对莲花水电站施工组织设计评价

' 30水　力　发　电1998年第10期对莲花水电站施工组织设计的评价夏言华　林淀翔　林　刚(东北勘测设计研究院,长春,130021)关键词　施工组织设计　评价　对外交通　导流　度汛　总进度　总布置　莲花水电站摘　要　莲花水电站是黑龙江省建设的第一座大型水电站,工程于1992年实现当年筹建,当年主体工程开工,1994年大江截流,1996年底第一台机组投产发电,只用4年时间就实现了首台机组发电的目标,这样快的建设速度在全国也是不多见的。莲花水电站建设的高速度是各方面共同努力的结果,其中合理的施工组织设计也起了重要作用。　　在莲花水电站建设中,由于推行了业主责任要为确保工程能早日开工而优选方案。对外交通方制、建设监理制和招投标制,在基本建设的体制改案的主要焦点集中在东线与西线两方案的比较上。革中迈出了可喜的一步,取得了新经验,在国家与东线方案在林口县设转运站,到达坝址的公路里程地方的大力支持下,通过建设单位、设计、施工、为85km。西线方案的转运站设在柴河镇,到达坝监理单位等各方面的齐心协力、团结战斗,工程于址的公路里程为145km。尽管西线方案的里程比1992年实现当年筹建、当年主体工程开工,1994年东线方案远60km,运输费用贵1000多万元,但西实现大江截流,1996年底实现第一台机组投产发线方案可以利用水库淹没赔偿费来修建公路,因此电,取得了工程建设的高速度、高质量和高效益,交通基建费用较东线节省200多万元。方案较选择为我国的水电建设树立了新样板,作出了新贡献。的关键是西线方案需新建公路40km,扩建公路在基本建设中,设计是先行者,作为设计单位,我105km,主要是山区公路;而东线方案则需新建公们为电站建设进行了大量的设计优化工作,使工程路45km,扩建公路40km,且多数路段位于较平缓建设得以加快速度、降低投资、提高质量。本文侧地区,东线方案所需的基建费用较多,但建路条件重对莲花电站的施工组织设计作出一些评价,并对比西线优越,修路工期比西线方案缩短。经综合比施工组织设计对工程建设的重要作用作一论述。较后,西线方案的经济指标明显不如东线,且影响工程早日开工,最后决定采用东线方案。在各方统1　对外交通方案的设计优化一认识基础上确定方案后,又集中各方力量投入公莲花水电站枢纽坝体虽为当地材料坝,但工程路的设计与施工,使工程在1992年边筹建、边准备规模大,所需的进场总货运量约有61万t,其中水的情况下,主体工程在当年就开工了,这决定性的泥约18万t,木材5万余吨,钢材3万余吨,施工机一步为电站早日建成至少赢得了1年的时间。械及机电设备约4万t,燃煤需6万t,房建材料约102　施工导流及坝体度汛万t,生活物资约8万多吨,等等。可见,运输量仍是很大的。在修编初设阶段,由于工程要求时间紧莲花水电站的施工导流为一次断流、隧洞导流迫,我们对对外交通给予了充分的重视,交通运输的导流方式。导流标准为大汛10年重现期,洪峰流方案的优劣,直接影响到工程的进度与投资。尽管3量为5080mös,在初步设计中进行了两个导流方设计时间十分紧张,我们对交通运输方案从现场调案的比较,即挡水围堰和过水围堰方案。挡水方案查入手,以现状交通为出发点,反复对方案进行技是2条12m×14m的隧洞导流,大坝围堰挡大汛洪术经济论证,同时,又把能否促使工程早日开工作水。过水围堰方案是采用1条断面为12m×14m的为对外交通方案优劣的重点来考虑。设计中,业主、隧洞导流,大坝围堰拦挡汛前10年重现期洪水,地方及设计院等方面,对交通方案进行了认真的反复研究,终于取得了共识,宁可作出某些牺牲,也　　收稿日期:1998208210©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved. 1998年第10期　水　力　发　电31大汛期围堰和坝体预留缺口过水。挡水方案的优点3　土石方平衡的设计是坝体可全年施工,坝体填筑上升速度均匀,坝趾3混凝土、面板混凝土、灌浆等工作均在暖季施工,莲花水电站的土石方总开挖量700多万m,其3主体工程施工工期和进度有保证,缺点是多1条导中石方开挖总量约420万m;总填筑量约580万3流洞、大坝围堰高,导流工程量较大。而过水围堰m。挖填量都较大,做好工程的土石方平衡设计对方案充分利用了面板堆石坝可以临时挡水或过水工程的进度与投资都具有重大意义。在1991年的修的特点,减少1条导流洞,降低了围堰高度,节省编初步设计报告中,我们明确提出了力求使弃碴量了导流工程量,缺点是由于大汛期坝体过水,损失最小的原则,要求在工程施工中尽可能充分利用开了3个月暖季施工期,坝体过水部位要做度汛的防挖碴料,以降低工程造价。