1999年三峽工程左岸電站廠房施工

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簡介： 三峽左岸電站廠房在1999年施工中取得了較好成績，本文介紹了在保護層開挖、設備布置、固結灌漿、混凝土溫控、金結安裝施工中采取的一系列措施。
關鍵字：左岸廠房 施工措施 成果

1 施工簡述

　　1999年是左岸電站廠房開挖掃尾完工，固結灌漿基本結束，金結和機電安裝全面展開，混凝土澆筑進入高峰期的一年。承擔該項目施工的三七八聯(lián)營總公司發(fā)揚“不等不靠、團結務實、爭創(chuàng)一流”的精神，圍繞混凝土施工這個主題，三次優(yōu)化施工組織設計，強化質量管理力度，加大資源投入，科學施工，均衡生產(chǎn)，超額完成了土石方開挖、灌漿、混凝土澆筑、金結和機電預埋計劃，全年實際完成混凝土澆筑52.29萬m³，是年計劃量44.83萬m³的117%，提前43天跨入200O年。完成的主要工程量見表1。所完成的工程量合格率100%，優(yōu)良率80%以上。施工形象除1#～6#機Ⅰ區(qū)(上游墻)因穿墻管安裝推后略滯后總進度要求外，Ⅱ區(qū)(機窩)、Ⅲ區(qū)(副廠房)均滿足總進度要求，7#～14#機超前總進度2～3個月。

表1 左岸電站廠房1999年完成主要工程量表

指標內容

完成投資(億元)

完成主要實物工程量

土石方開挖(萬m³)

混凝土(萬m³)

金結機電埋件(t)

灌漿(m)

計劃量

3.38

6.42

44.83

2038

9700

完成量

3.68

11.87

52.29

2657

13496

完成百分比

109%

185%

117%

130%

139%

本合同金額為13.97億元

2 確保任務完成采取的主要措施

2.1 抓好開挖尾工，優(yōu)質、安全、按期給混凝土施工交出工作面

　　廠房開挖包括在一期和二期三個標段之內，其中一期工程二個標段合計完成開挖量789.83萬m³，二期工程完成278.27萬m³。要確保1999年廠房混凝土44.83萬m³任務的完成，抓好安m至14#機廠房和尾水剩下部分保護層開挖及清基交面工作是首要任務，而開挖爆破區(qū)距混凝土施工區(qū)僅30～40m。為保證開挖放炮不影響已澆混凝土質量，在開挖中采取了以下措施。

2.1.1 保護層開挖一次到位

　　邊坡3.5m和水平建基面2.5m厚保護層開挖，采用光面爆破，一次成型法。孔距控制在50～60cm，線裝藥量控制在180～220g/m，手風鉆造孔，一次鉆孔深度3至4.5m，距設計線預留5至8cm超挖余量，從而獲得半孔率95%以上，超欠挖平均＜10cm，不平整度平均≤15cm的效果。

　　對溝槽處采用先挖心，后挖垂直保護層，最后結合水平光爆一次成型。有棱角處設減震孔，頂部預留壓重的方法。成型的梯臺、槽邊、棱角分明整齊，半孔率在92%以上。由于采取以上措施，開挖區(qū)距新澆混凝土最近的距離，質點振速控制在O.26～1.81cm/s范圍之內，低于設計標準。

2.1.2 預防飛石對混凝土施工區(qū)的影響

　　大面積的保護層開挖，飛石對近距離混凝土澆筑的影響是較難解決的問題。廠房施工采用控制線裝藥量和單響藥量，微差分段起爆，加密孔距，減少層厚，起爆層表面鋪砂袋，砂袋上加鋼絲網(wǎng)，網(wǎng)用鋼絲繩聯(lián)接，錨筋固定的方法，較好地解決了飛石對混凝土施工區(qū)的影響。

