汉阳电航枢纽工程二期施工导流方案优化

(广东水电二局股份有限公司，广东 增城，511340)

1 工程概况

汉阳航电枢纽工程位于四川省青神县汉阳镇，系岷江干流(彭山江口至乐山岷江三桥)航电规划中的第七级。本工程枢纽为三等中型工程，主要永久建筑物级别为3级，次要永久建筑物为4级。水库正常蓄水位382.5m，相应库容3700万m3；设计洪水位385.4m，相应库容8620万m3。枢纽左岸布置船闸，河床布置17孔14m宽泄水闸，右岸布置电站厂房。设计主体工程施工期自第一年10月至第三年11月厂房第一台机组发电，历时26个月；工程完建期自第三年11月至第四年5月，历时6个月。

2 投标阶段二期施工导流方案

第二年11月初开始修筑二期过水围堰，围左岸船闸和左侧河床剩下的7.5孔溢流坝，二期围堰挡水流量Q=1330m3/s，设计过水标准为全年5年一遇洪水，相应流量Q=9330m3/s；在围堰挡水工况下，由已建成的9孔溢流坝泄流，河道断航；在围堰过水工况下，由已建成的9孔溢流坝和过水围堰联合泄流，河道断航；第三年4月底拆除上部4m，第三年10月底恢复二期过水围堰，第四年1月底船闸完工，永久船闸开始通航；第三年11底厂房第一台机组投产发电，第三年11月～第四年5月继续进行后续机组安装调试，由已建17孔溢流坝控制泄流。

3 方案优化

项目部在工程进场后，在充分了解本工程现场实际情况和水文资料情况下，着手组织开展对施工工期和方案的优化工作。在对总工期进行优化时发现，控制本工程发电的主要是二期工程。本工程二期围左岸船闸和剩余7.5孔溢流坝，船闸工程量较大，特别是上、下闸首，结构复杂，施工程序多，根据国内已建和在建类似规模船闸工程施工经验，在一个枯期难以将船闸全部形成挡水条件，若采用全年不过水围堰方案，上游堰前水位达到387.0m，不能满足上游库区临时淹没控制条件，必须在三枯恢复围堰继续施工。在此基础上要优化提前发电工期，常规的方法是增加资源配置，显然这是非常不经济的。

根据施工进度强度看，一、二枯期间混凝土施工强度均较高，而一汛、二汛混凝土强度都很低。一、二汛期间主要施工厂房部位，此时厂房底板大体积混凝土已基本完成，开始有大量的机电安装预埋，施工交叉干扰较大，施工强度自然提不起来，有大量的施工设备和人员闲置。因此，要合理压缩工期就必须增加汛期施工工作面，充分利用汛期闲置的施工设备和人员。

本工程发电的关键线路主要是发电厂房和挡水建筑两条，发电厂房总共12.1万m3混凝土，在小基坑围堰的保护下全年施工，施工工期较长，可以压缩。挡水建筑主要是一、二枯闸坝、船闸上闸首、左右岸防洪堤以及在库区内的上引航道。根据原进度安排，一、二枯闸坝在枯水期和左右岸防洪堤在汛期前坝顶高程以下均要全部完成，唯有船闸(特别是影响发电的上闸首和库区内的上引航道工程)要在第三个枯水期才能完成。要提前发电和完工就必须针对船闸施工和导流进行优化。

本工程船闸位于左岸，共有12.8万m3混凝土，结构比较单一，开挖深度较浅。上闸首及上引航道共约4.1万m3混凝土，位于左岸河滩，在枯水期露出水面。一枯期间厂房于2月底开挖完成，利用厂房开挖设备到左岸开挖上闸首和上引航道，3月初进行混凝土浇筑，至5月底将此部位全部施工出水面，约有2.2万m3，此时一枯闸坝基础混凝土已基本施工完成，富余两台PC250长臂挖掘机，正好用于此部位施工。在一汛期间利用洪中枯继续施工剩余混凝土。

二枯期间，围船闸闸室、下闸首和下引航道同左岸7.5孔闸坝，施工的重点是7.5孔闸坝，这直接关系到发电工期。闸坝基础块混凝土施工完成后利用富余设备施工船闸，船闸部位施工时优先施工右侧闸墙和导墙。在汛期来临前施工至377m高程，此时上闸首在一汛期间施工已基本完成。利用上闸首检修门、右侧闸墙、下引航道右导墙及引航道出口土石围堰挡水，在洪中枯继续进行剩余混凝土的施工。优化后的导流平面布置如下图1所示。

图1 优化后二期导流平面布置

377m高程是船闸闸墙挡水的控制高程，相应挡水流量为3200m3/s，根据水文资料，平均每年大于3000m3/s的洪水约为2.5次。船闸基坑存在过水风险，但经过分折，船闸基坑内无机电设备安装，底板在汛期已全部完成覆盖，洪水进入基坑最大风险就是施工设备和施工人员的安全。汛期施工主要的施工设备是门机及其他一些小型施工机具，而施工人员基本是露天作业，逃生条件良好。洪水过后恢复生产主要是清淤，不影响发电工期。通过采取相应的措施，以上风险是基本可控的，具体措施如下：

(1)汛期做好水情预报，项目部指定专人值班收听水文、气象预报、观测水位流量，并认真做好纪录，及时向前方生产部门报告，用水文和天气预报来指导施工。一般洪水从最近的水文站彭山站到坝址大约需要3h，项目部可利用这个时间差做好防洪准备；

(2)根据天气预报和水情预报，提前拆掉船闸内的门机行走部分电气设备。在此之前要在门机停放位置的边墙上预埋锚筋和钢板，门机就位后使用钢结构将门机牢牢的固定在边墙上。为了加强门机对洪水冲刷时的抗倾覆能力，使用四条钢丝绳在门机回转平台以下分别向对称的四个方向拉紧门机；

(3)汛期随时都有被淹可能。因此一定要抓好有利的洪中枯施工时段，将工作面迅速提高以增加安全系数；汛期施工前对全体施工人员进行防洪思想教育，提高防洪意识；施工人员施工作业时必须穿戴好救生衣；在洪水来临时作出最快的反应，迅速将施工人员撤离到安全区域。

4 二期导流方案的比较

由表1可以看出，优化后可节约240万元左右，经济效益明显。同时充分利用了汛期富余设备和人员，解决了人员和设备在汛期大量闲置的问题。二枯期间的施工压力也有所减小，施工工期大大提高。采用该方案后实际的混凝土高峰施工强度并未提高，一、二汛期间混凝土强度有所提高，正好利用闲置的施工人员和设备。实际施工强度如下图2所示。

图2 实际混凝土施工月强度柱状图

表1 二期导流方案优化前后比较

5 结语

本工程在施工前期准备阶段通过认真分析和优化二期施工导流方案，合理利用洪中枯施工工段，节约了导流工程投资，加快了施工进度。本工程在二汛期间发生过两次大于3200m3/s的洪水，由于提前制定了相关汛期施工风险应对保证措施指导实际施工，确保了汛期安全施工，未造成人员和设备财产损失，洪水影响施工约14d，但不影响发电工期。汉阳电航枢纽工程施工通过科学的安排、精心的策划和全方位的管理历时21个月，于2014年6月30日提前5个月完成首台机组发电，2015年3月31日全部完工。施工过程中未发生任何安全和质量事故，工程外观质量及施工进度受到各方一致好评。由此可见，在此类型的工程施工中，利用洪中枯导流施工的方案是可行，风险也是可控的，值得在类似的工程中推广应用。