浅谈斯木塔斯水电站施工组织的设计

杨 松 林

(新疆水利水电工程建设监理中心，新疆 乌鲁木齐 830000)

浅谈斯木塔斯水电站施工组织的设计

杨 松 林

(新疆水利水电工程建设监理中心，新疆 乌鲁木齐 830000)

在斯木塔斯水电站的支护设计中，积极运用国际先进的技术及其成果，及时根据现场施工反馈情况动态调整支护设计，保证了上、下游围堰截流的顺利施工。导流兼深孔泄洪洞工程通过与设计紧密合作通过不断优化设计方案、组织冬季施工采取切实可行开挖、混凝土、金属结构施工技术等措施仅用一年的时间完成了土石方开挖和混凝土衬砌施工实现了工程截流目标创造了同类电站建设的新疆速度。

斯木塔斯；水电站；施工规划；工程量

1 工程概况

斯木塔斯水电站是阿克牙孜河流域水电梯级规划的第三级，工程位于阿克牙孜河流域中下游，距阿克牙孜河汇合口30 km。工程至伊犁昭苏县城45 km，昭苏县至伊宁市196 km，交通线路为220省道，交通较为便利。当工程采用保证率为75%时，蓄水至最低发电水位1 897 m约需要6 d，初期蓄水量约0.34亿m3。本工程初期蓄水历时较短，不会影响7月上旬第一、二台机组的发电计划。

2 施工总体规划

2.1 工程施工难点及对策

(1)导流隧洞兼深孔泄洪洞混凝土衬砌、灌浆施工工期紧，进口闸井土建与金结施工干扰大，但又是工程截流前的关键项目。为了按工期按质量完成，拟采取2台钢模台车从两端同时浇筑，提前做好土建与金结部位的交接。

(2)溢洪道泄槽段施工场地狭小，开挖与大坝填筑相互干扰，且把开挖料作为大坝填筑的堆石料。针对这种情况，拟做好现场施工道路布置，协调开挖与大坝填筑的时间，做好料源规划及平衡，争取开挖料直接上坝。

(3)趾墙开挖、混凝土浇筑工期紧，施工部位狭窄，混凝土浇筑处于易冻裂的冬季，但做好开挖和浇筑是大坝安全度汛的前提，拟及早完成围堰闭气施工，合理布置设备，做好冬季混凝土施工的各项措施。

(4)大坝一期填筑工期紧、工序多、干扰大、场地狭小，但大坝填筑是大坝安全度汛的关键，拟及早完成趾墙施工，为大坝一期填筑施工处理创造条件。

2.2 垫层料制备

为满足填筑垫层料要求，拟利用C2料场已建成的砂石系统，加以改建或扩建，提前进行2B、2A、3A料的生产并进行备料，以满足高峰期大坝填筑强度的要求。若该砂石系统无法满足要求，则新建一座垫层料制备系统。

2.3 1号古河槽基础处理

1号古河槽防渗处理采用分离式混凝土面板方案，首先对1号古河槽覆盖层进行边坡整治开挖，将上覆黄土层清除，整治坡度不陡于1∶1.75。再采用C25现浇混凝土板进行边坡防渗，混凝土板厚为30 cm～50 cm，混凝土板尺寸为6×4 m(宽×斜长)。

2.4 土石方开挖施工及边坡支护

土石方开挖包括趾板开挖、坝肩修整、溢洪道开挖及尾水渠河道疏浚开挖等。趾板、坝肩高边坡开挖按自上而下、分层开挖的顺序，台阶高度不超过10 m，及时跟进支护。土方开挖采用164～240 kW推土机配合集料，0.8～1.6 m3反铲或3.1 m3装载机配18～20 t自卸车运渣。爆渣采用1 ～1.6 m3反铲及3.1 m3装载机装18～20 t自卸车运渣。

3 支护工程施工

3.1 施工项目及工程量

本工程施工是图纸所示的所有土石方明挖边坡和地下洞室开挖后的围岩永久支护及施工期的临时支护。支护类型包括：岩石锚杆(随机锚杆或系统锚杆并含锚筋桩)、岩石预应力锚索、挂网喷混凝土、喷射素混凝土、钢纤维喷射混凝土、钢支撑、格栅拱架、管棚、柔性防护网等。土建支护工程主要工程量见表1。