2.1.3 特殊危險區(qū)采用靜態(tài)爆破法

　　在尾水左邊坡修坡、廠前區(qū) 81.7m以上左邊坡剩余開挖量、安Ⅱ72.3 m新增轉子坑、門機軌道拆除等特殊危險區(qū)段開挖中，采用膨脹劑靜態(tài)爆破法，孔距20～30cm，排距30～40cm，梅花形布孔，梯段一般控制在2～3m，最大4.5m。(風化嚴重，裂隙發(fā)育區(qū)段，遇冬季施工，一般間距為10～20cm，排距15～20cm)，靜態(tài)爆破劑用量一般為23～38kg/m³，最高達44kg/m³。

　　1999年廠房采用這種方法開挖4000余m³基巖，解決了近距離開挖對混凝土施工區(qū)的干擾。此方法雖然費用較高，施工周期長，但解決了混凝土施工中修改開挖、臨建工程拆除、遺留工作面處理等難題，所開挖的建基面爆破損傷少，半孔率達97%以上，超欠挖在±6cm之內。

2.1.4 優(yōu)質安全按期交面

　　二期皿標段吸取了一期開挖的經(jīng)驗教訓，在組織上采取清基交面工序責任制，哪個工區(qū)開挖的工作面交給哪個工區(qū)澆混凝土，不搞內部互相交面，交面任務與混凝土澆筑任務同時下達，使作業(yè)人員沒有僥幸心理，不存幻想，沒有退路。施工中一切工序按程序辦，自上而下交面，每次開挖下鉆都復測孔位坐標。為保證交面沒有欠挖點，垂直造孔進尺2m內用羅盤檢查校正鉆機斜度2～4次，水平造孔設置鉆機樣架，交面時在架立筋上用鋼筋平拉交面區(qū)，大大提高了一次交面的合格率，經(jīng)常出現(xiàn)初驗和終驗一次通過的情況。

　　二期Ⅲ標段高質量、保安全、快速、按期交面，基巖交面后不給混凝土施工遺留工作量，交面后就能上鋼筋、立模板的作法是1999年廠房超額完成混凝土生產(chǎn)計劃的基礎，也是二期Ⅲ標段開挖交面的成功經(jīng)驗。

2.2 增加設備投入，確保澆筑手段滿足施工需要

　　由于一期增加了部分開挖量，蘇覃路推遲開挖，1998年特大洪水影響基坑抽水等因素，混凝土澆筑形象雖經(jīng)施工單位的努力，但截止1998年底1#～6#機仍滯后總進度近兩個月。原計劃廠房使用的5臺MQ2000門機又調給其它標段一臺，這樣要想趕搶1#～6#機的工期，使廠房工程達到總工期的要求，混凝土的澆筑手段成了需要解決的重要問題。

　　根據(jù)這一情況，參加三峽建設的各方都高度重視。施工單位“不等不靠”，把投標時的9臺門機增至16臺門機，增加安拆6臺次(詳見表2)。

表2 1999年底前廠房混凝土垂直運輸手段一覽表

序號

名稱型號

運轉工況

安全幅度(m)
max/min

起重量(t)
max/min

軌距(m)

軌型

轉盤距軌高(m)
低架/高架

進場情況(臺)

投標

實際

1

MQ2000高架門機

澆筑工況安裝工況

71/22

20

15

QU80

23.86/66.70

5

4

2

SDSQ1260門機

50m扒桿
62.8m扒桿

45/18
56/32

20/60
10/30

10.5

QU80

30

2

3

3

MQ60
10/30t門機

10t吊鉤
30t吊鉤

45/16
20/16

10
30

7

QU70

9.5/28.8

2

4

4

MQ540
10/30t門機

澆筑工況
起重工況

37/18
37/18

10
12/20

7

P50

6

0

2

5

MD900塔機

20t吊鉤
32t吊鉤
50t吊鉤

70/46
70/28
70/20

10/30
11/32
9/50

8

QU80

7.66/89.08

0

1

6

MQ710
10/30t門機

10t吊鉤
30t吊鉤

62
22

10
30

10.5

QU70

10/29.58

0

2

7

WD-400履帶吊

10t吊鉤
15t吊鉤

26/12
14/12

10
15

/

/

/

2

2

　　增設的MQ540和MQ600門機針對其安拆快，臂桿短的特點，主要布置在廠房Ⅲ區(qū)。這些門機的安裝解決了MQ2000門機安裝時段長，廠房初期混凝土施工門機不足的矛盾。門機增設方案的落實，大大加快了廠房混凝土的施工速度，混凝土施工強度明顯提高，二季度開始廠房混凝土月澆筑強度均在4萬m³以上，7、8、9、10月連續(xù)突破5萬m³大關，月最高強度達55988m³，超過了標書47442m³的施工組織設計最高強度。

