辽宁宝石引水式电站施工组织设计分析

安运涛

（丹东市水利勘测设计研究院，辽宁 丹东 118000）

1 工程概况

宝石引水式电站位于辽宁省丹东市宽甸满族自治县境内毛甸子河中游。该电站枢纽最大库容23.1 万m3，电站装机容量600 kW，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL 252-2000）规定，工程等级为V。

本电站枢纽工程包括拦河坝、进水闸、输水洞、压力前池、发电厂房、尾水渠、升压站及联网线路。

2 主体工程施工

2.1 基础开挖

基础土方开挖主要是清除坝基、河床及岸坡表层砂砾石层，采用1 m3挖掘机开挖，8 t 自卸汽车运输。

基础石方开挖，坝基为强风化、中等风化花岗岩，采用手风钻钻孔浅孔小炮分层爆破方式。第一层，炮孔不得穿入距基建面1.5 m 范围内，炮孔装药直径不得大于40 mm，应采用梯段爆破方法；第二层，对节理裂隙不发育、较发育、发育和坚硬的岩体，炮孔不得穿入距水平建基面0.5 m 的范围，对节理裂隙极发育和软弱的岩体，炮孔不得穿入距水平基面0.7 m 的范围。炮孔与水平建基面的夹角不应大于60°，炮孔装药直径不应大于32 mm，应采用单孔起爆方法；第三层，对节理裂隙不发育、较发育、发育和坚硬、中等坚硬的岩体，炮孔不得穿过水平建基面，对节理裂隙极发育和软弱的岩体，炮孔不得穿入距水平建基面0.2 m 的范围，剩余0.2 m 厚的岩体应进行撬挖，炮孔角度、装药直径和起爆方法，均同第二层的规定。

2.2 坝基帷幕灌浆施工

在混凝土防渗墙以下透水率大于5 Lu 的弱风化岩层，设置帷幕灌浆，沿防渗墙中心线布置，孔距2.5 m～3.0 m，底线至5 Lu 线以下5 m。防渗设计标准为灌浆后基岩透水率不大于5 Lu。

帷幕灌浆制成水泥浆必要时可按《土坝坝体灌浆技术规范》（SD26-88） 和《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/75144-2001）有关规范或通过室内试验和现场灌浆试验（试验成果报送监人）或由监理人确定掺加外加剂、掺和料和化学材料等，浆液必须按设计的要求过筛处理后方可进行灌浆。

施工工艺：钻孔→裂缝冲洗和简易压水→制浆和灌浆→封孔。

灌浆前进行钻孔裂隙冲洗，冲洗标准以孔内返清水为止，冲洗后进行简易压水并计算透水率，然后制浆和灌浆，制浆严格按配比过泵称料，搅拌时间大于3 min，随时检测浆液比重，灌浆过程中由于吃浆量大一般开始每隔3 min～5 min 测1 次流量。封孔采用机械和人工两种方法，以保证灌浆段浆液饱满，覆盖层密实。

冲洗水压可为灌浆压力的80%，压力超过1 MPa 时，采用1 MPa；冲洗风压采用50%灌浆压力，压力超过0.5 MPa，采用0.5 MPa。

2.3 混凝土施工

混凝土的拌制选用拌和楼，皮带传输机传送砂石骨料。垂直运输采用2 m3砼罐装运输车，塔式起重机提升入仓。水平运输采用10 t 载重汽车。

砼拌合楼左右岸布置，左岸设在坝上1 km 以内，供给左岸工程所需的砼；右岸设在坝下500 m 以内，供给右岸工程所需的砼。

翻板闸施工需在基础土石方开挖完成后进行，混凝土混凝土拌合楼供应，10 t 载重汽车装载2 m3吊罐运输混凝土至仓面附近，再由10 t 履带起重机吊入仓内直接入仓，插入式振捣器振捣。拦河闸上下游防渗面板，混凝土和护坦混凝土模板使用通用钢模板。

拦河闸内部浆砌石采用人工砌筑，砂浆及砌石料使用手推车运至工作面附近，辅助卷扬机提升至仓面内。

拦河闸上部结构混凝土预制件大部分安排在拦河坝下游右岸预制件厂生产，混凝土预制件由拌合楼拌制混凝土，水平运输采用10 t 载重汽车运输，垂直运输8t 塔式起重机吊2 m3吊罐运输混凝土至仓面附近，平板振捣器振捣。混凝土预制件使用汽车起重机吊装，使用经纬仪定线，水准仪测定高程校核固定后，再浇筑二期混凝土。

2.4 拦河坝施工

拦河坝内部浆砌石采用人工砌筑，砂浆及砌石料使用手推车运至工作面附近，辅助卷扬机提升至仓面内。石料必须选用质地坚硬，不易风化，没有裂缝的岩石，其抗水性、抗冻性、抗压强度等均应符合设计要求，无尖角、薄边。上、下两面基本平行且大致平整；石料最小边尺寸不宜小于20 cm。砌石前放样立标，按拉线砌筑，砌筑由低层向上层砌筑，人工搬运，人工砌筑，干砌石石料表面基本平整，面层高差小于5 cm，块石料质地坚硬，无裂纹。砌筑时，砌石边缘顺直、整齐牢固。砌石底部应垫稳填实，严禁架空，不得使用翅口石及飞口石，采用立砌法砌筑，不得叠砌和浮塞，避免通缝。同时为使沿石块的全长有坚实支承，所有前后的明缝均用小片石料填塞紧密。