表1 主要支护参数及工程量表

3.2 支护施工程序

3.2.1 支护原则

边坡支护施工遵循在开挖过程中自上而下分层进行的原则，支护与开挖平行流水作业，随开挖及时跟进支护。在每一层开挖完成后，先进行下一层的预裂爆破，再进行该层的支护施工。只有在该层的支护施工完成后，才能进行下一层的松动爆破作业。

3.2.2 支护施工流程

作业面清理→随机锚杆及初喷混凝土→下一梯段预裂爆破→锚杆施工→挂网→喷射混凝土→预应力锚索施工→下一循环施工。

3.3 岩石锚杆施工

本标段岩石锚杆支护采取了普通砂浆锚杆和张拉锚杆两种形式。普通砂浆锚杆采用Ⅱ级普通螺纹钢，全长注浆；张拉锚杆采用Ⅱ级普通螺纹钢，施加一定的张拉力的全长粘结锚杆。

(1)锚杆：普通砂浆锚杆、张拉锚杆均采用符合合同文件和GB1499要求的普通Ⅱ级螺纹钢筋。

(2)水泥：采用不低于42.5级的普通硅酸盐水泥。

(3)砂：采用最大粒径小于2.5 mm的中细砂，要求质地坚硬、清洁、细度模数2～2.5。

(4)水泥砂浆：普通砂浆锚杆强度等级满足合同文件要求。

(5)外加剂：应采用符合施工图纸和质量要求的外加剂。所用外加剂的品质不得含有对锚杆产生腐蚀作用的成分，并应符合DL/T5100-1999标准，并通过经业主认可的检测单位试验或检验合格，生产厂家应具有一定生产规模和完善的质量保证体系，产品质量稳定，保证材料后期强度不降低。

4 混凝土工程

4.1 标段施工项目

本标段混凝土工程包括主坝、副坝、表孔溢洪道、导流兼深孔泄洪洞、永久道路工程。主坝主要包括:面板、趾板、防浪墙、护坡、网格梁、趾墙、回填等部位的常态混凝土。副坝主要包括：面板、趾板、防浪墙、路沿石、挡墙、防渗板等部位的常态混凝土。表孔溢洪道主要包括：进口引渠现浇混凝土板；控制段现浇混凝土；泄槽工程边墙、溢流面混凝土；出口工程现浇、回填混凝土；交通板桥混凝土；闸房混凝土。导流兼深孔泄洪洞主要包括：进口引渠混凝土；进口闸井板梁、回填混凝土；洞身段洞衬混凝土；出口明槽混凝土；进口交通桥混凝土；闸房混凝土。

4.2 标段主要工程量

混凝土工程主要工程量：混凝土78 974.42 m3(包括沥青混凝土426.79 m3)，钢筋制安2 847 t。

4.3 混凝土拌和系统设计与安装

斯木塔斯水电站大坝及泄水建筑物混凝土工程共需二、三级配混凝土约7.90万m3。根据施工总进度安排，高峰月平均浇筑强度为4 125 m3，考虑不均匀系数后高峰月浇筑强度为6 180 m3。为此，在业主指定的左岸3号道路附近兴建一座JS1000双卧轴强制式拌和楼。混凝土用5t自卸汽车或6 m3搅拌车运输，拌和楼提供导流隧洞、主副坝、溢洪道所需混凝土，经4-1号、2-1号路、7号路、坝顶公路等临时道路运至施工现场，运距小于3 km。拌和楼骨料来自业主指定的C2砂石料加工系统，用18～20 t自卸汽车运输。混凝土拌和系统布置在左岸，设有成品骨料堆场、骨料称量装置、水泥罐、搅拌机、外加剂池和试验室、调度室等生产用房。

4.4 建筑物开挖料利用规划

由于大坝填筑除3F、3C料来源溢洪道开挖料，本标段建筑物开挖部分可以利用大坝或围堰填筑。其余填筑料均需从料场开挖。大坝河床及趾板开挖包括：河床覆盖层、土方、石方开挖等开挖项目，主坝河床开挖总量为31.910 3万m3，副坝河床开挖总量为40.178 9万m3，其中主坝石方开挖获得30.448 6万m3有用料直接用于主坝Ⅰ、Ⅱ期大坝填筑3F、3C料、坝后坡脚填筑及上游围堰堰体填筑，0.228 8万m3用于下游围堰堰体填筑。块石和石渣料备于1号、2号弃渣场，开挖过程的任意料中6.260 2万m号用于大坝铺盖料填筑。

