□紀園可(華北水利水電大學)
緬甸瑞麗江一級水電站是以發(fā)電為主要目的的引水式電站,位于緬甸北部的撣邦境內(nèi)緊鄰中緬邊界的瑞麗江干流上,電站樞紐布置主要是由首部樞紐、引水系統(tǒng)和廠區(qū)樞紐三部分組成,裝機規(guī)模由4×100MW擴大到6×100MW。緬甸瑞麗江一級水電站由緬甸投資、云南機械設備進出口有限公司(YMEC)負責總承包模式改為由中國華能瀾滄江公司、云南電網(wǎng)公司和YMEC三家投資、建設及運行管理的JV-BOT模式。
電站的引水系統(tǒng)布置在右岸,由引水隧洞、調(diào)壓井、壓力鋼管道(地下埋管)組成。擴機后,引水隧洞從進水口至調(diào)壓井全長為5118.30m,引水隧洞底坡為5‰,進水口底板高程為700.00m,調(diào)壓井底板高程為674.50m,采用馬蹄形斷面有壓洞,引用流量229.14m3/s,引水隧洞分為鋼筋混凝土襯砌洞和噴錨洞兩種型式,襯砌洞內(nèi)徑7.00~8.50m,噴錨洞內(nèi)徑10.00m。調(diào)壓井為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),阻抗式,內(nèi)徑16.50m,高96m,最高涌高程約766.50m,最低涌浪水位為700.50m。調(diào)壓井設置2道5.20m× 5.20m平面型事故檢修閘門。壓力管道采用地下埋管方案,兩條壓力管道對稱布置,由上平段~上斜井(傾角為60°)~中平段~下斜井(傾角為60°)~下平段組成,從岔管分成支、支岔、錐管分別進入主廠房;1#、2#鋼管道(主管)長度分別為約1077.57m和1086.42m(至岔管中心),主管開挖內(nèi)徑6.40m,主管鋼襯內(nèi)徑5.20m,支、錐管內(nèi)徑分別為4.24m、3.00m。支管在廠房上游墻側(cè)由3.00m漸變?yōu)?.80m后接球閥。
電站引水系統(tǒng)的施工重點:引水隧洞的開挖強度主要集中在1#施工支洞與2#施工支洞之間,混凝土澆筑的強度主要集中在2#施工支洞下游到3#施工支洞之間;壓力管道為全鋼襯地下埋管,施工重點主要集中在1#壓力管道的上、下2個斜井段。
引水隧洞工期緊,工作量大,地質(zhì)條件整體較差;壓力鋼管道施工內(nèi)容多(含開挖支護、鋼管安裝、回填混凝土、回填灌漿、接觸灌漿等),工期緊、施工干擾大,尤其斜井部分,為施工組織的難點,制約著引水系統(tǒng)的整體施工進度。
電站擴機后,壓力管道由一條變更為兩條,同時中平洞縮短,下斜井向上游平移,鑒于4#施工支洞已經(jīng)按擴機前方案施工,所以僅對4#施工支洞進行了改線,便形成了原來施工支洞的布置設計方案。
影響施工進度的主要內(nèi)容為開挖支護、混凝土施工、鋼管安裝(壓力管道),根據(jù)招標文件要求,2007年11月30日前完成引水系統(tǒng)開挖支護施工,2008年8月31日首臺機組發(fā)電,按照常規(guī)施工進行施工強度分析。
2.2.1 引水系統(tǒng)開挖支護
2.2.1.1 引水隧洞平洞開挖支護強度分析
引水隧洞正式復工、開挖施工全面展開時間是2006年8月中旬。
1#支洞上游工作面長度為485.20m,有420.90m未開挖,上游圍巖相對較差,按40m/月安排,開挖支護完成需316d,同時考慮避免汛期貫通時洪水回灌;1#、2#施工支洞工作面間長度為2869.80m,上層開挖強度按110m/月,下層開挖的強度按300m/月,開挖支護完成需377d;2#、3#施工支洞工作面間長度為1738.30m,全斷面有764.50m未開挖,考慮到此洞段圍巖以IV~V類為主,上層開挖支護平均強度按100m/月,下層開挖支護平均強度按300m/月,開挖支護完成需279d;3#施工支洞下游工作面長度為44.00m,1個月開挖完成。
2.2.1.2 壓力管道開挖支護強度分析
先進行1#壓力管道開挖,壓力管道中平洞長為357.47m,開挖支護平均強度按110m/月考慮,由4#施工支洞工作面施工,開挖支護需180d,壓力管道下平洞長287.67m,開挖支護平均強度按110m/月考慮,由5#施工支洞工作面施工,開挖支護需120d;上斜井長度為217.73m(包括彎段),導井按8m/d,擴挖支護按2.50m/d,考慮支護影響,上斜井開挖支護需120d,下斜井長度為181.29m(包括彎段),導井按10m/d,擴挖支護按2.50m/d,考慮支護影響,下斜井開挖支護需100d。
2.2.2 混凝土施工強度分析
2.2.2.1 引水隧洞平洞混凝土襯砌強度分析
