1999年三峡工程左岸电站厂房施工

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简介： 三峡左岸电站厂房在1999年施工中取得了较好成绩，本文介绍了在保护层开挖、设备布置、固结灌浆、混凝土温控、金结安装施工中采取的一系列措施。
关键字：左岸厂房 施工措施 成果

1 施工简述

　　1999年是左岸电站厂房开挖扫尾完工，固结灌浆基本结束，金结和机电安装全面展开，混凝土浇筑进入高峰期的一年。承担该项目施工的三七八联营总公司发扬“不等不靠、团结务实、争创一流”的精神，围绕混凝土施工这个主题，三次优化施工组织设计，强化质量管理力度，加大资源投入，科学施工，均衡生产，超额完成了土石方开挖、灌浆、混凝土浇筑、金结和机电预埋计划，全年实际完成混凝土浇筑52.29万m³，是年计划量44.83万m³的117%，提前43天跨入200O年。完成的主要工程量见表1。所完成的工程量合格率100%，优良率80%以上。施工形象除1#～6#机Ⅰ区(上游墙)因穿墙管安装推后略滞后总进度要求外，Ⅱ区(机窝)、Ⅲ区(副厂房)均满足总进度要求，7#～14#机超前总进度2～3个月。

表1 左岸电站厂房1999年完成主要工程量表

指标内容

完成投资(亿元)

完成主要实物工程量

土石方开挖(万m³)

混凝土(万m³)

金结机电埋件(t)

灌浆(m)

计划量

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%

本合同金额为13.97亿元

2 确保任务完成采取的主要措施

2.1 抓好开挖尾工，优质、安全、按期给混凝土施工交出工作面

　　厂房开挖包括在一期和二期三个标段之内，其中一期工程二个标段合计完成开挖量789.83万m³，二期工程完成278.27万m³。要确保1999年厂房混凝土44.83万m³任务的完成，抓好安m至14#机厂房和尾水剩下部分保护层开挖及清基交面工作是首要任务，而开挖爆破区距混凝土施工区仅30～40m。为保证开挖放炮不影响已浇混凝土质量，在开挖中采取了以下措施。

2.1.1 保护层开挖一次到位

　　边坡3.5m和水平建基面2.5m厚保护层开挖，采用光面爆破，一次成型法。孔距控制在50～60cm，线装药量控制在180～220g/m，手风钻造孔，一次钻孔深度3至4.5m，距设计线预留5至8cm超挖余量，从而获得半孔率95%以上，超欠挖平均＜10cm，不平整度平均≤15cm的效果。

　　对沟槽处采用先挖心，后挖垂直保护层，最后结合水平光爆一次成型。有棱角处设减震孔，顶部预留压重的方法。成型的梯台、槽边、棱角分明整齐，半孔率在92%以上。由于采取以上措施，开挖区距新浇混凝土最近的距离，质点振速控制在O.26～1.81cm/s范围之内，低于设计标准。

2.1.2 预防飞石对混凝土施工区的影响

　　大面积的保护层开挖，飞石对近距离混凝土浇筑的影响是较难解决的问题。厂房施工采用控制线装药量和单响药量，微差分段起爆，加密孔距，减少层厚，起爆层表面铺砂袋，砂袋上加钢丝网，网用钢丝绳联接，锚筋固定的方法，较好地解决了飞石对混凝土施工区的影响。

2.1.3 特殊危险区采用静态爆破法

　　在尾水左边坡修坡、厂前区 81.7m以上左边坡剩余开挖量、安Ⅱ72.3 m新增转子坑、门机轨道拆除等特殊危险区段开挖中，采用膨胀剂静态爆破法，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。(风化严重，裂隙发育区段，遇冬季施工，一般间距为10～20cm，排距15～20cm)，静态爆破剂用量一般为23～38kg/m³，最高达44kg/m³。

　　1999年厂房采用这种方法开挖4000余m³基岩，解决了近距离开挖对混凝土施工区的干扰。此方法虽然费用较高，施工周期长，但解决了混凝土施工中修改开挖、临建工程拆除、遗留工作面处理等难题，所开挖的建基面爆破损伤少，半孔率达97%以上，超欠挖在±6cm之内。