2.3 抓好固灌質量，避免工序干擾，為混凝土澆筑創(chuàng)造條件

2.3.1 左岸廠房固灌完成情況

　　1999年是左岸廠房固結灌漿的第二個高峰年，全年共完成固結灌漿2181孔，2863個灌漿段，灌漿13496m，是計劃9700m的139%。已驗收的1925個孔，合格率100%，優(yōu)良率85.25%。15個單元工程全部合格，12個評定為優(yōu)良，優(yōu)良率80%。

　　自1998年5月24日開工，截止2000年元月20日，除左廠1#機、3#機共有21個設計增加孔引至 44.0m廊道，待接觸灌漿完成后再施工；安Ⅲ抽排廊道17個孔為避免施工干擾未施工外，其余按已發(fā)設計圖工程量全部完成，共計完成固結灌漿20471m，占合同工程量34276m的57.3%，是已交圖紙工程量的99%。

2.3.2 左岸廠房基礎及灌區(qū)簡介

　　左岸電站廠房基礎為前震旦紀閃云斜長花崗巖，局部有侵入性結晶花崗巖脈及輝綠巖脈，巖體主要為微新巖體，塊狀結構，完整性較好，巖性均一，透水性微弱，可灌性差，基巖透水率q一般小于5Lu，受爆破影響，淺層可達5～10Lu，最大發(fā)生在8#機，透水率為13.82Lu，巖體絕大多數(shù)為優(yōu)質或良質巖體，屬微透水或極微透水范圍。

　　廠房基礎部位有F4、F5、F7、F18、F19、F20、F22等斷層，斷層一般膠結較好，斷層沿線分布有少量寬度不等的中等質體。

　　根據(jù)以上所述巖性，加上開挖質量較好的實際情況，在保證質量的前題下，設計適當減少了部分灌漿量(與標書相比)，所設灌區(qū)主要分布在廠房Ⅰ區(qū)Ⅲ區(qū)的基巖平面和壩后坡陡立面，安Ⅱ、安Ⅲ垂直于壩軸線的陡立面上。

2.3.3 避免工序干擾采取的主要技術措施

　　(1)將壩后陡立坡 28.8m以上原施工組織設計的有蓋重灌漿改為無益重灌漿，利用Ⅱ區(qū)尾水肘管施工周期長的間隙期，與肘管模板安裝同步進行I區(qū)和壩后坡的灌漿施工，減少了灌漿所占直線工期。壩后坡采用無益重灌漿，不但減少了混凝土鉆孔工作量，也解決了廠房鋼筋多，預埋多，儀器多，可能損傷它們或堵塞接觸灌漿盒及管路的矛盾。

　　(2)在Ⅲ區(qū)利用廠房門機占壓時間較長的時段，在19.9m平面上打孔引管，在25.2m高程上進行灌漿施工(未打孔都預埋引管)，減少了混凝土的鉆孔時間，縮短了灌漿所占直線工期，避免了施工干擾。

　　由于采取了以上兩項技術措施，加上設計根據(jù)地質情況減少了灌漿工程量，灌漿所占的直線工期大大低于原施工組織設計，確保了1999年施工任務的全面完成。

2.3.4 灌漿的主要工藝流程及灌漿方法

　　(1)灌漿工藝流程 物探孔鉆孔測試→抬動觀測孔鉆孔及觀測設施安裝→Ⅰ序孔鉆孔→沖洗→壓水→灌漿→Ⅱ序孔鉆孔→沖洗→壓水→灌漿→檢查孔鉆孔取巖芯→壓水檢測→封孔→物探孔測試→抬動觀測孔、物探孔封孔。