表面混凝土由拌合站拌制混凝土，水平运输采用10t 载重汽车运输，垂直运输8 t 塔式起重机吊2 m3吊罐运输混凝土至仓面附近，平板振捣器振捣。

2.5 输水洞施工

输水洞工期较长，与拦河坝、厂房施工有干扰，应当首先开工。输水洞开挖采用空压机打眼，人工装药，电雷管起爆，人工配合小型拖拉机出渣。进口端出渣弃至右岸坝下山脚处；出口端出渣弃至右岸下游山脚处。输水洞挖通以后，要进行检查修整，彻底清渣，并冲洗后，浇筑底板砼。

2.6 进水闸与压力前池施工

在输水洞工程结束后，可以进行进水闸和压力前池施工。进水闸与前池开挖部分是在开挖输水洞同时开挖完毕的，砼浇筑工程也是采用搅拌机拌和砼，塔吊运输砼，人工平仓，插入式振捣器，按时养生。随着砼浇筑施工，穿插进行闸门与启闭机安装。

2.7 压力管施工

本电站压力管采用钢板卷制焊接钢管，内径φ=900 mm，壁厚8 mm，单根长32.55 m。压力管制造需要到专业厂家定做，分段焊制，运到工地再拼装焊接。压力管安装要随着压力池和厂房施工同时进行。当管道组装完成后，再进行第二次喷漆，浇筑压力管垫层砼，砌筑保温墙，回填保温炉渣，最后安装封盖预制板，铺设防水层。

2.8 发电厂房施工

电站厂房混凝土由设置右岸的混凝土拌合站供应，载重汽车装载2 m3吊罐运输至仓面附近，再由10 t 塔式起重机吊入仓内直接入仓，插入式振捣器振捣。电站厂房混凝土直墙部分使用普通平面钢模板，机墩蜗壳等曲面部分使用曲面木模板。电站尾水渠的施工方法与电站厂房相同。

2.9 漫水桥施工

漫水桥位于厂房上游侧，是厂房工区施工必不可少的交通桥，应首先完成，为厂区施工提供通道。漫水桥施工方法与拦河坝相同。

2.10 金属结构设备和机电设备施工

本工程电站总装机容量600 kW。主厂房水下混凝土涉及水轮发电机组埋件较多，机电安装作业与土建施工交叉作业，因而要求水轮机发电机组埋件供货及时，各相关专业密切配合，不能出现遗漏或错误情况。

主厂房水下混凝土浇筑至发电机高程后，即开始主厂房排架柱施工，待混凝土强度达到设计强度后，安装预制混凝土吊车梁，主厂房封顶前吊装手动单梁起重机卸车、组装和调试就位。

待水电站土建工程经检查验收合格，水库已达到蓄水位，金属结构设备，水轮发电机组及其附属设备，电气设备安装工程全部竣工，并经检查验收符合设计要求，在启动验收委员会指导下进行水轮发电机组联合试运转。

2.11 升压站施工

升压站位于副厂房西头。在主副厂房主体工程结束之后，把厂房周围进行回填平整，作为升压站场地。然后布置升压站设备基础，在机电安装同时，穿插进行升压站设备安装。在机组安装结束，升压站设备安装结束后，开始试运行。

3 施工总布置

3.1 施工总体布置规划

本电站从拦河坝到厂房河道长度2.9 km，建筑场地分散。为了施工管理方便，布置两个施工区，即拦河坝工区和厂房工区。拦河坝工区主要承担拦河坝、导流墙、进水闸和输水洞进口段工程施工。厂房工区承担厂房、压力前池、压力管道、升压站、漫水桥及输水洞出口段工程施工。

3.2 土石方平衡及堆渣规划

枢纽工程土方开挖量6036 m3，土石方填筑量3284 m3；石方开挖量5908.1 m3。经土石方平衡计算，枢纽各部位共利用开挖土石方3284 m3，围堰填筑2786 m3，土石方弃渣量5874.1 m3，场内共设1 个弃渣场堆存，采用8 t 自卸汽车运输，运距为1 km。土石方平衡计算见表1。

表1 土石方平衡表

3.3 施工总进度

该电站施工建设期为1 年。其中1 月～3 月为施工前准备期，同时进行输水洞开挖。4 月～10 月为施工期，11 月为工程收尾和施工队退场期，12 月为电站试运行期。详见施工进度表。

4 结论

通过对宝石引水式电站主体工程进行施工设计分析和施工总布置，保障了该电站顺利建成，增加当地的电力供应，缓解电力紧张的矛盾，并且可利用库区水面发展水产养殖业和旅游业，培育新的经济增长点，促进当地经济发展，加快新农村建设步伐。