1#支洞上游工作面長度為485.20m,底板混凝土平均強度按150m/月,混凝土襯砌平均強度按84m/月,考慮時間差7d,灌漿平均強度按80m/月考慮,考慮時間差為7d,混凝土襯砌完成需180d;1~2#施工支洞工作面間長度為2869.80m,襯砌段長度為679m,錨噴洞段長度2171m,混凝土襯砌強度按144m/月,底板澆筑平均強度按300m/月,噴混凝土平均強度270m/月,灌漿平均強度按140m/月,考慮時間差為14d,混凝土襯砌完成需278d;2~3#施工支洞工作面間長度為1738.30m,混凝土襯砌平均強度按144m/月(兩套鋼模臺車),灌漿平均強度按140m/月,混凝土襯砌完成需370d。
2.2.2.2 壓力管道鋼管安裝及回填混凝土強度分析
壓力管道斜井段安裝按單個工作面1.50d一節(jié)(每節(jié)長為6m)安排,彎段及湊合節(jié)安裝時間適當延長,預計需要255d?;炷粱靥畎?0m(斜井按40m)為一段進行回填,每段混凝土回填時間為2.50d,考慮工作面移交耗時、施工準備耗時等,預計需要128d?;靥罟酀{與接觸灌漿不占用直線工期,鋼襯不進行固結(jié)灌漿。
2.2.3 預計灌漿線路節(jié)點目標分析
引水隧洞開挖支護施工強度主要集中在1~2#施工支洞之間,混凝土施工強度主要集中在2~3#施工支洞之間;壓力管道開挖支護施工強度主要集中在上、下斜井,鋼管安裝及回填混凝土施工強度主要集中在上、下斜井及下平洞。
通過上述強度分析,考慮不良地質(zhì)條件影響、長隧洞通風散煙影響、洞內(nèi)交通干擾影響等等,預計2~3#施工支洞之間2007年8月30日貫通,混凝土施工結(jié)束日期為2008年9月15日;1#壓力管道預計2007年8月25日開挖結(jié)束,鋼襯及回填混凝土完成日期為2008年9月18日。另外考慮各條施工支洞堵頭封堵、場地清理及其他占用工期1個月。
顯然,采取常規(guī)施工措施,施工強度無法滿足首臺機組發(fā)電目標的要求,而本電站引水系統(tǒng)長隧洞洞徑較小,底寬較窄(3.80m),無法組織非常規(guī)的大規(guī)模施工,所以只能依靠增加工作面來解決施工強度過高、過集中,進度無法滿足要求的問題。
為了滿足2008年8月31日首臺機組(1#機)發(fā)電目標的施工強度要求,必須增加引水系統(tǒng)施工工作面,唯一的辦法,便是增加施工支洞。經(jīng)過參建各方的共同探討,決定在原支洞布置基礎之上,增加5條施工支洞,增加施工支洞的原則是:盡量縮小工程量增加幅度,服務于關(guān)鍵線路,削減施工高峰強度,便于組織實施。
增加5#-1施工支洞,以增加下平洞工作面,便于盡早展開下斜井施工,以加快下平洞及下斜井的施工進度;增加4#-1施工支洞,主要是為了盡早打開下斜井工作面,緩解4#支洞施工壓力;由于調(diào)壓井地質(zhì)條件較差,井口沉陷,改為全斷面正井開挖,兩條上斜井(首機發(fā)電關(guān)鍵線路)工作面無法通過調(diào)壓井底部通道打開,故增加3#-1、3#-2施工支洞,分別至2#管上斜井及1#管上斜井,以便盡早展開上斜井施工;為了削減2#施工支洞與3#施工支洞間襯砌混凝土施工強度,加快引水隧洞襯砌混凝土澆筑速度,增加2#-1施工支洞,以增加2~3#支洞之間的襯砌施工工作面,減少施工交通干擾。
由于增加了2#-1施工支洞,緩解了2#施工支洞的交通壓力,同時增加了2~3#施工支洞之間的工作面,資源投入的空間增大。襯砌混凝土施工時,2#~3#支洞之間共投入鋼模臺車2套,組合鋼模4套,引水隧洞襯砌施工共投入4套鋼模臺車、12套組合鋼模,最高同時投入11臺混凝土泵、21輛混凝土攪拌車,大大提高了襯砌混凝土的澆筑速度,其中3#支洞上游鋼模臺車創(chuàng)下了一月澆筑18塊(12m/塊)的紀錄,引水隧洞一周最高強度19塊(12~9m/塊),一個月最高澆筑79塊(12~9m/塊)。
3#-1、3#-2施工支洞提前打開了壓力管道上斜井施工的僵局,走活了壓力管道施工的整體計劃,確保了反井鉆機及時就位,避免了上斜井與平洞段施工高峰強度的疊加,展開了4個工作面。4#-1施工支洞以最小的付出,贏得了下斜井及中平洞廣闊的進度空間,與5#-1施工支洞共同緩解了下斜井的施工壓力,增加了6個工作面(含排水洞2個)。5#-1支洞為下斜井施工的迅速展開創(chuàng)造了有利條件,同時緩解了下平洞的施工壓力,增加了6個工作面(含排水洞2個)。壓力管道通過增加4條施工支洞,形成了多個工作面同步實施的局面,為洞挖、鋼襯安裝、回填混凝土、回填灌漿及接觸灌漿等交叉實施創(chuàng)造了條件。
通過合理增加施工支洞,緬甸瑞麗江一級水電站引水系統(tǒng)于2008年7月22日具備充水條件,開始充放水試驗,確保了引水系統(tǒng)施工進度滿足首臺機組發(fā)電目標的要求。
[1]莊金祥.瑞麗江一級水電站工程建設管理[J].云南水力發(fā)電,2008(5).
[2]劉發(fā)明,馬光群,楊春雷,李世民.緬甸太平江水電站引水系統(tǒng)施工支洞布置[J].云南水力發(fā)電,2011(3).