　　(2)灌漿方法 采用自上而下，孔內循環(huán)，段頂阻塞的施工方法。壓水灌漿時發(fā)現(xiàn)冒水、漏漿，采用嵌縫，表面封堵、低壓、濃漿、限量、間歇灌漿等方法進行處理。

2.3.5 為保證質量采取的新工藝

　　在施工中采用水泥濕磨機濕磨水泥，高速攪拌制漿，保證了漿液質量；采用灌漿微機自動記錄儀，對施工過程的沖洗、壓水、灌漿進行全過程自動監(jiān)護記錄，減少了人為的記錄數(shù)據(jù)誤差；物探孔單孔采用超聲波儀，垮孔采用巖土工程質量檢測分析儀測試，提高了質量評定的科學、真實、準確性。

2.3.6 灌漿成果評定

　　廠房1999年完成固結灌漿2181孔，2863個灌漿段，灌漿13496m，總灌入水泥量48319.57kg，單位注入量6.92kg/m，其中Ⅰ序孔平均13.OOkg/m，Ⅱ序孔平均1.01kg/m，灌后透水率平均為0.18Lu，最大為0.67Lu，均小于設計3Lu的允許值。抬動觀測均未超過100μm，遠小于設計規(guī)定的200μm的規(guī)定。壩后坡無蓋重灌漿物探檢查選在有代表性的4#機，聲波波速比VP灌后比灌前提高1.06%～3.41%；有蓋重灌漿選在安Ⅲ基巖整體性較差的Ⅰ區(qū)進行，灌后灌前VP值平均提高6.29%～10.96%。

　　通過壓水檢測和物探檢查，一方面證實了廠房基礎巖石整體性較好，爆破對巖體的整體性影響較小。另一方面說明灌漿采用的材料、設備、工藝、措施、灌漿壓力得當，提高了巖體的整體性，減少了透水率，灌漿效果滿足設計要求，符合一般灌漿規(guī)律和三峽的地質特性。

2.4 做好混凝土溫控工作，確保混凝土施工質量

　　左岸廠房1999年混凝土溫控重點體現(xiàn)在5個方面：尾水管頂板封閉塊回填；14#機填塘混凝土施工；高溫季節(jié)混凝土澆筑；低溫季節(jié)混凝土保溫；安Ⅲ至14#機約束區(qū)混凝土澆筑，其施工情況分述如下：

2.4.1 封閉塊混凝土的施工

　　三峽電站700MW水輪機尾水管具有三跨空腔和體積大的結構特點。肘管段為單腔最大輪廓跨度31.14m，高6.75m，擴散段分為三個空腔，單跨9m，斷面高度向下游遞增，到出口處為12.4m，底板厚度5～7m。廠房和尾水管基礎座落在閃云斜長花崗巖上，基礎約束程度高。受施工期水泥水化熱作用及外界溫差的影響，尾水管底板、邊墩、中墩及頂板將產(chǎn)生較大溫度應力。因此在層水管頂板預留封閉塊，待一期混凝土達到設計要求的20℃，并完成大部分自身體積變形后(設計要求間隙不少于一個月)，在低溫季節(jié)當年11月至次年3月期間回填，以形成尾水管整體結構。

　　肘管段共設三個封閉塊，在頂板8～12層(34.OO～42.00)預留?？缰性O一個封閉塊，寬2m，深10m，長12m；擴散段每個中墩上各設一個封閉塊，自肘管封閉塊端一直延伸至尾水閘門槽，寬2m，深2～6m，長12.21m；設計要求封閉塊回填分層厚度不大于2m，層間隙期為5～7天。

　　針對廠房基礎交面滯后，大型起吊手段形成較晚，封閉塊回填可能推后這一情況，經(jīng)設計研究，采用提高混凝土抗裂能力，合理安排混凝土施工程序和進度，控制混凝土最高溫度，加強混凝土表面養(yǎng)護，控制回填厚度及澆筑溫度等措施，最遲可將封閉塊回填延至5月份完成。

