漢陽電航樞紐工程二期施工導流方案優化

(廣東水電二局股份有限公司，廣東 增城，511340)

1 工程概況

漢陽航電樞紐工程位于四川省青神縣漢陽鎮，系岷江干流(彭山江口至樂山岷江三橋)航電規劃中的第七級。本工程樞紐為三等中型工程，主要永久建筑物級別為3級，次要永久建筑物為4級。水庫正常蓄水位382.5m，相應庫容3700萬m3；設計洪水位385.4m，相應庫容8620萬m3。樞紐左岸布置船閘，河床布置17孔14m寬泄水閘，右岸布置電站廠房。設計主體工程施工期自第一年10月至第三年11月廠房第一臺機組發電，歷時26個月；工程完建期自第三年11月至第四年5月，歷時6個月。

2 投標階段二期施工導流方案

第二年11月初開始修筑二期過水圍堰，圍左岸船閘和左側河床剩下的7.5孔溢流壩，二期圍堰擋水流量Q=1330m3/s，設計過水標準為全年5年一遇洪水，相應流量Q=9330m3/s；在圍堰擋水工況下，由已建成的9孔溢流壩泄流，河道斷航；在圍堰過水工況下，由已建成的9孔溢流壩和過水圍堰聯合泄流，河道斷航；第三年4月底拆除上部4m，第三年10月底恢復二期過水圍堰，第四年1月底船閘完工，永久船閘開始通航；第三年11底廠房第一臺機組投產發電，第三年11月～第四年5月繼續進行后續機組安裝調試，由已建17孔溢流壩控制泄流。

3 方案優化

項目部在工程進場后，在充分了解本工程現場實際情況和水文資料情況下，著手組織開展對施工工期和方案的優化工作。在對總工期進行優化時發現，控制本工程發電的主要是二期工程。本工程二期圍左岸船閘和剩余7.5孔溢流壩，船閘工程量較大，特別是上、下閘首，結構復雜，施工程序多，根據國內已建和在建類似規模船閘工程施工經驗，在一個枯期難以將船閘全部形成擋水條件，若采用全年不過水圍堰方案，上游堰前水位達到387.0m，不能滿足上游庫區臨時淹沒控制條件，必須在三枯恢復圍堰繼續施工。在此基礎上要優化提前發電工期，常規的方法是增加資源配置，顯然這是非常不經濟的。

根據施工進度強度看，一、二枯期間混凝土施工強度均較高，而一汛、二汛混凝土強度都很低。一、二汛期間主要施工廠房部位，此時廠房底板大體積混凝土已基本完成，開始有大量的機電安裝預埋，施工交叉干擾較大，施工強度自然提不起來，有大量的施工設備和人員閑置。因此，要合理壓縮工期就必須增加汛期施工工作面，充分利用汛期閑置的施工設備和人員。

本工程發電的關鍵線路主要是發電廠房和擋水建筑兩條，發電廠房總共12.1萬m3混凝土，在小基坑圍堰的保護下全年施工，施工工期較長，可以壓縮。擋水建筑主要是一、二枯閘壩、船閘上閘首、左右岸防洪堤以及在庫區內的上引航道。根據原進度安排，一、二枯閘壩在枯水期和左右岸防洪堤在汛期前壩頂高程以下均要全部完成，唯有船閘(特別是影響發電的上閘首和庫區內的上引航道工程)要在第三個枯水期才能完成。要提前發電和完工就必須針對船閘施工和導流進行優化。

本工程船閘位于左岸，共有12.8萬m3混凝土，結構比較單一，開挖深度較淺。上閘首及上引航道共約4.1萬m3混凝土，位于左岸河灘，在枯水期露出水面。一枯期間廠房于2月底開挖完成，利用廠房開挖設備到左岸開挖上閘首和上引航道，3月初進行混凝土澆筑，至5月底將此部位全部施工出水面，約有2.2萬m3，此時一枯閘壩基礎混凝土已基本施工完成，富余兩臺PC250長臂挖掘機，正好用于此部位施工。在一汛期間利用洪中枯繼續施工剩余混凝土。

