锦屏一级水电站特高拱坝工程施工技术
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3.3 辅助工厂布置

3.3.1 场地提供

在施工场地的提供上,坝肩开挖工程多为临时场地,使用期短暂,且主要场地分布在现场及左岸河边,场地面积小,工程完工后部分场地由于现场条件的改变弃置不用,部分场地另作别用。自2006年10月右岸大坪3号营地陆续提供合同规定的场地,长期使用的施工附属企业主要布置在大坪。大坪场地距离施工区域虽远,但建设标准高,道路顺畅,布置条件相对较好,并与现场施工无干扰。

为左岸高程1885.00m以上边坡开挖工程(C2标)提供了3块施工临时用地,分别为8号公路-1号隧洞上游洞口附近的场地C,占地面积200m2,6号公路-5号隧洞下游洞口的场地D,占地面积500m2。另外在大坝上游右岸三滩附近提供6000m2临时场地。提供时间为2005年6月至2008年1月。场地C、D用作临建布置,场地D因为在右岸上游,距离左岸施工区远,使用不便,放弃使用。这些场地在坝肩以上开挖工程完工后,转交大坝左岸工程使用。

为左岸基础处理工程(C5标)提供了5块施工场地,分别为大坪营地场地YA,面积18600m2;坝下游左岸2号公路外侧场地ZA,面积1500m2;坝下游左岸4号公路起点处的场地ZB,面积1500m2;锦屏西桥左岸上游侧场地ZC,面积2000m2;坝址下游左岸6号路-2号隧洞下游侧洞口的场地ZD,面积2000m2,总面积约25600m2,提供时间为2006年9月至工程完工。

为左岸大坝工程(C3标)提供了4块施工场地,分别为左坝肩高程1885.00m下游场地,面积2000m2,右岸下游的棉纱沟场地,面积20000m2;大坪3号营地场地,面积14723m2,施工场地总面积为36723m2,提供时间为2007年4月进场至工程完工。左岸大坝工程场地中棉纱沟场地指定建设低线混凝土拌和系统,左坝肩下游侧场地在2011年建设左岸高线混凝土拌和系统。

3.3.2 辅助工厂布置

整个左岸工程临建设施分期布置。大坝坝肩以上开挖期间为前期布置阶段,由于场地面积有限,且未使用业主提供的右岸上游三滩场地,因此,本阶段的临建设施主要跟营地结合布置,具有布置分散,相对简单,标准低的特点。在大坝左岸工程和左岸基础处理工程开工后,大坪营地提供了主要的场地,场地条件较好,紧邻公路,依山修建,使用期长,管理方便,标准较高。

3.3.2.1 综合加工厂

(1)左岸高程1885.00m以上边坡开挖工程。综合加工厂布置在锦屏西桥左岸施工场地内,厂内设置加工车间、堆存场、工具室、值班室等。建筑面积190m2,占地面积700m2。该加工厂在大坝标施工期间,用作水垫塘、二道坝工程施工的综合加工厂。

(2)大坝左岸工程(C3标)综合加工厂布置。大坝工程的综合加工厂布置在二坪山坡上,占地面积约6769m2。场内布置有钢筋加工、模板加工、木材加工和钢结构制作车间、材料和成品堆放场,值班室和工具房等,房建144m2,棚建1966m2,并新修公路与3号路相接。厂内布置一台6t塔机,以满足装卸、转移设备和材料需要。

(3)左岸基础处理工程(C5标)综合加工厂布置。左岸基础处理工程加工任务相对较小,因此,将加工厂布置在6号路-2号隧洞下游侧洞口附近,占地2000m2,布置有钢筋加工、模板维修车间和值班室等。

3.3.2.2 机械停放、修配厂

前期布置在印把子沟口10号路旁,与印把子沟前期生活营地相邻布置,由于印把子砂石系统建厂需要,搬迁至印把子沟渣场内并扩大了规模,主要用于土石方和混凝土等大型设备停放、检修。左岸基础处理工程机修厂布置在下游的码头营地和解放沟1号临时桥头营地,面积较小。