　　根據(jù)這一要求，施工中采用增加設備、人員和小機具資源投入，三班準備倉號，嚴格控制高溫季節(jié)澆筑混凝土的質量和溫升，延長低溫混凝土的澆筑時段，回填混凝土控制在7℃，最薄時1m回填一層，將原來15天上升一層混凝土，加快至7～10天上升一層等綜合措施，在1999年3月底前將1#、3#、4#、5#機封閉塊全部澆完，2#機椎至4月份澆完，滿足了設計對封閉塊回填混凝土的要求。6#～13#機11月份從左至右陸續(xù)開始回填，預計均可在2000年3月底結束，14#機可在2000年5月份結束，均滿足設計要求，與計劃工期相比略有提前。

2.4.2 填塘混凝土的施工

　　廠房填塘混凝土除13#機有少量一部分外，均在14#機河床深槽部位，建基面為14.50m，22.OOm以下部位為填塘混凝土，根據(jù)設計要求，填塘混凝土必須降至20℃時上部混凝土才能繼續(xù)上升。該部位由于受用邊開挖影響，1999年3月份才陸續(xù)開澆混凝土，為滿足技術要求，施工中除采用一般溫控措施外，還采取了三條重要措施。

　　(1)優(yōu)化配合比 提前進行混凝土的優(yōu)化配合比試驗，從中選出最優(yōu)方案。選用R₉₀200^#D₁₅₀S₈的混凝土標號指標，四級配，坍落度控制在3cm，水膠比0.5，粉煤灰摻量35%，水泥用量129kg，用水92kg，最大限度地降低溫凝土中水泥的水化熱指標。

　　(2)減少層厚，通水冷卻 混凝土澆筑層厚由2m減至1m，按間距O.75m埋設1#鐵皮冷卻水管，通河水15～20天，以利混凝土的內部散熱。

　　(3)加快人倉強度，常流水養(yǎng)護 布置兩條專用施工棧橋，保證兩臺施工門塔機同時入倉。混凝土水平運輸車輛不少于6臺，入樓開專用通道，倉內人員不少于25人。施工中曾多次調用相鄰標段的胎帶機配合，混凝土入倉強度平均達仍m³/h，最高達127m³/h，使?jié)仓囟瓤刂圃?span lang="EN-US">11℃之內。通過以上措施，14#機填塘混凝土雖推遲至5月份澆完，但混凝土內部溫度控制達到了設計技術要求。

2.4.3 高溫季節(jié)混凝土的施工

　　高溫季節(jié)混凝土的施工在國務院委托專家組的指導下，各方面的工作都有改進和提高。成立了混凝土溫控小組，組建了專業(yè)溫控隊伍，落實了責任體系，及時研究、解決混凝土溫控方面遇到的問題，施工中重點采取如下措施。

　　(1)原材料 重點解決人工砂含水率偏高問題，下岸溪人工砂系統(tǒng)所有皮帶運輸和成品砂倉都完善了雨蓬，自然脫水倉增設盲溝，新購置安裝20臺脫水篩，1臺直線篩，將含水率控制在6%～7%。

　　(2)拌和樓 82m拌和樓采用骨料二次篩分、二次冷卻、加片冰、加冷水生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)的7℃混凝土經(jīng)2459次檢測，合格率為91.2%，14℃混凝土經(jīng)1139次檢查，合格率為98.3%，抗壓強度保證率為98%，抗拉合格率100%，Cv值R28250#混凝土為0.100，R28350#混凝土為0.117。

　　(3)混凝土運輸 廠房混凝土起吊設備全部到位，比標書要求增加7臺，混凝土運輸設備到位42臺；夏季采用限倉澆筑，二臺設備入倉；溫控要求較高的倉號下午5點到第二天11點澆筑；整修擴寬尾水 40澆筑主干道(25m寬)，成立專業(yè)養(yǎng)路隊；汽車、吊罐和倉面采用遮陽保溫；利用噴霧器創(chuàng)造倉面小氣候等項綜合措施，6、7、8、9月入倉強度平均達到56m³/h，經(jīng)3546次檢測，混凝土澆筑溫度平均13℃，最小5℃，最大19℃，達標率為95.2%。