设计报告对土石方利用护工程,汛后要拆除、清理,占用坝体填筑的直线及平衡均提出了明确要求,并且做出具体规划。尽工期,增加了施工难度和防护工程费用,过水围堰管设计的工程量与实际施工结果不可能一致,但技方案比挡水方案增长9个月的工期,直接工程费用术性原则与设计指导思想被以后的施工所接受,并增加650万元(1991年价格)。因此,推荐选用了挡引起高度重视,可以认为,莲花电站的开挖料利用水围堰方案,并获得上级技术主管部门的批准。是比较成功的,其中仅溢洪道开挖这一项,石方利莲花水电站1992年正式开工,汛后按设计方案用率就高达91%,这是比较少见的,充分体现了精心设计与精心施工的密切配合,为工程取得了良好进行导流工程施工。1994年10月2条导流洞完工,具的经济效益。备截流条件,10月24日顺利实现截流,2条导流洞土石方平衡的关键是时空方面的数量平衡与导流过水。但由于截流后即进入冬季施工,围堰填质量平衡,时间主要是指进度要协调一致,空间主筑、大坝基础开挖、料场开采、大坝填筑等均受到要是指工作面要协调一致。设计中提出的原则有下气候影响和限制。此时,工程采用挡水围堰和过水列几方面:围堰方案问题,经中电联电力信息咨询专家咨询及(1)开挖料中的土方及强风化石料和软弱夹有关各方讨论论证,在确保1995年安全度汛、1996层一律按弃料处理,不应利用,必须从技术要求上年年底发电的前提下,决定改用过水围堰方案,并保证利用料的质量;上报了上级技术主管部门。该方案为:1995年采用(2)为充分利用开挖石碴,施工中应选取合理2条导流洞与低坝预留缺口过水,相应的原上游土的爆破参数,使开挖石碴的级配尽可能满足各部位石挡水围堰改为土石过水围堰。土石过水围堰拦挡填筑料的质量要求;3汛前20年重现期洪水,流量为1860mös,过水围(3)在开挖与填筑的进度安排上尽量协调一堰的防护设计采用大汛20年重现期洪水,流量为6致,使开挖料直接运往填筑工作面,避免堆存及23940mös,坝体过水防护设计采用大汛30年重现期次倒运;3洪水,流量为8070mös。1996年大坝度汛采用坝(4)开挖强度与填筑强度也应接近,防止供大体临时断面挡水,溢洪道明渠泄流的方案,于求或供不应求;挡水标准为大汛300年重现期洪水,流量为14700(5)充分利用开挖料之后的不足部分再从采3mös。上述方案经批准后进行了方案实施。但由于石场开采,考虑到大坝需要的石料质量较高,应尽这两年牡丹江流域少雨,未遭遇较大洪水,即未遇量将洞挖料及料场补充的新鲜石料运送上坝,而其到坝体过水和溢洪道明渠过水的工况,使工程得以他部位所需的回填料则可利用一般碴料,即应做到顺利实施,并于1996年底实现第1台机组发电。“精料精用,粗料粗用,废料不用”。从上述设计方案变化我们体会到:①面板堆4　施工总布置石坝具有较强的度汛能力,因堆石和面板施工相互干扰小,利于坝体迅速上升拦挡洪水;②设计所担莲花水电站枢纽布置较为分散,决定了工程的心的坝体过水防护设施施工和过水后拆除处理占施工布置也不宜集中。施工组织设计中,本着有利直线工期长的问题是可以解决的,只要精心组织安生产、方便生活的原则,将施工场地作了分区规划,排,制定合理施工方案可将影响减到最小。莲花电划分为几个区,即左岸夹皮沟施工区、右岸山上施站即是典型实例,没有因为改用过水围堰方案而影工区和莲花村施工工厂区,其总布置见图1。经过几响发电工期。年的施工实践,证明设计的分区规划基本上能适应©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved. 32水　力　发　电1998年第10期图1　莲花水电站施工总布置工程需要。主要特点是:质量是参与莲花电站的各方齐心合力干出来的,基(1)工程施工布置基本上按设计的规划进行本建设体制改革为工程建设创造了一个良好的条实施,未作较大变更,使设计成果较好地起到了指件,而更重要的是参加工程建设的各方的团结协导工程施工的作用。作。如果没有共同努力,把一切寄托在“一包就(2)各种临时设施均布置在10年重现期洪水灵”或“一监就好”,这是不切实际的。位以上,施工期内保证了汛期安全。(3)莲花电站施工创造了大坝的年最大填筑33(3)各分区间的交通道路布置合理,适应了整量130万m(1995年),月最大填筑量27万m,日3个工程施工进度和工艺流程要求。最大填筑量13000m的较好指标,并且创造出在(4)充分利用了地形,布置紧凑合理,节约用严寒地区冬季不洒水填筑时的日填筑量4000～3地,土石方工程量较小。6000möd的优异成绩。实际的大坝月最大填筑量(5)注意了环境保护,噪音、烟尘、废水、弃占了坝体总填筑量的1ö15,而一般为1ö20～1ö40,碴等均未对环境造成过分恶化的后果,且在工程结这说明工程的建设速度确实是快的。