黄河尼那电站施工技术综述.docx
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黄河尼那电站施工技术综述
尼那水电站施工技术综述目录
第一节黄河尼那电站工程概况…………………………………………………
1.工程规模及主要技术经济指标…………………………………………………
2.水文气象和地质条件
3.….……………………………………………………………
4.电站枢纽布置………………………………………………………………………
5.工程建设概况………………………………………………………………………
第二节施工总体布置…………………………………………………………………
1.砂石、砼拌合系统…………………………………………………………………
2.施工辅助设施………………………………………………………………………
3.施工用风、水、电布置……………………………………………………………
4.施工道路布置………………………………………………………………………
5.垂直运输机械布置…………………………………………………………………
第三节导流围堰工程………………………………………………………………
1.一期围堰……………………………………………………………………………
2.二期导流……………………………………………………………………………
第四节根底开挖………………………………………………………………………
1.概况…………………………………………………………………………………
2.工程地质……………………………………………………………………………
3.粘土岩钻爆试验……………………………………………………………………
4.开挖施工方法………………………………………………………………………
5.结语…………………………………………………………………………………
第五节根底灌浆处理…………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
………………………………………………………………
3.施工工艺……………………………………………………………………………
4.固结灌浆成果分析…………………………………………………………………
5.帷幕灌浆试验………………………………………………………………………
第六节右坝肩岸坡接触灌浆施工……………………………………………
1.概述…………………………………………………………………………………
2.工程地质……………………………………………………………………………
3.主要工程量…………………………………………………………………………
4.施工材料及机械……………………………………………………………………
5.灌浆控制……………………………………………………………………………
6.施工程序及施工工艺………………………………………………………………
7.施工过程及质量控制………………………………………………………………
8.结束语………………………………………………………………………………
第七节主体砼施工…………………………………………………………………
1.概况…………………………………………………………………………………
2.枢纽工程建筑物布置………………………………………………………………
3.混凝土配合比试验内容……………………………………………………………
4.厂房〔流道〕混凝土施……………………………………………………………
第八节梁板合一屋盖雁形板的应用………………………………………………
1.概……………………………………………………………………………………
2.主要参数……………………………………………………………………………