2.1.4 优质安全按期交面

　　二期皿标段吸取了一期开挖的经验教训，在组织上采取清基交面工序责任制，哪个工区开挖的工作面交给哪个工区浇混凝土，不搞内部互相交面，交面任务与混凝土浇筑任务同时下达，使作业人员没有侥幸心理，不存幻想，没有退路。施工中一切工序按程序办，自上而下交面，每次开挖下钻都复测孔位坐标。为保证交面没有欠挖点，垂直造孔进尺2m内用罗盘检查校正钻机斜度2～4次，水平造孔设置钻机样架，交面时在架立筋上用钢筋平拉交面区，大大提高了一次交面的合格率，经常出现初验和终验一次通过的情况。

　　二期Ⅲ标段高质量、保安全、快速、按期交面，基岩交面后不给混凝土施工遗留工作量，交面后就能上钢筋、立模板的作法是1999年厂房超额完成混凝土生产计划的基础，也是二期Ⅲ标段开挖交面的成功经验。

2.2 增加设备投入，确保浇筑手段满足施工需要

　　由于一期增加了部分开挖量，苏覃路推迟开挖，1998年特大洪水影响基坑抽水等因素，混凝土浇筑形象虽经施工单位的努力，但截止1998年底1#～6#机仍滞后总进度近两个月。原计划厂房使用的5台MQ2000门机又调给其它标段一台，这样要想赶抢1#～6#机的工期，使厂房工程达到总工期的要求，混凝土的浇筑手段成了需要解决的重要问题。

　　根据这一情况，参加三峡建设的各方都高度重视。施工单位“不等不靠”，把投标时的9台门机增至16台门机，增加安拆6台次(详见表2)。

表2 1999年底前厂房混凝土垂直运输手段一览表

序号

名称型号

运转工况

安全幅度(m)
max/min

起重量(t)
max/min

轨距(m)

轨型

转盘距轨高(m)
低架/高架

进场情况(台)

投标

实际

1

MQ2000高架门机

浇筑工况安装工况

71/22

20

15

QU80

23.86/66.70

5

4

2

SDSQ1260门机

50m扒杆
62.8m扒杆

45/18
56/32

20/60
10/30

10.5

QU80

30

2

3

3

MQ60
10/30t门机

10t吊钩
30t吊钩

45/16
20/16

10
30

7

QU70

9.5/28.8

2

4

4

MQ540
10/30t门机

浇筑工况
起重工况

37/18
37/18

10
12/20

7

P50

6

0

2

5

MD900塔机

20t吊钩
32t吊钩
50t吊钩

70/46
70/28
70/20

10/30
11/32
9/50

8

QU80

7.66/89.08

0

1

6

MQ710
10/30t门机

10t吊钩
30t吊钩

62
22

10
30

10.5

QU70

10/29.58

0

2

7

WD-400履带吊

10t吊钩
15t吊钩

26/12
14/12

10
15

/

/

/

2

2

　　增设的MQ540和MQ600门机针对其安拆快，臂杆短的特点，主要布置在厂房Ⅲ区。这些门机的安装解决了MQ2000门机安装时段长，厂房初期混凝土施工门机不足的矛盾。门机增设方案的落实，大大加快了厂房混凝土的施工速度，混凝土施工强度明显提高，二季度开始厂房混凝土月浇筑强度均在4万m³以上，7、8、9、10月连续突破5万m³大关，月最高强度达55988m³，超过了标书47442m³的施工组织设计最高强度。

2.3 抓好固灌质量，避免工序干扰，为混凝土浇筑创造条件

2.3.1 左岸厂房固灌完成情况

　　1999年是左岸厂房固结灌浆的第二个高峰年，全年共完成固结灌浆2181孔，2863个灌浆段，灌浆13496m，是计划9700m的139%。已验收的1925个孔，合格率100%，优良率85.25%。15个单元工程全部合格，12个评定为优良，优良率80%。

　　自1998年5月24日开工，截止2000年元月20日，除左厂1#机、3#机共有21个设计增加孔引至 44.0m廊道，待接触灌浆完成后再施工；安Ⅲ抽排廊道17个孔为避免施工干扰未施工外，其余按已发设计图工程量全部完成，共计完成固结灌浆20471m，占合同工程量34276m的57.3%，是已交图纸工程量的99%。