　　(4)混凝土養(yǎng)護 成立了95人組成的專業(yè)養(yǎng)護隊，在現(xiàn)場溫控工作組的組織下，采用軟塑料管開洞，鋼管鉆孔，配合人工噴槍灑水的辦法，三班專人養(yǎng)護。

　　(5)混凝土溫度 通過對預埋儀器103次的檢查資料，溫控合格率73.9%，除去350#混凝土，合格率為85.6%，超標部位平均超標2℃～3℃。

2.4.4 冬季混凝土保溫

　　冬季混凝土的保溫從9月份開始準備，10月底基本到位。保溫材料根據(jù)不同部位主要采用1.2～2.3cm厚β≤2.0～3.OW/m².℃的聚乙烯泡沫塑料板(EPE)，外包彩條布，長期外露平面鋪50cm砂，再鋪1.2cm厚保溫被，對廊道、孔洞均進行封堵。截止1999年底，廠房共澆混凝土649505m³，發(fā)現(xiàn)Ⅰ～Ⅲ類裂縫共計28條，所有裂縫均已按設計要求及時進行了處理，不會對廠房結構應力、結構穩(wěn)定、耐久性和安全運行造成影響。

2.4.5 混凝土約束區(qū)的施工

　　混凝土約束區(qū)的施工主要體現(xiàn)在安Ⅲ～14#機。由于1999年初交面工作抓的較緊，除14#機受外界影響，采取部分特殊措施外，其它機組混凝土1～2月份基本交面并開澆混凝土，入倉手段較為得力，在低溫季節(jié)順利通過約束區(qū)。

2.5 嚴格按國際先進標準，抓好機電金結預埋質量

　　左岸電站廠房機電設備、金屬結構一期埋件和附屬設備安裝合同工程量總計45049t，其中機電設備埋件32200t，金屬結構埋件70Ot，金屬結構和設備安裝11200t，照明、消防、暖通、給排水埋件312t，合同內還包括部分起重、啟閉、抽水設備和尾水閘門等。

　　廠房機電設備埋件由 VGS和GANP兩個國外廠商提供。三峽電站700MW機組的埋件在國內還是首次安裝，具有設計先進，體大量重，安裝要求精度高，焊接工藝復雜，技術要求嚴，各種安裝技術規(guī)程要適應一流工程和外商要求的特點。如尾水肘管里襯，外形尺寸17279mm×11900mm×10210mm，采用25mm厚的碳素鋼板制作而成，總重72.3t，最大單件重22.3t，機坑內拼裝，上口園度和同心度要求不大于6mm，而國標要求為15mm；安Ⅱ排砂鋼管采用20mm厚16錳和4mm厚不銹鋼復合板材制作，管徑5m，總重185t，最大單件重10.5t，現(xiàn)場拼裝，定位節(jié)要求中心高偏差為5m，其余管節(jié)為10m，而同直徑國標安裝要求定位節(jié)管中心偏差為10mm，其余節(jié)為20mm。

　　為保證安裝施工質量，創(chuàng)一流安裝水平，施工中始終堅持所有金結埋件到貨聯(lián)檢制，開工前資源到位檢驗登記制，施工中三檢制，重點部位監(jiān)理旁站制，金結埋件拼裝前、拼裝后、澆筑前、澆筑后檢驗，澆筑中觀測制度。錐管、排沙管每道焊縫，每層焊接都進行PT檢查，油、氣、水管道進行打壓試驗。1999年廠房機電金結預埋計劃2038t，實際完成2657t，安裝合格率100%(外商不評優(yōu)良率)，安裝的主要一期埋件包括排水盒、鼻端內襯、肘管、錐管、排砂管和隨混凝土上升相應的各系統(tǒng)埋件。

3 結束語

　　經(jīng)過三峽建設者們的共同努力，1999年三峽電站廠房施工在進度和質量方面都取得了較大成績，向全國人民交了一份可喜的答卷。