3.雁形板的预制………………………………………………………………………
4.雁形板荷载试验……………………………………………………………………
5.雁形板吊装…………………………………………………………………………
6.结束语………………………………………………………………………………
第九节金属结构安装
第十节质量控制……………………………………………………………………
1.质量目标……………………………………………………………………………
2.质量体系……………………………………………………………………………
3.质量保证措施………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
尼那水电站施工技术综述
第一节黄河尼那电站工程概况
1.工程规模及主要技术经济指标
黄河尼那水电站位于青海省贵德县境内黄河干流上,坝址距上游拉西瓦电站坝址8.6Km,距上游龙羊峡水电站41Km。
是黄河上游龙-青河段开发的第三梯级电站。
坝址距西宁市公路历程124Km,距下游贵德县城约20Km,距国家铁路干线上的湟源物资转运站137Km。
尼那水电站为河床式电站,属三类中型工程,以发电为主,并可改善下游灌溉条件。
电站正常蓄水位2235.5m,最大坝高47.9m,总库容2620万m3,为日调节水库。
电站总装机容量160MW,最大发电水头18.1m,电站保证出力74.7MW,年发电量763Gw.h,年利用小时数4769h。
可改善下游3.5万亩耕地的灌溉条件。
尼那电站工程分二期施工。
第一期采用土石围堰围护左岸基坑,进行泄水闸的全年施工,由束窄的河床过流;二期对已被束窄的黄河主河床进行截流,修筑上、下游土石围堰,由上下游横向围堰挡水,进行泄水底孔、电站厂房及右岸砼重力副坝全年施工,水流由泄水闸下泄。
1.2电站主要工程量:
土石方开挖总量130万m3m3,钢筋制安1.3万吨。
土石方开挖:
45.37万方;
2水文气象和地质条件
坝址以上流域面积132481km2,占全流域面积的17.6%,水量占全流域的45%。
坝址处多年平均流量为666m3/s,多年平均径流量为210亿m3。
经上游龙羊峡水库调蓄后,入库洪水流量五十年一遇洪峰流量为4460m3/s,千年一遇洪峰流量为4890m3/smm时,总库容为2620万m3,有效库容为860万m3。
年入库沙量为168万tkg/m3。
2.1分期洪水
尼那水电站分期洪水如表1。
表1分期洪水流量表流量:
m3/s注:
括号中的为龙羊峡正常运行情况
月份
洪水标准〔P%〕
5
10
20
1~6130013001300
7~102330〔2830〕2240〔2240〕2150〔2650〕
11~12130013001300
2.2气象
km,故以该站为坝址代表站。
坝址区气象特征见表2
表2
序号
项目
单位
数量
1
多年平均气温
0C
2
多年平均最高气温
0C
3
多年平均最低气温
0C
4
多年绝对最高气温
0C
5
多年绝对最低气温
0C
6
多年平均相对湿度
%
50
7
多年平均降雨量
mm
8
多年平均蒸发量
mm
9
多年平均最大风速
m/s
10
多年平均风速
m/s
11
最多风向
C,NE
12
多年平均地面温度
0C
2.3工程地址条件
枢纽区为宽阔的不对称槽形河谷,谷底宽150~170m。
左岸为平缓的Ⅰ、Ⅱ级堆积阶地,右岸岸坡由三迭系砂板岩组成,分布有黄河Ⅰ~Ⅷ级阶地,总体呈台阶状。
右岸临水岸坡为高15~20m的基岩陡坎,自然坡度600~800。
地层由老到新有:
三迭系下统〔T1〕浅变质岩、第三系上新统N2粘土岩、第四系上新统Q3黄河冲积砂卵砾石层及全新统Q4松散堆积层。
孔隙性潜水分布在河床及左岸Ⅰ~Ⅱ级阶地砂卵砾石层中。
地下水埋深一般5~20m,水位高程2219~2221m,含水层10m左右,水量较丰。