2.3.2 左岸厂房基础及灌区简介

　　左岸电站厂房基础为前震旦纪闪云斜长花岗岩，局部有侵入性结晶花岗岩脉及辉绿岩脉，岩体主要为微新岩体，块状结构，完整性较好，岩性均一，透水性微弱，可灌性差，基岩透水率q一般小于5Lu，受爆破影响，浅层可达5～10Lu，最大发生在8#机，透水率为13.82Lu，岩体绝大多数为优质或良质岩体，属微透水或极微透水范围。

　　厂房基础部位有F4、F5、F7、F18、F19、F20、F22等断层，断层一般胶结较好，断层沿线分布有少量宽度不等的中等质体。

　　根据以上所述岩性，加上开挖质量较好的实际情况，在保证质量的前题下，设计适当减少了部分灌浆量(与标书相比)，所设灌区主要分布在厂房Ⅰ区Ⅲ区的基岩平面和坝后坡陡立面，安Ⅱ、安Ⅲ垂直于坝轴线的陡立面上。

2.3.3 避免工序干扰采取的主要技术措施

　　(1)将坝后陡立坡 28.8m以上原施工组织设计的有盖重灌浆改为无益重灌浆，利用Ⅱ区尾水肘管施工周期长的间隙期，与肘管模板安装同步进行I区和坝后坡的灌浆施工，减少了灌浆所占直线工期。坝后坡采用无益重灌浆，不但减少了混凝土钻孔工作量，也解决了厂房钢筋多，预埋多，仪器多，可能损伤它们或堵塞接触灌浆盒及管路的矛盾。

　　(2)在Ⅲ区利用厂房门机占压时间较长的时段，在19.9m平面上打孔引管，在25.2m高程上进行灌浆施工(未打孔都预埋引管)，减少了混凝土的钻孔时间，缩短了灌浆所占直线工期，避免了施工干扰。

　　由于采取了以上两项技术措施，加上设计根据地质情况减少了灌浆工程量，灌浆所占的直线工期大大低于原施工组织设计，确保了1999年施工任务的全面完成。

2.3.4 灌浆的主要工艺流程及灌浆方法

　　(1)灌浆工艺流程 物探孔钻孔测试→抬动观测孔钻孔及观测设施安装→Ⅰ序孔钻孔→冲洗→压水→灌浆→Ⅱ序孔钻孔→冲洗→压水→灌浆→检查孔钻孔取岩芯→压水检测→封孔→物探孔测试→抬动观测孔、物探孔封孔。

　　(2)灌浆方法 采用自上而下，孔内循环，段顶阻塞的施工方法。压水灌浆时发现冒水、漏浆，采用嵌缝，表面封堵、低压、浓浆、限量、间歇灌浆等方法进行处理。

2.3.5 为保证质量采取的新工艺

　　在施工中采用水泥湿磨机湿磨水泥，高速搅拌制浆，保证了浆液质量；采用灌浆微机自动记录仪，对施工过程的冲洗、压水、灌浆进行全过程自动监护记录，减少了人为的记录数据误差；物探孔单孔采用超声波仪，垮孔采用岩土工程质量检测分析仪测试，提高了质量评定的科学、真实、准确性。

2.3.6 灌浆成果评定

　　厂房1999年完成固结灌浆2181孔，2863个灌浆段，灌浆13496m，总灌入水泥量48319.57kg，单位注入量6.92kg/m，其中Ⅰ序孔平均13.OOkg/m，Ⅱ序孔平均1.01kg/m，灌后透水率平均为0.18Lu，最大为0.67Lu，均小于设计3Lu的允许值。抬动观测均未超过100μm，远小于设计规定的200μm的规定。坝后坡无盖重灌浆物探检查选在有代表性的4#机，声波波速比VP灌后比灌前提高1.06%～3.41%；有盖重灌浆选在安Ⅲ基岩整体性较差的Ⅰ区进行，灌后灌前VP值平均提高6.29%～10.96%。

　　通过压水检测和物探检查，一方面证实了厂房基础岩石整体性较好，爆破对岩体的整体性影响较小。另一方面说明灌浆采用的材料、设备、工艺、措施、灌浆压力得当，提高了岩体的整体性，减少了透水率，灌浆效果满足设计要求，符合一般灌浆规律和三峡的地质特性。

2.4 做好混凝土温控工作，确保混凝土施工质量

　　左岸厂房1999年混凝土温控重点体现在5个方面：尾水管顶板封闭块回填；14#机填塘混凝土施工；高温季节混凝土浇筑；低温季节混凝土保温；安Ⅲ至14#机约束区混凝土浇筑，其施工情况分述如下：