束后大多能恢复。(4)业主单位对工程的协调是十分重要的。黑(6)工程施工期内未出现因布置不合理而酿成龙江省水电建设管理局从工程建设资金到设备材的事故,满足了安全规程要求。料供应,从关键项目到一般工程,从专业攻坚到各方协作,都能综观全局、统筹兼顾,真正从对方的5　施工总进度立场设身处地去帮助克服困难,这是一条重要的经莲花水电站的施工工期是各方面关心的焦点,验,值得今后水电建设的业主单位学习和借鉴。能按设计安排的进度表建成投产发电,我们有如下(5)通过莲花电站的施工实践,证明了初步设几点体会:计安排的施工总进度是合理的、可行的。按《水利(1)电站的施工组织设计中明确提出了大坝是水电施工组织设计规范》规定,工程施工总工期为控制本工程工期的关键线路,这就使得参与工程的工程准备期、主体工程施工期和工程完建期这3项各方共同有一个明确的奋斗目标,有利于集中兵力工期之和。规范又指出工程的建设阶段并非都能截进行攻坚,拿下大坝就是赢得了工程的决定性胜利。然分开,某些工程的相邻两个阶段工作也可交错进(2)设计方案要靠施工去实现,工程的速度与行。莲花工程设计中安排的施工进度一方面按规范©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved. 工程施工水　力　发　电33莲花水电站工程施工谭悦亮　　冯兆彤(中国水利水电第一工程局,吉林永吉,132200)杜成基　　孙振跃(黑龙江省水电建设管理局,黑龙江牡丹江,157000)关键词　工程施工　水工建筑物　施工技术　施工工艺　寒冷地区　莲花水电站摘　要　莲花水电站是我国在寒冷地区建设的一座大型水电站,枢纽由面板堆石坝、砂砾石二坝、岸坡式溢洪道和引水发电系统组成。施工过程中,采用大型钢模台车、滑升模板、扇形孔爆破等较先进的施工技术和工艺,加快了施工进度,大坝混凝土面板施工质量优良、裂缝数量少,蓄水后,经观测资料分析显示,大坝渗流量较小,坝体最大垂直沉降仅为13139cm。实践证明,先进施工工艺和技术是确保工程质量和进度的重要手段。　　莲花水电站位于黑龙江省牡丹江流域下游,是右,边坡基岩为弱风化混合花岗岩,并夹杂闪长岩我国在寒冷地区建设的一座大型水电站。枢纽由混脉,上部边坡岩石表部裂隙发育、岩石破碎。为保凝土面板堆石大坝、砂砾石二坝、岸坡式溢洪道和证进水口运行安全,根据设计要求,将进水口边坡引水发电系统组成。该工程施工共分7个标进行,按高程分区处理。第1区为239～320m高程,开挖中国水利水电第一工程局全部中标,并承担了3台高度为60～80m,采用预裂爆破技术分层进行施发电机组及其附属机电设备的安装。主体土建工程工,每层高度为3～4m。开挖结束后喷10～15cm于1992年11月13日正式开工,1994年10月24日实现厚混凝土及用锚杆加固,以保护上部边坡岩面。第大江截流,1996年8月22日下闸蓄水,1996年12月2区为190～239m高程,开挖高度50m,亦采用预第一台机组并网发电,1997年9月和12月第二台、第裂爆破技术分层施工,岩脉部位喷10cm厚混凝土三台机组相继发电,工程计划于1998年9月竣工。其并用锚杆加固。第3区为155～190m高程,洞口部施工速度快且无遗留尾工。位采用扇形孔爆破一次成形,其他部位采用潜孔钻钻孔,梯段预裂爆破技术施工。底部基岩预留3m1　进水口及引水隧洞工程施工保护层,采用手风钻开挖施工。值得提出的是在洞111　进水口施工口部位采用扇形孔爆破施工,保证了隧洞暗挖与进11111　明　挖进水口山坡陡峭,地形复杂,自然坡度为70°左　　收稿日期:1998208210规定,又充分考虑到当地的自然条件和社会条件,发电,在施工总进度目标的前提下,黑龙江省电力力争高速度高质量完成工程建设。设计审查通过局和黑龙江省水电建设管理局充分分析了各种有后,施工进度正式成为工程建设的总目标。在1991利条件,经过反复研究,确定将工程的筹建期和准年的设计文件中提出,施工总工期为8年,其中施备期同时进行,将国家审定的计划于1994年主体工工准备期二年,期间包括场内交通、生产生活临建程开工提前到1992年主体工程全面开工,也即将工及导流工程等的建设,也即为主体工程开工做准程的全部进度整体提前了,这是工程可提前投产的备。1994年进入主体工程施工期,1996年10月截流,重大决策,后来的实践证明,这个决策是正确的、厂房土建工程处于非关键线路,施工工期穿插在坝科学的。体施工期内。1998年主要为机电设备安装,年底可©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.'