王 超 谢长水
(中国水利水电建设工程咨询北京有限公司北京100000)
涉外水电工程施工导流方案优化
王 超 谢长水
(中国水利水电建设工程咨询北京有限公司北京100000)
施工导流是水利水电枢纽总体设计的重要组成部分,施工导流方案的选择对整个枢纽工程的施工程序和工期起着决定和控制作用。本工程通过两次施工导流方案优化,不仅极大简化了施工导流程序,降低了工程施工难度,而且加快了工程施工进度,为顺利完成维捷布斯克水电站工程施工导流工作奠定了基础。
施工导流;方案优化;围堰
维捷布斯克水电站位于白俄罗斯维捷布斯克市的西德维纳河上,距维捷布斯克市直线距离8km。
电站开发目的是以发电为主,兼顾航运。水电站最大坝高30.7m,坝顶高程142.00m,坝轴线长度656.2m,正常蓄水位139.0m,总装机4×10MW。
本工程为中方公司EPC总承包项目,合同总工期为52个月。根据合同约定,不进行工程整体竣工验收且不需向业主移交的临时工程由承包方自行设计、施工,且在满足临时工程使用功能的前提下,承包方可在施工过程中对设计方案进行调整,以使施工方案满足进度、质量要求。
2.1 导流建筑物级别
本工程为三等工程,水工永久建筑物级别为3级,导流建筑物级别为5级。
2.2 导流标准及流量
根据《水电工程施工组织设计规范》(DL/T5397-2007)的规定,本工程导流建筑物级别为5级。土石类导流建筑物设计洪水重现期为10~5年,考虑涉外工程的影响,本工程导流标准采用10年一遇洪水设计标准。枯水时段10年一遇洪峰流量为884m3/s;全年10年一遇洪峰流量为2230m3/s。
3.1 原设计导流方案
本工程为低坝枢纽、河床式电站,坝址处河床较宽。根据枢纽布置、河道地形及河流水文特性,施工导流采用分期导流方式。
一期导流利用土石围堰围护并施工左岸混凝土导墙,同时开挖左岸导流明渠,河水通过右岸束窄河床过流;二期导流采用上、下游全年土石围堰和纵向混凝土围堰挡水,拆除一期导流用于束窄河床的土石围堰,河水通过左岸导流明渠过流;三期导流采用全年土石围堰和纵向混凝土围堰挡水,拆除二期导流用于挡水的上、下游土石围堰,利用二期施工完成并具备泄流条件的泄洪冲砂闸泄水。
3.2 施工导流方案一次优化
3.2.1 方案调整原因
因主体工程设计审批及施工许可等问题,本工程未能按合同开工日期施工,如按原三期导流方案,在不考虑其它不可控及不利因素的条件下,总工期将推迟一年以上。另外,原设计导流方案中的二期导流需使用泄洪闸左导墙作为纵向围堰挡水,在河水冲刷作用下,导墙基础的稳定性难以保证。经项目参建各方研究决定,将原设计导流方案做如下优化:将原三期导流方案调整为两期导流;一期导流利用全年土石围堰挡水;根据施工强度增加情况适当加大资源投入。
3.2.2 导流方案一次优化
将原设计方案的三期导流方式改为二期导流,原方案一期导墙施工、二期厂房及冲沙闸施工合并为优化方案一期施工,原方案三期施工项目变为优化方案的二期施工。
3.2.3 一次优化导流程序
(1)一期导流程序规划
一期围堰为全年土石围堰,根据1975年~2005年实测水文资料,考虑戗堤挡水要求等因素,取Q=611m3/s进行计算。一期围堰断面形式为顶宽6m,边坡1:2.5,围堰进占水面以下使用碎石料,加高部分及背水面采用明渠开挖料填筑。
(2)二期导流程序规划
二期截流时采用已完工的3孔冲沙闸过流,据1975~2005年实测水文资料,取Q=443m3/s进行截流计算。明渠上、下游采用全年土石围堰挡水,土石围堰断面形式参照一期围堰断面形式。
3.3 施工导流方案二次优化
3.3.1 方案调整原因
由于原规划渣场未按计划提供,且受明渠开挖坝轴线上游侧伐木边界不足等问题影响,导致明渠开挖期间的渣场容量明显不足,开挖进度远滞后于计划进度。另外,经过第一次优化方案(三期导流改为二期导流),明渠开挖工程量已较投标期有较大幅度增加。为了避免工程进一步拖期,经项目参建各方研究决定,对施工导流方案进行二次优化。
3.3.2 导流方案二次优化
经设计人员校核,在一次优化导流方案的基础上,将明渠整体向西德维纳河方向平移15m可以满足过流及工程安全要求,且对一期主体结构工程施工无不利影响。另外,轴线偏移后,船闸结构将全部在明渠以内,减少了二期船闸的挖填量。
由于白俄罗斯实行计划经济制度,施工外部环境较为复杂,施工资源也相对匮乏。又因为白俄罗斯设计审批程序和施工技术规范与国内差异较大,使工程设计审批和现场施工进度也受到极大制约。为按期完成白俄罗斯维捷布斯克水电站工程,项目参建各方通过两次施工导流方案优化,不仅修正了原设计缺陷,而且大大简化了施工导流程序,极大挽回了因白俄方推迟合同开工日期导致的工期损失,中方公司也因此受到了白俄罗斯当地政府和业主的一致好评。
[1]水电枢纽工程等级划分及设计安全标准(DL5180-2003).
[2]防洪标准(GB50201-1994).
[3]苏联国家建设委员会建筑规范和规程,水工建筑物设计纲要2.06-01-86.
[4]水电工程施工组织设计规范(DL/T5397-2007).