2.4.1 封闭块混凝土的施工

　　三峡电站700MW水轮机尾水管具有三跨空腔和体积大的结构特点。肘管段为单腔最大轮廓跨度31.14m，高6.75m，扩散段分为三个空腔，单跨9m，断面高度向下游递增，到出口处为12.4m，底板厚度5～7m。厂房和尾水管基础座落在闪云斜长花岗岩上，基础约束程度高。受施工期水泥水化热作用及外界温差的影响，尾水管底板、边墩、中墩及顶板将产生较大温度应力。因此在层水管顶板预留封闭块，待一期混凝土达到设计要求的20℃，并完成大部分自身体积变形后(设计要求间隙不少于一个月)，在低温季节当年11月至次年3月期间回填，以形成尾水管整体结构。

　　肘管段共设三个封闭块，在顶板8～12层(34.OO～42.00)预留。跨中设一个封闭块，宽2m，深10m，长12m；扩散段每个中墩上各设一个封闭块，自肘管封闭块端一直延伸至尾水闸门槽，宽2m，深2～6m，长12.21m；设计要求封闭块回填分层厚度不大于2m，层间隙期为5～7天。

　　针对厂房基础交面滞后，大型起吊手段形成较晚，封闭块回填可能推后这一情况，经设计研究，采用提高混凝土抗裂能力，合理安排混凝土施工程序和进度，控制混凝土最高温度，加强混凝土表面养护，控制回填厚度及浇筑温度等措施，最迟可将封闭块回填延至5月份完成。

　　根据这一要求，施工中采用增加设备、人员和小机具资源投入，三班准备仓号，严格控制高温季节浇筑混凝土的质量和温升，延长低温混凝土的浇筑时段，回填混凝土控制在7℃，最薄时1m回填一层，将原来15天上升一层混凝土，加快至7～10天上升一层等综合措施，在1999年3月底前将1#、3#、4#、5#机封闭块全部浇完，2#机椎至4月份浇完，满足了设计对封闭块回填混凝土的要求。6#～13#机11月份从左至右陆续开始回填，预计均可在2000年3月底结束，14#机可在2000年5月份结束，均满足设计要求，与计划工期相比略有提前。

2.4.2 填塘混凝土的施工

　　厂房填塘混凝土除13#机有少量一部分外，均在14#机河床深槽部位，建基面为14.50m，22.OOm以下部位为填塘混凝土，根据设计要求，填塘混凝土必须降至20℃时上部混凝土才能继续上升。该部位由于受用边开挖影响，1999年3月份才陆续开浇混凝土，为满足技术要求，施工中除采用一般温控措施外，还采取了三条重要措施。

　　(1)优化配合比 提前进行混凝土的优化配合比试验，从中选出最优方案。选用R₉₀200^#D₁₅₀S₈的混凝土标号指标，四级配，坍落度控制在3cm，水胶比0.5，粉煤灰掺量35%，水泥用量129kg，用水92kg，最大限度地降低温凝土中水泥的水化热指标。

　　(2)减少层厚，通水冷却 混凝土浇筑层厚由2m减至1m，按间距O.75m埋设1#铁皮冷却水管，通河水15～20天，以利混凝土的内部散热。

　　(3)加快人仓强度，常流水养护 布置两条专用施工栈桥，保证两台施工门塔机同时入仓。混凝土水平运输车辆不少于6台，入楼开专用通道，仓内人员不少于25人。施工中曾多次调用相邻标段的胎带机配合，混凝土入仓强度平均达仍m³/h，最高达127m³/h，使浇筑温度控制在11℃之内。通过以上措施，14#机填塘混凝土虽推迟至5月份浇完，但混凝土内部温度控制达到了设计技术要求。

2.4.3 高温季节混凝土的施工

　　高温季节混凝土的施工在国务院委托专家组的指导下，各方面的工作都有改进和提高。成立了混凝土温控小组，组建了专业温控队伍，落实了责任体系，及时研究、解决混凝土温控方面遇到的问题，施工中重点采取如下措施。

　　(1)原材料 重点解决人工砂含水率偏高问题，下岸溪人工砂系统所有皮带运输和成品砂仓都完善了雨蓬，自然脱水仓增设盲沟，新购置安装20台脱水筛，1台直线筛，将含水率控制在6%～7%。

