，主要變化為廠區(qū)后側15號沖溝的水流通過公路排水溝順公路排往下游。因此，取消了廠區(qū)回車場內(nèi)部以及擋墻上的排水箱涵；安裝間(包括集水井)下游交通橋調(diào)整為重力式擋墻，廠區(qū)回車場擋墻向下游移動與與主廠房尾水平臺下游邊線對齊。

變更后的設計方案為：左側擋墻位于安裝間下游、①機組左側。左側擋墻全長約為90 m，分5個單元布置，每個單元之間設結構縫，縫寬20 mm。1單元擋墻布置在安裝間下游側，擋墻型式為重力式，長度為24.38 m，上部寬度12 m，下部按照1∶0.75的坡比伸入安裝間底板以下；擋墻上游邊與安裝間間距6.7 m，在307.470 m高程通過板梁布置連接安裝間與擋墻間隙；擋墻右端布置一面端墻，墻厚2 m，端墻底部與擋墻底板連接。2～5單元擋墻均為重力式，從1單元擋墻左側依次排列，其中2、3、4單元擋墻軸線長度為18 m，上游側坡比為1∶0.45，下游側坡比1∶0.133；5單元擋墻軸線長度為10.855 m，上游側坡比為1∶0.45，下游側坡比1∶0.138，5單元右側接4單元擋墻，左側與進廠公路連接。另外，左側擋墻已經(jīng)與安裝場底板直接接觸(見圖6)，并在此處布置了回填灌漿，以保安全[2-3]。

圖6 左側擋墻1單元剖面圖

4 左擋墻施工

2016年12月6日，溇水公司主持召開廠房防洪墻方案設計交底會，由設計單位介紹了廠區(qū)防洪及排水方案。與會人員從技術、經(jīng)濟和方便施工的角度充分發(fā)表了意見。建議左側防洪墻結構型式盡量單一，方便施工。

由于廠房尾水基坑右側是大壩下游坡，左側是下游圍堰，施工面非常狹窄，出入基坑的道路布置困難，擋墻混凝土靠泵澆或溜槽澆筑。左側擋墻由于向河床側外移，當開挖至285 m高程以后，就很難繼續(xù)進行下去了。江坪河水電站廠房環(huán)境圖見圖7。

圖7 江坪河水電站廠房環(huán)境圖

2017年12月12日，溇水公司召開了一次專題會議討論解決施工中出現(xiàn)的問題。會議聽取了葛洲壩二公司關于廠房左側擋墻開挖施工，可能會造成上部道路擋墻和邊坡失穩(wěn)的匯報，聽取了中南設計院關于廠房左側擋墻臨時支護設計方案的匯報，并就支護方案相關問題進行分析和討論。會議決定：

1)請中南院進一步細化左側擋墻開挖臨時支護方案，必須保證廠房安裝間、進場道路的穩(wěn)定，保證下游圍堰防滲體邊坡的穩(wěn)定。并減少對后續(xù)施工的干擾。鑒于工期較緊，建議對左側擋墻二單元內(nèi)側覆蓋層邊坡采用兩排高壓旋噴加型鋼樁或鋼筋樁的支護方案，間排距1 m×1 m梅花型布置，暫定高程285 m，平臺上下邊坡掛網(wǎng)噴護，下部支護根據(jù)后期開挖揭露情況再進行處理。請中南設計院根據(jù)會議意見盡快開展相關設計復核，并在本周內(nèi)提供臨時支護方案。

2)左側擋墻一、二單元開挖如有類似情況，參考上述支護方案處理。

3)請葛二公司立即組織施工資源實施，保證工程實施進度。

4)尾水基坑開挖施工過程中，必須確保下游圍堰邊坡穩(wěn)定，確保防滲體不受破壞。

5)請葛二公司加強廠房尾水基坑開挖四周(進廠道路混凝土墻、安裝間、下游圍堰開挖邊坡、右岸施工道路)施工期臨時安全監(jiān)測，遇異常情況立即報告參建各方。

6)請工程部按設計圖紙要求監(jiān)理督促連升公司抓緊白巖尖開采料場高邊坡的截水溝、邊坡支護、高邊坡頂部鋼絲網(wǎng)防護施工(政府要求)，并設置安全警示，防止人員發(fā)生意外事故。現(xiàn)在看來，這是在關鍵時期召開的一次重要會議，對于保證工程安全，起了不可或缺的作用。

為了保障尾水基坑的安全施工，2018年3月8日，溇水水電公司又召開了專題會議，討論當前的施工問題。其中有一項重要內(nèi)容是涉及下游圍堰的補充防滲搶險處理。

7)現(xiàn)場需解決的問題。下游圍堰左側突現(xiàn)漏水，防滲搶險處理的措施。2018年3月3日上午，下游圍堰左側上游邊坡(坐標X：33.138，Y：-67.052，Z：290.253)發(fā)現(xiàn)兩個滲漏出水點，3月7日在原滲漏點左側新增一個滲漏出水點，總漏量逐漸加大。在下游水位294.65 m左右，初估滲漏水量穩(wěn)定在1～2 m3/min(見圖8)。鑒于下游尾水渠等部位全年安全、連續(xù)施工的要求，經(jīng)過充分討論，需對下游圍堰漏水段進行補充防滲搶險處理。

圖8 通過下游圍堰向電廠尾水基坑漏水

8)現(xiàn)圍堰滲漏水量較大，隨下游水位上升而加大，且防滲體的實際受損部位及程度難以查明，鑒于2016年汛前已完成圍堰自右岸至W3點防滲補強，合議決定圍堰防滲補強軸線自W3延至左岸山體，高程303.5m以下堰體進行高壓旋噴灌漿防滲搶險處理。

9)請中南設計院進一步研究防滲處理軸線布置和補強方案，并充分考慮汛期下游圍堰結構安全及廠房左側擋墻第四、五單元施工防滲問題，建議沿第四、五單元開挖邊線外布置，2018年3月15日前提交具體防滲處理設計方案。

10)會議要求葛洲壩二公司快速進行防滲處理平臺開挖，拆除現(xiàn)場值班房，施工平臺降至高程305 m左右，并進行施工準備工作。

11)會議要求現(xiàn)場加強高壓旋噴施工質量控制并對鉆孔資料分析，避免因孤石、大石的影響造成防滲凝結體與基巖存在空隙、不能形成封閉的防滲體系。

這次會議之后，有關各方密切配合，確保了尾水基坑內(nèi)的施工安全。左側擋墻基礎開挖得以按照網(wǎng)絡計劃順利施工。左擋墻基礎照片見圖9。

圖9 左側擋墻基礎照片

5 幾點啟示

安裝場采用人工挖孔嵌巖灌注樁是正確的。我曾請教過兩位設計大師，并且聽取了多位專家的意見。他們一致認為，岸坡式電站廠房的安裝場采用樁基(端承樁)沒有任何問題。

廠房初期施工粗放，遺留隱性缺陷。對此采取系統(tǒng)、有效的整治措施是必要的。

2017年7月17日至22日，在溇水公司主持下，完成了江坪河水電站廠2×300 t/50 t/10 t橋機負荷試驗，包括空載試驗、75%、100%、125%靜負荷試驗、110%動負荷試驗。其中125%靜負荷試驗、110%動負荷試驗是在安裝間進行的。當時，左擋墻還沒有開挖，挖孔樁的質量缺陷亦沒有發(fā)現(xiàn)。從某種意義上講，建設單位為此承擔了風險。