缅甸瑞丽江一级水电站引水系统施工支洞布置设计

□纪园可（华北水利水电大学）

0 引言

缅甸瑞丽江一级水电站是以发电为主要目的的引水式电站，位于缅甸北部的掸邦境内紧邻中缅边界的瑞丽江干流上，电站枢纽布置主要是由首部枢纽、引水系统和厂区枢纽三部分组成，装机规模由4×100MW扩大到6×100MW。缅甸瑞丽江一级水电站由缅甸投资、云南机械设备进出口有限公司（YMEC）负责总承包模式改为由中国华能澜沧江公司、云南电网公司和YMEC三家投资、建设及运行管理的JV-BOT模式。

1 电站引水系统概述

1.1 设计参数

电站的引水系统布置在右岸，由引水隧洞、调压井、压力钢管道（地下埋管）组成。扩机后，引水隧洞从进水口至调压井全长为5118.30m，引水隧洞底坡为5‰，进水口底板高程为700.00m，调压井底板高程为674.50m，采用马蹄形断面有压洞，引用流量229.14m3/s，引水隧洞分为钢筋混凝土衬砌洞和喷锚洞两种型式，衬砌洞内径7.00~8.50m，喷锚洞内径10.00m。调压井为钢筋混凝土结构，阻抗式，内径16.50m，高96m，最高涌高程约766.50m，最低涌浪水位为700.50m。调压井设置2道5.20m× 5.20m平面型事故检修闸门。压力管道采用地下埋管方案，两条压力管道对称布置，由上平段～上斜井（倾角为60°）～中平段～下斜井（倾角为60°）～下平段组成，从岔管分成支、支岔、锥管分别进入主厂房；1#、2#钢管道（主管）长度分别为约1077.57m和1086.42m（至岔管中心），主管开挖内径6.40m，主管钢衬内径5.20m，支、锥管内径分别为4.24m、3.00m。支管在厂房上游墙侧由3.00m渐变为1.80m后接球阀。

1.2 施工重点及难点

电站引水系统的施工重点：引水隧洞的开挖强度主要集中在1#施工支洞与2#施工支洞之间，混凝土浇筑的强度主要集中在2#施工支洞下游到3#施工支洞之间；压力管道为全钢衬地下埋管，施工重点主要集中在1#压力管道的上、下2个斜井段。

引水隧洞工期紧，工作量大，地质条件整体较差；压力钢管道施工内容多（含开挖支护、钢管安装、回填混凝土、回填灌浆、接触灌浆等），工期紧、施工干扰大，尤其斜井部分，为施工组织的难点，制约着引水系统的整体施工进度。

2 施工支洞布置设计

2.1 原施工支洞布置设计

电站扩机后，压力管道由一条变更为两条，同时中平洞缩短，下斜井向上游平移，鉴于4#施工支洞已经按扩机前方案施工，所以仅对4#施工支洞进行了改线，便形成了原来施工支洞的布置设计方案。

2.2 原施工支洞布置方案施工强度分析

影响施工进度的主要内容为开挖支护、混凝土施工、钢管安装（压力管道），根据招标文件要求，2007年11月30日前完成引水系统开挖支护施工，2008年8月31日首台机组发电，按照常规施工进行施工强度分析。

2.2.1 引水系统开挖支护

2.2.1.1 引水隧洞平洞开挖支护强度分析

引水隧洞正式复工、开挖施工全面展开时间是2006年8月中旬。

1#支洞上游工作面长度为485.20m，有420.90m未开挖，上游围岩相对较差，按40m/月安排，开挖支护完成需316d，同时考虑避免汛期贯通时洪水回灌；1#、2#施工支洞工作面间长度为2869.80m，上层开挖强度按110m/月，下层开挖的强度按300m/月，开挖支护完成需377d；2#、3#施工支洞工作面间长度为1738.30m，全断面有764.50m未开挖，考虑到此洞段围岩以IV~V类为主，上层开挖支护平均强度按100m/月，下层开挖支护平均强度按300m/月，开挖支护完成需279d；3#施工支洞下游工作面长度为44.00m，1个月开挖完成。

2.2.1.2 压力管道开挖支护强度分析

先进行1#压力管道开挖，压力管道中平洞长为357.47m，开挖支护平均强度按110m/月考虑，由4#施工支洞工作面施工，开挖支护需180d，压力管道下平洞长287.67m，开挖支护平均强度按110m/月考虑，由5#施工支洞工作面施工，开挖支护需120d；上斜井长度为217.73m(包括弯段)，导井按8m/d，扩挖支护按2.50m/d，考虑支护影响，上斜井开挖支护需120d，下斜井长度为181.29m(包括弯段)，导井按10m/d，扩挖支护按2.50m/d，考虑支护影响，下斜井开挖支护需100d。