　　(2)拌和楼 82m拌和楼采用骨料二次筛分、二次冷却、加片冰、加冷水生产工艺，生产的7℃混凝土经2459次检测，合格率为91.2%，14℃混凝土经1139次检查，合格率为98.3%，抗压强度保证率为98%，抗拉合格率100%，Cv值R28250#混凝土为0.100，R28350#混凝土为0.117。

　　(3)混凝土运输 厂房混凝土起吊设备全部到位，比标书要求增加7台，混凝土运输设备到位42台；夏季采用限仓浇筑，二台设备入仓；温控要求较高的仓号下午5点到第二天11点浇筑；整修扩宽尾水 40浇筑主干道(25m宽)，成立专业养路队；汽车、吊罐和仓面采用遮阳保温；利用喷雾器创造仓面小气候等项综合措施，6、7、8、9月入仓强度平均达到56m³/h，经3546次检测，混凝土浇筑温度平均13℃，最小5℃，最大19℃，达标率为95.2%。

　　(4)混凝土养护 成立了95人组成的专业养护队，在现场温控工作组的组织下，采用软塑料管开洞，钢管钻孔，配合人工喷枪洒水的办法，三班专人养护。

　　(5)混凝土温度 通过对预埋仪器103次的检查资料，温控合格率73.9%，除去350#混凝土，合格率为85.6%，超标部位平均超标2℃～3℃。

2.4.4 冬季混凝土保温

　　冬季混凝土的保温从9月份开始准备，10月底基本到位。保温材料根据不同部位主要采用1.2～2.3cm厚β≤2.0～3.OW/m².℃的聚乙烯泡沫塑料板(EPE)，外包彩条布，长期外露平面铺50cm砂，再铺1.2cm厚保温被，对廊道、孔洞均进行封堵。截止1999年底，厂房共浇混凝土649505m³，发现Ⅰ～Ⅲ类裂缝共计28条，所有裂缝均已按设计要求及时进行了处理，不会对厂房结构应力、结构稳定、耐久性和安全运行造成影响。

2.4.5 混凝土约束区的施工

　　混凝土约束区的施工主要体现在安Ⅲ～14#机。由于1999年初交面工作抓的较紧，除14#机受外界影响，采取部分特殊措施外，其它机组混凝土1～2月份基本交面并开浇混凝土，入仓手段较为得力，在低温季节顺利通过约束区。

2.5 严格按国际先进标准，抓好机电金结预埋质量

　　左岸电站厂房机电设备、金属结构一期埋件和附属设备安装合同工程量总计45049t，其中机电设备埋件32200t，金属结构埋件70Ot，金属结构和设备安装11200t，照明、消防、暖通、给排水埋件312t，合同内还包括部分起重、启闭、抽水设备和尾水闸门等。

　　厂房机电设备埋件由 VGS和GANP两个国外厂商提供。三峡电站700MW机组的埋件在国内还是首次安装，具有设计先进，体大量重，安装要求精度高，焊接工艺复杂，技术要求严，各种安装技术规程要适应一流工程和外商要求的特点。如尾水肘管里衬，外形尺寸17279mm×11900mm×10210mm，采用25mm厚的碳素钢板制作而成，总重72.3t，最大单件重22.3t，机坑内拼装，上口园度和同心度要求不大于6mm，而国标要求为15mm；安Ⅱ排砂钢管采用20mm厚16锰和4mm厚不锈钢复合板材制作，管径5m，总重185t，最大单件重10.5t，现场拼装，定位节要求中心高偏差为5m，其余管节为10m，而同直径国标安装要求定位节管中心偏差为10mm，其余节为20mm。

　　为保证安装施工质量，创一流安装水平，施工中始终坚持所有金结埋件到货联检制，开工前资源到位检验登记制，施工中三检制，重点部位监理旁站制，金结埋件拼装前、拼装后、浇筑前、浇筑后检验，浇筑中观测制度。锥管、排沙管每道焊缝，每层焊接都进行PT检查，油、气、水管道进行打压试验。1999年厂房机电金结预埋计划2038t，实际完成2657t，安装合格率100%(外商不评优良率)，安装的主要一期埋件包括排水盒、鼻端内衬、肘管、锥管、排砂管和随混凝土上升相应的各系统埋件。

3 结束语

　　经过三峡建设者们的共同努力，1999年三峡电站厂房施工在进度和质量方面都取得了较大成绩，向全国人民交了一份可喜的答卷。