二枯期間，圍船閘閘室、下閘首和下引航道同左岸7.5孔閘壩，施工的重點是7.5孔閘壩，這直接關系到發電工期。閘壩基礎塊混凝土施工完成后利用富余設備施工船閘，船閘部位施工時優先施工右側閘墻和導墻。在汛期來臨前施工至377m高程，此時上閘首在一汛期間施工已基本完成。利用上閘首檢修門、右側閘墻、下引航道右導墻及引航道出口土石圍堰擋水，在洪中枯繼續進行剩余混凝土的施工。優化后的導流平面布置如下圖1所示。

圖1 優化后二期導流平面布置

377m高程是船閘閘墻擋水的控制高程，相應擋水流量為3200m3/s，根據水文資料，平均每年大于3000m3/s的洪水約為2.5次。船閘基坑存在過水風險，但經過分折，船閘基坑內無機電設備安裝，底板在汛期已全部完成覆蓋，洪水進入基坑最大風險就是施工設備和施工人員的安全。汛期施工主要的施工設備是門機及其他一些小型施工機具，而施工人員基本是露天作業，逃生條件良好。洪水過后恢復生產主要是清淤，不影響發電工期。通過采取相應的措施，以上風險是基本可控的，具體措施如下：

(1)汛期做好水情預報，項目部指定專人值班收聽水文、氣象預報、觀測水位流量，并認真做好紀錄，及時向前方生產部門報告，用水文和天氣預報來指導施工。一般洪水從最近的水文站彭山站到壩址大約需要3h，項目部可利用這個時間差做好防洪準備；

(2)根據天氣預報和水情預報，提前拆掉船閘內的門機行走部分電氣設備。在此之前要在門機停放位置的邊墻上預埋錨筋和鋼板，門機就位后使用鋼結構將門機牢牢的固定在邊墻上。為了加強門機對洪水沖刷時的抗傾覆能力，使用四條鋼絲繩在門機回轉平臺以下分別向對稱的四個方向拉緊門機；

(3)汛期隨時都有被淹可能。因此一定要抓好有利的洪中枯施工時段，將工作面迅速提高以增加安全系數；汛期施工前對全體施工人員進行防洪思想教育，提高防洪意識；施工人員施工作業時必須穿戴好救生衣；在洪水來臨時作出最快的反應，迅速將施工人員撤離到安全區域。

4 二期導流方案的比較

由表1可以看出，優化后可節約240萬元左右，經濟效益明顯。同時充分利用了汛期富余設備和人員，解決了人員和設備在汛期大量閑置的問題。二枯期間的施工壓力也有所減小，施工工期大大提高。采用該方案后實際的混凝土高峰施工強度并未提高，一、二汛期間混凝土強度有所提高，正好利用閑置的施工人員和設備。實際施工強度如下圖2所示。

圖2 實際混凝土施工月強度柱狀圖

表1 二期導流方案優化前后比較

5 結語

本工程在施工前期準備階段通過認真分析和優化二期施工導流方案，合理利用洪中枯施工工段，節約了導流工程投資，加快了施工進度。本工程在二汛期間發生過兩次大于3200m3/s的洪水，由于提前制定了相關汛期施工風險應對保證措施指導實際施工，確保了汛期安全施工，未造成人員和設備財產損失，洪水影響施工約14d，但不影響發電工期。漢陽電航樞紐工程施工通過科學的安排、精心的策劃和全方位的管理歷時21個月，于2014年6月30日提前5個月完成首臺機組發電，2015年3月31日全部完工。施工過程中未發生任何安全和質量事故，工程外觀質量及施工進度受到各方一致好評。由此可見，在此類型的工程施工中，利用洪中枯導流施工的方案是可行，風險也是可控的，值得在類似的工程中推廣應用。