兴隆水利枢纽电站厂房土方吹填施工技术引进附应用.docVIP

兴隆水利枢纽电站厂房土方吹填施工技术引进及应用 徐申飞 摘要：随着我国今年水电事业的蓬勃发展，施工技术水平和基础处理水平不断提高，在南方软基上修筑的电站将会逐步增多。而在南方施工的主要特点就是地下水位高，雨水丰富，降雨历时长，覆盖层厚等。基坑开挖采用常规的大型机械开挖，受降雨影响严重，功效较低，不适宜我国南方施工。而冲挖机组吹填施工是针对我国南方施工特点，形成的一种新型的土方工程施工方法，它有效的将开挖和填筑进行了结合，具有作业连续，施工强度稳定等特点。冲挖机组吹填技术以前主要在农田水利和疏浚工程中运用，兴隆电站厂房一期开挖成功引进和应用该技术，为水电行业土方开挖开辟了一条新的道路，同时证明了冲挖机组吹填技术在大型土方基坑开挖中应用是可行性的，具有较大的市场前景。 关键词：兴隆电站、梅雨季节、吹填、打沙、泥浆泵 一、概述 兴隆水利枢纽位于汉江下游湖北省潜江、天门市境内，上距丹江口枢纽378.3km，下距河口273.7km由泄水闸、船闸、电站厂房、鱼道、两岸漫滩地过流段及交通桥组成，正常蓄水位36.2m，水库总库容4.85亿m3，灌溉面积327.6万亩，规划航道等级Ⅲ级，电站装机40MW，安装4台灯泡贯流式机组，单台装机10MW。 根据设计地质勘察资料，电站范围内EL37.9m至EL3.5~5.0m为粉质壤土及粉细沙，厚约24.47~34.4m；EL3.5~5.0m至EL-5.0m为卵石层，厚约8.5~10.0m；EL-5.0至EL-20m为砂卵石，厚约15.0m，以下为砂岩，渗透系数为5.0×10-4cm/s。 二、土方开挖施工方案比较及选择 兴隆电站厂房土方开挖总方量约108万m3，根据施工总进度安排，经土方挖填平衡计算，土方开挖拟分两期进行，一期主要安排在2011年4月份至8月份，以电站厂房基础开挖为主，开挖方量约70万m3；二期在次年2月份~5月份进行，以引（尾）渠及边坡为主，主要以挖做填，开挖方量约38万m3。一期开挖施工是整个项目的主关键项目，安排在4月~8月份进行，正值南方雨季， 其中6月中下旬至7月上中旬又为江汉平原的梅雨季节，在该季节进行土方施工难度大、任务重。为了选择适合的开挖方案，我们对下种方案进行了比较。 （1）机械开挖方案 按照常规的土方工程施工方法，采用反铲挖装或装载机挖装自卸汽车运至渣场，渣场采用推土机平仓。该方案优点是施工设备易于组织、产量高、工艺成熟、质量有保证。缺点：临时道路修筑和维护量大、成本高，受降雨影响严重，具以往汉江平原类似工程施工经验，每降一天雨，要影响2~3天，工期很难保证。 （2）挖泥船吹填方案 电站厂房基坑与泄水闸及船闸为共用基坑，面积约92万m2，截流后基坑内积水约400万m3，平均水深3.0~4.0m。具备小型挖泥船作业条件。基坑开挖拟定将小型挖泥船解体吊入基坑后重新组装，采用挖泥船直接进行水下开挖，在四周和底部预留5.0m保护层，采用机械开挖。该方案的优点是施工不受降雨影响。缺点是挖泥船必须解体进出基坑，准备工作复杂、时间长、成本高，需不断补水以防止搁浅，用水量大，对地基扰动大，质量很难保证。 （3）冲挖机组吹填方案 冲挖机组吹填施工是利用高压水切割土层，打成泥（沙）浆，再用泥浆泵抽至指定弃土场的新型开挖方法。以前主要在农田水利和疏浚工程中运用。该开挖方法主要适用于粉细沙、中粗砂、砂质粘土及粘土地层。根据地质勘察资料显示兴隆电站土方开挖主要为粉细沙和粉质壤土，比较适合。该方案优点是受降雨影响较小，生产均衡连续，对施工道路要求不高、成本较低，工期有保证。缺点是边坡成型质量较差、需水量较大。 针对以上各种方案优缺点，并结合兴隆枢纽的实际情况进行综合比较分析，明显冲挖机组吹填方案优于其他两种方案。因此兴隆电站厂房一期开挖拟定采用冲挖机组吹填方案。为了保证边坡成型质量，拟定在边坡四周预留保护层，采用机械和人工配合修坡。 三、土方吹填施工方案简述 兴隆电站厂房基坑开挖尺寸为长122m，宽84m，建基面高程为EL10.2，四周放1:3.0的坡，沿高程每隔5.0m设一级马道，马道宽2.0m。厂房基坑最大开挖深度27.0m，开挖量约70万m3，计划工期3个月，月平均开挖强度23.4万m3。 根据总进度计划及月高峰强度，电站厂房土方开挖拟定布置3条吹填管线，设计总生产能力1.5万m3/d，单条管线生产能力5000m3/d。排泥管线根据地势、土层的吹挖难易程度和吹填设备最佳有效控制范围等情况布置，拟在右侧高漫滩布置2条排泥管线，在河床布置1条排泥管线，每条管线配置6套吹填冲挖机组设备，其中1套作为为备用和调节浆液浓度。由于基坑吹填工作面距渣场5.5Km，根据输送设备的技术参数每条输送管线按四级接力设计，采用封闭式远地串联方式接力。由于电站厂房基坑开挖深度大，一级接力泵按高度与水平距离经验公式