2.2.2 混凝土施工强度分析

2.2.2.1 引水隧洞平洞混凝土衬砌强度分析

1#支洞上游工作面长度为485.20m，底板混凝土平均强度按150m/月，混凝土衬砌平均强度按84m/月，考虑时间差7d，灌浆平均强度按80m/月考虑，考虑时间差为7d，混凝土衬砌完成需180d；1~2#施工支洞工作面间长度为2869.80m，衬砌段长度为679m，锚喷洞段长度2171m，混凝土衬砌强度按144m/月，底板浇筑平均强度按300m/月，喷混凝土平均强度270m/月，灌浆平均强度按140m/月，考虑时间差为14d，混凝土衬砌完成需278d；2~3#施工支洞工作面间长度为1738.30m，混凝土衬砌平均强度按144m/月（两套钢模台车），灌浆平均强度按140m/月，混凝土衬砌完成需370d。

2.2.2.2 压力管道钢管安装及回填混凝土强度分析

压力管道斜井段安装按单个工作面1.50d一节（每节长为6m）安排，弯段及凑合节安装时间适当延长，预计需要255d。混凝土回填按20m（斜井按40m）为一段进行回填，每段混凝土回填时间为2.50d，考虑工作面移交耗时、施工准备耗时等，预计需要128d。回填灌浆与接触灌浆不占用直线工期，钢衬不进行固结灌浆。

2.2.3 预计灌浆线路节点目标分析

引水隧洞开挖支护施工强度主要集中在1~2#施工支洞之间，混凝土施工强度主要集中在2~3#施工支洞之间；压力管道开挖支护施工强度主要集中在上、下斜井，钢管安装及回填混凝土施工强度主要集中在上、下斜井及下平洞。

通过上述强度分析，考虑不良地质条件影响、长隧洞通风散烟影响、洞内交通干扰影响等等，预计2~3#施工支洞之间2007年8月30日贯通，混凝土施工结束日期为2008年9月15日；1#压力管道预计2007年8月25日开挖结束，钢衬及回填混凝土完成日期为2008年9月18日。另外考虑各条施工支洞堵头封堵、场地清理及其他占用工期1个月。

显然，采取常规施工措施，施工强度无法满足首台机组发电目标的要求，而本电站引水系统长隧洞洞径较小，底宽较窄（3.80m），无法组织非常规的大规模施工，所以只能依靠增加工作面来解决施工强度过高、过集中，进度无法满足要求的问题。

2.3 调整后施工支洞布置设计

为了满足2008年8月31日首台机组（1#机）发电目标的施工强度要求，必须增加引水系统施工工作面，唯一的办法，便是增加施工支洞。经过参建各方的共同探讨，决定在原支洞布置基础之上，增加5条施工支洞，增加施工支洞的原则是：尽量缩小工程量增加幅度，服务于关键线路，削减施工高峰强度，便于组织实施。

增加5#-1施工支洞，以增加下平洞工作面，便于尽早展开下斜井施工，以加快下平洞及下斜井的施工进度；增加4#-1施工支洞，主要是为了尽早打开下斜井工作面，缓解4#支洞施工压力；由于调压井地质条件较差，井口沉陷，改为全断面正井开挖，两条上斜井（首机发电关键线路）工作面无法通过调压井底部通道打开，故增加3#-1、3#-2施工支洞，分别至2#管上斜井及1#管上斜井，以便尽早展开上斜井施工；为了削减2#施工支洞与3#施工支洞间衬砌混凝土施工强度，加快引水隧洞衬砌混凝土浇筑速度，增加2#-1施工支洞，以增加2~3#支洞之间的衬砌施工工作面，减少施工交通干扰。

3 实施总结

由于增加了2#-1施工支洞，缓解了2#施工支洞的交通压力，同时增加了2~3#施工支洞之间的工作面，资源投入的空间增大。衬砌混凝土施工时，2#~3#支洞之间共投入钢模台车2套，组合钢模4套，引水隧洞衬砌施工共投入4套钢模台车、12套组合钢模，最高同时投入11台混凝土泵、21辆混凝土搅拌车，大大提高了衬砌混凝土的浇筑速度，其中3#支洞上游钢模台车创下了一月浇筑18块（12m/块）的纪录，引水隧洞一周最高强度19块（12~9m/块），一个月最高浇筑79块（12~9m/块）。

3#-1、3#-2施工支洞提前打开了压力管道上斜井施工的僵局，走活了压力管道施工的整体计划，确保了反井钻机及时就位，避免了上斜井与平洞段施工高峰强度的叠加，展开了4个工作面。4#-1施工支洞以最小的付出，赢得了下斜井及中平洞广阔的进度空间，与5#-1施工支洞共同缓解了下斜井的施工压力，增加了6个工作面（含排水洞2个）。5#-1支洞为下斜井施工的迅速展开创造了有利条件，同时缓解了下平洞的施工压力，增加了6个工作面（含排水洞2个）。压力管道通过增加4条施工支洞，形成了多个工作面同步实施的局面，为洞挖、钢衬安装、回填混凝土、回填灌浆及接触灌浆等交叉实施创造了条件。

通过合理增加施工支洞，缅甸瑞丽江一级水电站引水系统于2008年7月22日具备充水条件，开始充放水试验，确保了引水系统施工进度满足首台机组发电目标的要求。

[1]庄金祥.瑞丽江一级水电站工程建设管理[J].云南水力发电，2008（5）.

[2]刘发明，马光群，杨春雷，李世民.缅甸太平江水电站引水系统施工支洞布置[J].云南水力发电，2011（3）.