3.3.2.3 综合仓库

坝肩以上开挖工程施工期间仓库按照功能分散设置,在锦屏西桥营地、印把子营地、码头营地(尾水洞出口和对面场地)和施工现场均有布置,其中锦屏西桥和印把子营地仓库以活动板房及砖混结构为主,总建筑面积1291.2m2。施工现场仓储系统主要为棚建,建筑面积约为100m2。大坝左岸工程开工后,前期布置在锦屏西桥和印把子营地的仓库划归大坝项目使用,同时,在大坪、二坪均建设有较大的综合仓库,用以存放物资、材料、工器具和芯样等。

除此之外,分别在左岸各高程施工主通道内靠洞壁一侧修建了现场工机具房(临时库房),单个临时库房建筑面积20m2,占地约40m2,总建筑面积100m2,占地面积200m2

3.3.2.4 金属结构加工厂

大坝左岸工程金属结构加工厂布置在二坪营区上方盘山公路之间缓坡地带,厂内布置有办公室、宿舍、配电房及厕所以及防腐车间、MG50/10t龙门吊、切割下料平台场地等,占地面积6000m2。于2010年12月至2011年3月完成建厂。

厂内施工用电接二坪10kV高压接线点接入厂内变压器,用水接区域主输水管线,二坪金属结构加工厂平面布置见图3.3-1。

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图3.3-1 二坪金属结构加工厂平面布置图(单位:m)

3.3.2.5 油库及火工材料库

为了统筹供需,减小安全隐患,工程所需油料和火工材料由建设单位委托专业公司定点统一供应。其中炸药在2007年10月以前由坝下游左岸约13km处的磨子沟临时炸药库供应,2007年10月后由工程区的解放沟炸药库供应。汽油、柴油由磨子沟工地油库供应。

在左岸高程1885.00m以上边坡开挖施工期间,材料运输经北线交通进入现场,在雨季北线进场道路经常塌方、滑坡,难以保证物资连续供应,因此,修建了工地炸药库和50t简易油库以增加储存量。

3.3.2.6 制浆与配浆系统

左岸工程灌浆量巨大,灌浆区域分散,坝基处理及抗力体加固工程灌浆时段基本重合,高峰时段长、强度大。为了保障高强度、连续制浆及供浆质量,坝肩开挖工程采取分散制浆就近供浆,左岸基础处理和坝基基础处理工程统筹规划,采用大型集中制浆站集中制浆的制配浆方案。

(1)左岸高程1885.00m以上开挖工程制浆站。左岸高程1885.00m以上边坡施工期间,主要供浆用户为边坡支护、抗剪洞和3号固结灌浆平洞洞内固结灌浆、缆机平台基础固结灌浆等项目。前期开挖阶段制浆站临时布置在6号路5号洞施工支洞内以避免开挖对制浆站的影响,在边坡开挖至高程1960.00m后,在高程1960.00m缆机平台上下游侧各设置1座制浆站并将6S5隧洞施工支洞洞内制浆站搬迁至8号路明段,采用3座制浆站制备浆液,分区供应。

8号路明线段制浆站在大坝坝肩开挖支护期间继续使用,负责坝基上游边坡支护浆液的制备、输送。

(2)左岸高程1885.00m平台大型集中制浆站。大坝左岸工程和左岸抗力体加固工程边坡预应力锚索2900余束,钻孔灌浆约135万m,接缝及接触灌浆18.3万m2,钻孔灌浆施工持续时间长达6年多,高峰期持续近4年。主要供浆范围包括:大坝坝基边坡支护、坝基固结、帷幕灌浆、大坝与垫座接缝灌浆、接触灌浆以及左岸抗力体控制区灌浆工程等,具有供浆范围大、持续时间长,主要需浆部位集中在大坝一线和左岸基础处理工程的特点。

为了减少占地,确保浆液质量,提高制浆系统工作效率,便于管理,采用集中布置,该制浆站具有大型化、自动化程度高、环保节能和运行的稳定可靠、系统生产能力强、保证率高的特点。

自动化集中制浆站由散装水泥储料罐、空压机站、集中控制系统、自动称重系统、螺旋输送机、电子称量装置、送水阀、高速搅拌机、储浆桶、送浆泵、送浆管路、电动控制装置等组成。系统采用散装水泥制浆,控制系统根据设定值控制加水量及加灰量,可全自动配置各种配比的浆液,实现快速均匀搅拌,并即时记录配料用料、浆液量并打印参数。系统水泥储量巨大,降低了水泥供应对灌浆的影响,保证现场灌浆工作连续进行。