基岩裂隙水分布在右岸砂板岩中,埋深25~50m,水位高程2219~2230m,水量贫乏。
厂坝基岩体为下三迭系砂板岩〔T11~T12〕,河床段主要为T11层中厚度变质砂岩夹板岩。
弱风化层厚度20~30m,下限高程2170~2180m,其上强风化层厚度5~10m。
厂基位于强风化层下部和弱风化层上部岩体中。
按厂基岩体质量分级,以三级岩体为主,岩体较破碎,完整性差。
建基面主要断裂构造为F2、F19、F20等陡倾角断层,呈NW2800~3000方向展布,斜切河床建筑物部位。
3.电站枢纽布置
尼那水电站工程枢纽由左岸副坝〔土坝〕,左岸泄水闸〔坝轴以上为导流明渠〕、泄水底孔、电站厂房坝段、右岸副坝、右岸开敞式开关站、上坝及进厂公路、尼那沟防护工程等组成〔尼那水电站枢纽平面布置图见图1,上游立视图见图2〕。
图1尼那水电站枢纽平面布置图
图2上游立视图
3.1挡水建筑布置
尼那水电站挡水建筑物有左岸土坝和右岸砼重力坝。
左岸土坝长378mm,坝顶宽度6m,上下游边坡坡比为1∶2。
mm。
电站门库、工具房、检修排水泵房、事故油池等设在右副1#坝段。
3.2泄水建筑物
尼那水电站泄水建筑物主要有泄水闸和泄水底孔。
泄水闸布置在左岸,与左岸副坝相连,右侧与泄水底孔相连。
其坝轴线以上为导流明渠。
泄水闸由闸室、交通桥、消力池、尾渠组成。
泄水闸长170m,宽62m,分左、中、右三孔,孔口尺寸12×7mm,每孔安装有弧形工作闸门,由2×1600KN液压起闭机操作。
三孔共用一扇检修闸门,由坝顶2×1600KN门机操作。
泄水底孔布置在安装间坝段,该坝段长25mmm,进口设8m×7m的事故检修门,由坝顶2×1600KN门机操作。
出口尺寸为8m×6mm,出口设8m×6m的平板工作门,由尾水2×1250KN门机操作。
3.3发电建筑物布置
mmmm,总长92mmmmm。
厂房坝段顺水流方向可视为三局部:
进水口段、机组段、尾水管段。
见图3
图3
m,为喇叭型布置,进水口段不设中墩,过水净宽度12m。
沿水流方向设两道门槽:
拦污栅槽、检修门槽兼副拦污栅槽。
拦污栅孔口尺寸为12×24.55,检修门槽孔口尺寸为12×m,拦污栅及闸门由坝顶2×mm,廊道尺寸3×3m,坝体及坝基渗水排往漏集水井。
mmmmm,较安装间低6m。
安装间设在厂房左侧泄水底孔之上,长度33mmmm×m。
m×m,事故门由尾水平台2×m,左右与两岸进厂公路相接。
两台主变压器设在2#、4#机组段,型号为SFP7mmm层为发电机电压配电装置层。
右岸副厂房布置在主厂房右侧,并相连,其结构型式为全框架和局部剪力墙结构,副厂房4层。
mmmmmmm,其后为块石回填。
mm×4mmm×3mm×6m,均由尾水门机操作。
3.4其他建筑物布置
110KV开关站布置在右岸上坝公路右侧,坝轴线下游约130mm,面积45m×100m。
m。
m。
尼那水电站的建设单位是青海三江水电开发有限责任公司,由国家电力公司西北勘察设计研究院设计,北京华源水利水电咨询工程公司承当监理。
中国水利水电第四工程局承当C1标和C2标施工任务。
电站机组安装由广东省水电建筑安装公司承当。
尼那水电站是青海省第一座采用股份制方式筹资建设的中型电站,也是目前国内单机容量做大的灯泡贯流式机组电站。
工程于1996年9月份筹建,2001年2月份C1标工程泄水闸及导流明渠工程施工完成,2001年3月18日二期河床截流成功。
2001年7月份二期工程开始基坑开挖,9月份二期枢纽砼工程开始施工,2003年6月完工。
第二节施工总体布置
1砂石、砼拌合系统
1.1砂石骨料生产
m3,成品骨料需用量约40万m3,原料开采量约50万m3。
业主提供的料场位于坝址下游3km处的红柳滩料场。
由于该料场颗粒级配较差,缺中石和砂,为了减少其他粒径骨料的弃料量,经征得业主同意,在坝址上游1km的库区右岸河漫滩开采了局部砂石料。