5 施工导流与水流控制工程

5.1 工程主要项目及工程量

本标段施工导流与水流控制工程的主要项目如下：

(1)河流截流设计；

(2)大坝上、下游围堰施工；

(3)导流洞进口围堰设计及导流；

(4)导流建筑物的拆除；

(5)施工区及设备的度汛和防汛工作等。

5.2 施工导流

在2010年9月上旬相机实施截流，2010年8月20日工程建设具备截流条件，本工程2010年9月上旬截流前应达到的建设形象进度为：大坝左右岸趾板土石方开挖全部完成；完成古河槽处理1 860 m以下的土建工程；导流洞完成闸井1 860 m以下混凝土浇筑、金属结构安装施工等全部工作；拆除本工程施工区域内截流最高水位以下水库淹没范围临时工程建筑物，清除有碍工程运行安全的废弃物和建筑垃圾。

5.3 施工截流填筑料源规划

2010年8月20日具备截流条件，上、下游围堰截流戗堤可进行预进占，初拟定于9月10日截流，2010年9月30日完成围堰防渗施工，围堰闭气，2010年5月31日上游围堰达到1873m高程。根据以上工期安排，围堰填筑各施工时段料源要求及来源如下：

第一施工阶段，上、下游围堰从2010年9月1日的预进占填筑。上游围堰预进占需要的料源有：石渣料9 750 m3，粘土200 m3，从1号弃料场挖取开挖石渣料，粘土从T1土场取，经2-1施工便道上堰填筑。下游围堰预进占需要的料源有：石渣料1 378 m3，粘土910 m3，块石656 m3，从3号弃料场挖取开挖石渣料，粘土从T1土场取，块石料从2号弃料场选取，经2-1施工便道上堰填筑。

第二施工阶段，2010年12月31日上游围堰回填至1 860 m高程。上游围堰截流龙口及防渗平台需要的料源有：1A料16 415 m3、1B料9 775 m3、2A料4 685 m3、3A料3 410 m3、3B料79 080 m3，3C料6 260 m3，从1号弃料场挖取开挖1B料，从2号弃料场挖取开挖3C料，从T1土场取1A料，从C2料场挖取3B料，从C2料场的砂石生产系统运输2A、3A料，经2-1、4-3施工便道上堰填筑。

第三阶段上游围堰及大坝填筑2A料6 537 m3、3A料5 030 m3、3B料200 000 m3，3C料62 000 m3，3F料26 000 m3。从2#弃料场挖取开挖3F、3C料，从C2料场挖取3B料，从C2料场的砂石生产系统运输2A、3A料，经2-1、4-3施工便道上堰填筑。

6 结 语

在斯木塔斯水电站的支护设计中，积极运用国际先进的技术及其成果，及时根据现场施工反馈情况动态调整支护设计，保证了上、下游围堰截流的顺利施工。导流隧洞兼深孔泄洪洞工程、趾板开挖施工满足截流的要求；趾墙混凝土浇筑进度满足大坝填筑和趾板灌浆的进度要求；大坝填筑上升高度和趾板固结灌浆、帷幕灌浆应满足汛期安全度汛的要求。厂房尾水渠砂砾料的开采与大坝填筑相匹配，并考虑汛期河床水位上涨对开挖的影响。面板混凝土浇筑、表面止水安装和坝前铺盖填筑进度满足导流洞下闸封堵的要求。导流兼深孔泄洪洞工程通过与设计紧密合作通过不断优化设计方案、组织冬季施工采取切实可行开挖、混凝土、金属结构施工技术等措施仅用一年的时间完成了土石方开挖和混凝土衬砌施工实现了工程截流目标创造了同类电站建设的新疆速度。

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(责任编辑：卓政昌)

2017-03-13

[TM622]；TU991.05；TG802

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1001-2184(2017)02-0160-03

杨松林(1981-)，男，新疆乌鲁木齐人，毕业于新疆农业大学水利与土木工程学院，工程师，从事水利水电工程建设监理工作.