1)自动制浆系统生产工艺流程。自动化集中制浆系统工艺流程为:灰罐储灰→螺旋输送机送灰→称量系统→加水及投灰入高速搅拌机→拌制浆液→放浆至储浆桶→送浆泵通过管道输送浆液至各中转站或用户。

ZJ-800型自动化集中制浆系统性能指标见表3.3-1。

表3.3-1 ZJ-800型自动化集中制浆系统性能指标表

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2)系统布置。制浆站布置在左岸坝肩高程1885.00m平台下游侧,浆液输送距离短,场地条件好。系统布置6座750t水泥罐,配备12台JZ-800型制浆机,设计制浆能力96m3/h。系统高峰用电负荷600kW,供水能力40m3/h,高峰期施工人员50人。

自动化制浆站占地面积为1000m2,建筑面积246m2,布置有水泥罐、制浆机、变电站和配电房、自动化控制室、供水池和排污沉淀池、空压机站等。每个罐储灰750t,共存放散装水泥4500t,水泥通过送灰器至制浆机,每个水泥罐配套2台JZ-800制浆机,其布置见图3.3-2。

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图3.3-2 左岸高程1885.00m平台集中制浆站布置示意图

1—低压配电房;2—变电站;3—沉淀池;4—750t水泥罐;5—JZ-800制浆机;6—送灰器;7—集污坑;8—制浆系统控制室;9—150m3水池;10—彩钢瓦围墙;11—空压机站

3)系统设备配置。高程1850.00m平台自动集中制浆站设备配置见表3.3-2。

表3.3-2 高程1885.00m平台自动集中制浆站设备配置表

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4)灌浆中转站、灌浆站设置及浆液输送。灌浆站或中转站内设储浆机、搅拌槽、砂浆泵、注浆机等设备,采用脚手架管搭建,平台铺设竹夹板,四周与屋顶采用蓝色彩钢瓦围护。

5)送浆管路。

A.对于大坝基础及其他相关灌浆。在大坝坝肩高程1730.00m以上边坡开挖时,将灌浆站布置已形成的各级马道上;在边坡高程1730.00m以下开挖时,灌浆站布置在高程1730.00m以下拱肩槽上游侧坡和下游侧坡。随着边坡开挖、支护高程的下降,灌浆站逐步下移,每两级马道高约30m差转移1次。浆液通过预埋在边坡的送浆管路至中转站或灌浆站至坝基灌浆用户。

B.对于左岸抗力体范围的基础处理工程。

对于高程1885.00m层洞室的灌浆,直接由送浆泵将制备好的浆液送入1885层的二级配浆系统供灌浆使用。

对于高程1829.00m层洞室的灌浆,直接由送浆泵将制备好的浆液通过在边坡铺设的送浆管送入1829层主通道的一级中转站,再分配至二级配浆系统供灌浆使用。

对于高程1785.00m层洞室的灌浆,直接由送浆泵将制备好的浆液通过高程1885.00m集中制浆站→1829层X4-2号斜井预埋的送浆管送入1785层的一级中转站,再分配至二级配浆系统供灌浆使用。

对于高程1730.00m层洞室的灌浆,直接由送浆泵将制备好的浆液通过1885集中制浆站→1829层X4-2号斜井→1785层X4-3号斜井预埋的送浆管送入1730层的一级中转站,再分配至二级配浆系统供灌浆使用。

对于高程1670.00m层的灌浆,直接由送浆泵将制备好的浆液通过1885集中制浆站→1829层X4-2号斜井→1785层X4-3号斜井→1730层X4-4号斜井预埋的送浆管送入1670层的一级中转站,再分配至二级配浆系统供灌浆使用。

左岸抗力体基础处理工程在集中制浆站建成之前采用洞内临时制浆站供浆,每200m左右设置临时制浆站,以减小制浆站规模。临时制浆站根据需要的浆液浓度制浆输送至工作面;集中制浆站制备0.5:1的原浆后,经过浆液配送系统送至灌浆工作面,工作面用浆时根据需要加水稀释至所需的浆液。