m3/月,小时生产能力300T/h,本系统布置有汽车受料仓、筛分楼、破碎车间、成品料廊道、脱水筛、皮带机及栈桥等。
筛分楼安装两组〔4台〕筛分机,设计生产能力300t/h。
为解决本工程大、中石缺乏的问题,本系统布置有3台颚式破碎机,设计处理能力为300t/h。
1.2砼拌合系统
m3/月,顶峰期小时强度为120m3/h。
本系统布置有一座4×J3-3000型砼拌合楼,生产能力240m3/hm3m3,其拌合楼较好的满足了砼浇筑强度的需要。
1.3供热及制冷系统
供热系统布置了4台蒸汽锅炉,设计供热能力14t/h。
制冷系统布置有一台制冷氨压机组,生产20C左右冷水,供夏季拌制砼用。
1.4辅助生产设施
根据最高月强度,水泥日平均需用量230t/d,本工程安装有两座1000t水泥罐和一座800t粉煤灰罐,其贮存量满足了顶峰月7天的水泥粉煤灰用量。
外加剂车间布置了2个20m3的水池和1个10m3水池,用于外加剂的溶解配制,配制好的外加剂用耐腐泵输送上楼。
供风系统布置了3台移动式20m3/min空压机,供风能力满足了拌合楼风动设备及散装水泥、粉煤灰卸车及风动上楼的要求。
为满足C2标工程施工需要,布置了综合加工厂、金结拼装场地、物资仓库、油库、炸药库、地磅房、机械修配厂等辅助设施。
3施工用风、水、电布置
尼那C2标工程施工供风采用移动式空压机,根据施工部位灵活供风,本工程布置18m3/s~25m3/s空压机5台。
施工用水主要为砼仓号养护、冲洗及灌浆用水。
根据计算的用水量,从左岸φ219主管路上用φ159钢管接引至二期基坑,总长约800m,满足了施工的用水需求。
本工程生产、生活用电由布置在电站附近的35KV变电所供电。
本标段共引出6条线路通至各用电部位,安装400~1250KVA变压器7台。
4施工道路布置
尼那水电站C2标工程施工道路主要作为砼、预制构件及金属结构大件运输的通道。
其道路走向、转弯半径、纵向坡度等技术指标以满足设备及金结大件的运输需要而设计。
本工程布置了3条主要施工道路。
第一条为筛分楼至红柳滩料场的砂石料运输道路。
第二条为从拌合楼经交通桥至基坑的道路,其中拌合楼至下游围堰左端头为已经形成的永久通道,下游围堰左端头至基坑道路利用原出碴道路改造而成。
第三条在上游围堰左端头接第二条道路经下游围堰,上坝公路至上游围堰。
5垂直运输机械布置
垂直运输机械以满足C2标砼垂直运输及厂房预制构件安装的要求而布置。
本工程共布置垂直运输机械5台,其中坝前布置了1台SDMQ1260/60t高架门机,1台MQ600-10/30高架门机。
坝后布置了1台MQ540/30低架门机,1台K5/50B塔机。
另外在左底孔一线布置了1台WK-4履带吊。
m〔门机中心线〕处的门机轨道平台上,门机轨道平台在基坑上游永久边坡上开挖形成,平台长120M,宽15M,平台高程在保证门机轨道根底坐落在岩石上的前提下,以尽量抬高的原那么选定为2204.0高程。
3。
本工程所布置的这5台垂直运输机械较好的满足了顶峰期砼浇筑及材料吊运的需要,其中除个别工作面未覆盖到而采用其他施工手段外,大局部部位的砼浇筑均由这5台设备所承当。
另外由于坝顶门机安装方案修改,坝前60T高架还承当了坝顶160T门机的安装及闸门门叶上坝的吊运。
经统计,坝前60T高架最高月吊运砼8100M3,30T高架最高月吊运砼4500M3。
坝后塔机月最高浇筑3900M3,坝后30T低架门机最高月吊运砼4800M3。
垂直运输机械布置〔见图1、图2〕。
图1坝前60T高架门机和坝后20T塔机布置
图2坝前30T高架门机和坝后30T低架门机布置
第三节导流围堰工程
×10-2×10-2×10-2×10-2×10-2×10-2cm/s,下伏N2粘土岩。
一期围堰为土石围堰,围堰建筑物设计级别为V级,设计洪水标准为10年一遇洪水,相应洪峰流量为2240m3/s。