(3)左岸雾化区制浆、灌浆系统。左岸雾化区采用左岸高程1885.00m平台下游外侧的辅助制浆站,该站在高程1885.00m平台形成后即建设形成,用于左岸坝肩集中制浆站形成之前大坝坝肩开挖支护和雾化区边坡施工用浆,在集中制浆站形成之后主供左岸雾化区边坡处理用浆。

辅助制浆站采用钢管搭建,存放袋装水泥200t,布置3台JZ-800制浆机进行制浆。在雾化区边坡施工主、次通道或各级马道上布置灌浆站或注浆机,满足附近支护注浆需求。

(4)右岸雾化区制浆、灌浆系统。在右岸高程1885.00m下游临江侧平台布置制浆站供右岸雾化区边坡支护用浆,占地面积为180m2,存放袋装水泥200t。随右岸边坡支护高程下降,在高程1829.00m、1785.00m、1730.00m马道设置多处中转站转存并输送浆液至各处灌浆站。在坡面每30m高差设置临时灌浆站,灌浆站设置在支护排架上或次通道上。

(5)水垫塘制浆站。制浆站布置在右岸高程1670.00m排水洞洞口附近,随右岸水垫塘边坡锚索支护进展,在高程1630.00m设置临时灌浆站满足灌浆需求。共设置临时灌浆站2个。

制浆站采用钢管搭建操作室,总共占地面积为100m2,存放袋装水泥60t。

(6)洞内备用制浆站。洞内制浆站作为集中制浆站建成前使用及建成后的备用措施,布置在左岸基础处理各层洞室主通道内。一般洞内的备用制浆站内安装2台NG-600旋流式高速搅拌机制浆,2台3SNS灌浆泵送浆。

3.3.2.7 锚索编锚场地

左岸工程及右岸雾化区边坡加固锚索工程量巨大,总计达5680束,锚索孔深40~80m,设计张拉力为1000kN、2000kN、3000kN、4000kN。

在坝肩以上边坡开挖支护前期,编锚车间布置在边坡马道上搭设的平台上,一般两级马道设置一层,每层一般分上中下游布置3个编锚车间,共布置了20个临时编锚场。

坝基开挖期间,将整盘钢绞线运输至左岸高程1885.00m或左岸基础处理施工主通道,利用缆机或大坝施工的临时索道吊运至编锚车间进行下料、编锚,编好的锚索利用缆机吊运或人工运输安装现场。垫座加固区锚索根据锚索分布,分别在左岸高程1885.00m平台和拱肩槽下游侧高程1785.00m、1829.00m马道上搭设3个锚索加工、编锚平台。

左岸雾化区边坡在左岸高程1885.00m、1820.00m、1785.00m和1730.00m随边坡下降在施工主通道各设置一个编锚场,钢绞线利用左岸各层施工通道运输至编锚平台进行下料、编锚,编好的锚索采用滑道和人工抬运至安装地点。为了便于钢绞线的运输,编锚场地靠近左岸抗力体洞口布置。

右岸雾化区边坡在右岸高程1885.00m平台下游侧桩号(坝)0+306~(坝)0+366设置编锚平台,编好的锚索通过滑道或人工运输至安装点。

3.3.2.8 其他临建设施

(1)地磅房。设置在拌和系统内,承担水泥等胶凝材料的称量复核任务。建筑面积58.5m2,占地面积80m2

(2)配电站(室)。承担输变电任务,单个站建筑面积20m2,占地面积40m2

3.3.3 小结

大坝左岸工程基础处理主要包括坝基固结、帷幕灌浆和左岸抗力体深层加固的基础处理工程,两者的施工高峰时段基本重合,施工区域邻近,因此,采取了大型集中制浆站制浆、供浆方式。大型集中制浆站建站标准高,浆液质量好、管理集中精简,分区供应左岸边坡、坝基和抗力体各层洞室,能够保证高强度连续制浆、供浆,避免了零散制浆浆液质量难以控制,建站总成本高,浆液供应不连续、调配不灵活以及采用袋装水泥站内作业环境差、污染严重等缺点。对于输浆距离较远时设置浆液中转站进行二次搅拌,解决了浆液可能的沉淀问题。