一期围堰设计总长度为646.226米,堰顶宽度为7米,围堰最大高度为7.5米。
〔详见附表一:
一期围堰技术特性〕内边坡设计为1:
1.5,外边坡设计为1:
2.0,根底防渗采用高压旋喷板墙。
一期围堰施工由外至内包括块石戗堤填筑、闭气混合料填筑、砂砾石填筑,沿水平采用钢筋块石铅丝笼及编织袋装砂砾石防护。
按照96年12月17日在李家峡宾馆由尼那公司召集的专家会议精神和尼那公司的要求:
第一期按1200m3/s流量〔即戗堤以下〕填筑,二期根据再确定填筑时段,一期按要求96年12月22日~97年元月8日施工完毕。
二次填筑根据设计97年度汛方案和华源尼那工程监理处要求,将一期围堰填筑到设计断面。
由于97年6月5日及7月1日尼那地区发生暴雨,尼那沟洪水将下横围堰局部冲垮,根据设计修改通知对下横围堰进行补强加固,97年6月19日开工,9月1日完工。
1.2.1主要工程量见附表二。
施工备料分两局部:
一局部由尼那公司准备,另一局部由四局工程部准备。
尼那公司将备好的材料移交四局工程部使用。
尼那公司备料:
块石备料4019方,其中装入钢筋铅丝笼1346方〔计673个〕,编织钢筋铅丝笼193个放在尼那沟桥北备用,编织袋装砂砾石15000个〔1500方〕,放在尼那桥北备用。
四局工程备料:
块石备料:
因尼那水电站坝址周围缺少填筑戗堤用块石,经尼那公司和工程部有关人员现场勘察,块石从温泉源头〔距坝址约30km〕取料,由装载机装车,STR自卸汽车运输,倒在尼那沟备料场备用。
砂砾石料场:
一期围堰填筑大局部为砂砾石料,根据尼那公司、设代现场指定,砂砾石料场选在尼那沟内。
钢筋铅丝笼备料:
钢筋铅丝笼用φ12的钢筋做骨架,8#铅丝编织,钢筋铅丝笼规格为2×1×1米〔长×宽×高〕人工在前方分片加工,然后组装成笼。
一局部运到尼那沟,人工装石入笼交盖盖好做为抛投之用,另一局部铅丝笼编好沿外边坡〔水上局部〕人工摆放,装入块石。
从备料场到上下游围堰端头各修筑一条施工道路。
在堰0+300部位修筑一条上堰道路。
从尼那沟修筑一条临时上堰道路用来拉运铅丝笼及编织袋。
由生活区到尼那沟在黄河岸边修筑一条施工道路,用来运输温泉源头的块石。
围堰第一次施工从96年12月22日开始,主要包括块石戗堤填筑、闭气混合料填筑、砂砾石填筑等工程,按照设计修改通知,块石戗堤填筑范围为堰0+55~0+275。
首先根据图纸在岸边将上下游端头点的座标及围堰走向放出,并将堰0+300的临时施工道路做好,按照测量放线自堰0+00向下游和堰0+300处上游同时进占,装石采用1台4立方的装载机,1台反铲及1台16T汽车吊,运输采用12台STR自卸汽车和6台贝拉斯。
按设计1200m3/s流量,围堰最大高程为2221.5米。
围堰进占时,首先填筑块石戗堤,由于设计戗堤顶宽只有3米,为保证施工机械的平安行驶,经监理工程师同意,加宽至4米。
填筑程序为:
戗堤进占—闭气混合料—砂砾石加高培厚。
块石戗堤比闭气混合料及砂砾石超前填筑2~3米,在堰0+104桩号位置水流较急,块石戗堤无法进占,将钢筋铅丝笼串在一起利用推土机及反铲将推入指定位置。
在围堰填筑期间黄河下泄量较大,围堰上游局部超过2221.5米高程。
因上横围堰位于黄河主河道内,填筑时冲刷量较大,在填筑时采用沿轴向上游偏斜15度角,保证填筑时堰体稳定,因此在堰0+120裹头部位填筑较宽,将主河道挑向右岸方向。
在堰0+300根本完成后,填筑0+300~0+646.226砂砾石围堰。
0+300~0+646.226位于黄河滩地上,施工程序根本同0+300桩号以上,利用振动碾,每填50~70cm碾压一层,压实效果受冰冻影响较正常稍差。
全堰97年元月8日合龙。
围堰整个施工期在冬季,选择的尼那沟砂砾石料含水量大,围堰填筑过程中冻结严重,振动碾碾压3~5遍效果不理想,压实度无法满足要求,经与监理工程师商定冬季暂停碾压,等气温上升后再补碾。
97年3月中下旬,尼那地区气温上升,冰冻消失。
经人工对全堰进行检查,发现三处长2~5米左右裂缝,经监理工程师同意在裂缝侧边利用反铲〔或人工,内坡〕配合STR自卸车将边坡修正至稳定坡。
测量控制堰顶超高,用振动碾压。
碾压遍数以堰面下1米深干容重≥3,说明补碾效果到达设计要求。
围堰二期填筑按照设代和监理要求,97年6月19日开工,围堰填筑前用推土机从上游至下游往返行走,将外表压实部位松动,以利于和下层砂砾石连接良好,然后回填砂砾石。
砂砾石回填从尼那沟取料,用装载机装车,STR自卸汽车运输,推土机平土,平土厚度不大于50cm,振动碾碾压,取样合格后进行上回填,下横围堰因6月5日和7月1日两次被尼那沟洪水冲坏〔冲坏范围从堰0+530~0+610〕,在填筑时先将冲坏部位、局部清淤,然后从尼那沟取砂砾石料分层碾压,于97年9月1日结束。
钢筋铅丝笼防护分为水上钢筋铅丝笼防护和水下钢筋铅丝笼防护。
钢筋铅丝笼防护范围依图纸及监理工程师要求为:
堰0+55~0+275;堰0+275以下编织袋防护区下摆一层铅丝笼;堰0+520~尼那沟右挡墙。
水下铅丝笼防护从尼那沟备料场用16T汽车吊装到STR自卸汽车上,再运输到围堰,用推土机推到防护边坡上,然后用反铲压到围堰坡角底部,水上砂砾石防护采用人工摆放,然后往铅丝笼抛石的方法。
由于铅丝笼顺水流方向摆放,每层都要搭接,迎水面无法到达1:
2坡度,在0+275~0+55段较陡。
堰0+520~尼那沟右挡墙,因下横围堰被洪水冲坏,重新填筑时依监理工程师要求,铅丝笼比尼那沟底低1米。
首先用反铲开挖出一个深槽,将钢筋铅丝笼装石,然后对围堰上部进行修坡1:
2,将铅丝笼摆放在边坡上。
首先将编织袋防护区人工进行修坡。
编织袋97年元月1日由尼那公司交付使用后,用手扶运输至围堰上,人工摆放。
编织袋摆放方向垂直围堰轴线,编织袋防护范围为堰0+275~0+549。
由尼那公司提供的编织袋达不到设计要求,经半年风化后根本全处于破损状态,达不到防护的目的。
围堰填筑完成后用反铲配合人工将内边坡修成1:
1.5的坡面。
3,最小干容重为2.02t/m3,平均干容重为2.16t/m33,最小干容重为2.01t/m3,合格率为100%,均到达设计要求。
在整个围堰填筑过程,工程部技术人员及监理工程师严格控制,逐层检查验收。
目前围堰填筑宽度及高程全部到达或超过设计要求。
围堰顶度最大宽度为12米,最高宽度为7米。
围堰施工备料单位由多家完成,对现场管理难度加大,现场干扰大。
质量很难控制。
如一家统一管理有利于质量控制和减少施工干扰。
附表一围堰技术特性一览表
序号
工程
单位
数量
说明
1
泄水建筑物、挡水建筑物
束窄原河床/土石围堰
主要进行导流明渠施工
2
导流建筑物级别
级
V
3
导流设计流量
m3/s
2240
P=10%
4
导流时段
年
全年
使用时段1年
5
设计上游水位
米
Q10%=2240m3/s
6
设计下游水位
米
Q10%=2240m3/s
7
围堰设计顶宽
米
7
8
围堰设计长度
米
9
围堰顶部高程〔最高/最低〕
米
10
围堰最大高度
米
附表二主要工程量汇总表
序号
工程名称
单位
工程量
备注
一次填筑
二次填筑
合计
一
一期围堰填筑
砂砾石回填、碾压
m3
45980
10557
56537
包括闭气料
戗堤块石填筑
m3
6600
6600
热水沟取料:
4950方,尼那沟1650方
人工削坡
m2
1610
1610
二
钢筋铅丝笼防护
钢筋铅丝笼制安
个
1200
754
1954
尼那公司193个
钢筋铅丝笼装块石、防护
m3
2
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