水电站施工十篇

水电站施工 篇1

关键词：水电站厂房,施工组织,设计

水电站是我国水利工程基础设施最重要的环节, 但是水电站厂房施工是一项复杂的工程, 涉及面广、工程量大, 并且工期要求短, 对施工质量的要求也相对较高。加强对水电站厂房工程, 需要有合理的组织施工方法, 确保在工期内高质量的完工, 并保证施工的安全, 提倡文明施工。施工组织是保证施工进度、质量、安全的有效手段, 合理的安排组织施工, 才能确保水电站厂房发挥应有的作用, 促进我国水利事业的发展。

1 水电站厂房施工难点解决措施

针对水电站厂房施工的重点与难点, 需要采取一定的措施, 具体包括: (1) 不断的加强文明施工的理念, 并在施工重点部位采取一定的安全保护措施。如在高坡部位采取喷锚支护, 并设置护栏、安全网等防止高空坠物。加强施工现场管理工作, 重点做好现场电线的假设工作, 设置相应的漏电保护装置。施工的材料需要定点的堆放, 并预留材料的运输通道。协调好各工种之间交叉施工工作, 保证各部分协调作用。 (2) 由于工程工作量大, 要在施工前做好相应的准备, 安排好材料、人力、设备等, 设计科学的施工方案, 避免各部分施工制约影响, 提高施工的效率。 (3) 保证施工连贯性, 对各节点工期进行详细的分析, 进行整体的规划, 合理的配置资源, 平衡各个单项工程的进度。 (4) 制定完善的施工管理制度, 并有专业的人员进驻施工现场, 对施工进行有效的协调。包括合同管理制度、安全施工制度等。

2 施工进度安排原则以及保证工期的措施

水电站厂房施工目前主要以机械化施工为主, 为了保证施工的进度, 需要坚持一下几点原则: (1) 严格的按照国家相关的规章制度, 执行基本建设的程序; (2) 要协调好前后施工, 制定工程中各个分项目进度, 并按照计划严格执行。 (3) 对工程各部分的施工时间进行合理的安排, 避免出现交叉施工, 重点搞好工程节点部位, 合理的安排节点时间。 (4) 在保证工程工期的基础上, 要保证水电站厂房施工的质量, 确保施工的强度。

为了保证工程工期, 需要采取相应的组织措施、技术措施以及资源调配措施。在组织措施方面, 要组织精干的管理人员以及技术骨干, 对工程制定科学合理的施工组织方案。定期召开施工进度会议, 总结问题并探讨解决措施。根据施工现场的条件, 合理的设置施工方案, 加大资源的利用率。制定完善的施工管理制度, 促进施工制度化以及标准化进行。完善施工进度记录工作, 对每一道施工工序都需要认真的记录, 保证记录数据信息的真实有效性。加强对施工材料、施工设备等的管理。在技术措施方面, 在施工前中后期都需要做好技术交底工作, 并对施工人员进行相应的技术考核。安排现场值班人员, 并安排专业技术人员做现场的指导监督工作。对相关的技术文件, 要进行严格的审核, 技术方案只有经监理工程师批准后才能实施。要加强施工技术资料的收集、整理与分析工作, 建立施工技术档案, 保证档案资料的完整性。在施工资源措施方面, 要加强施工现场管理, 对施工物质要提前进行申报。对施工设备、人员都做好相应的准备工作。

3 保证水电站厂房施工质量的措施

为了保证水电站厂房施工质量, 需要做好以下几个方面的工作: (1) 保证施工材料的质量, 相关的施工材料需要满足国家建设的相关要求, 把好材料进场关, 进场时需要进行严格的检查。 (2) 严格的按照相关的技术章程施工, 要满足施工质量标准, 进行全面的质量管理。质量施工主要以预防为主, 严格的控制施工的质量。 (3) 加强施工人员的技术培训, 全面的提升施工人员的综合素养。 (4) 在工程各个单项工程开工前, 要有相关的技术人员做好技术交底工作, 并明确施工技术标准、施工程序以及施工方法。 (5) 提倡持证上岗, 包括施工人员、施工管理人员、质检人员、监理人员等。 (6) 安排质检人员, 在施工过程中加强质量检查工作, 发现质量问题要及时的上报有关部门, 进行及时的整改, 确保施工的质量。

4 保证水电站厂房施工安全的措施

水电站厂房施工的安全关系着整个施工顺利的进行, 加强安全管理主要要做到以下几个方面: (1) 建立施工现场安全管理机构, 现场施工安全责任要落实到个人; (2) 水电站厂房施工现场安全负责人要定期的对施工人员进行安全知识教育, 增强现场施工人员的安全意识 (3) 安排工程安全员, 全天候的在施工现场进行巡视, 一旦发现安全隐患, 及时安排人员进行整改, 勒令正在进行危险操作的施工人员立即停止操作并回到安全地带; (4) 加大安全宣传力度, 在施工现场容易发生安全事故的地方, 挂上安全提示; (5) 建立奖罚制度, 对于违反安全制度的施工人员进行处罚, 对于没有违反安全措施的施工人员给予一定的经济补助。 (6) 提倡文明施工, 在施工现场修建封闭围墙, 并做好道路浇筑施工, 统一规划供水管线, 保证沟道畅通、规范。设置垃圾箱, 保证施工现场的清洁。

水电站厂房施工是一项综合性的工程, 还需要有关部门大力的支持, 特别是安全管理方面, 施工建设方要根据公安部门中的规定, 对施工原材料的采购、运输、施工等严格的控制, 避免易燃易爆物品需要制定相应的规章制度, 并积极配合当地有关部门的审核与检查。另外, 水电站厂房施工需要用到炸药, 对炸药的保存需要有一定的距离, 并做好炸药的使用管理。

5 总结

水电站厂房是水利设施中基础部分, 厂房施工具有工期短、工程量大、施工质量要求高等特点, 针对这行特点, 制定合理的施工方案以及施工管理制度。加强对水电站进度控制, 但必须遵循相应的原则, 并且不能以牺牲施工质量为前提。加强施工质量管理, 首先要加强质量监督, 做好技术交底工作, 严格的按照施工方案施工。另外还需要加强施工安全管理, 采取安全措施, 保证施工的安全也是保证施工质量与进度的保障。

参考文献

[1]张东琴, 陈利军.小议水电站厂房肘形尾水管模板的制作及施工要点[J].工程技术.2012, 15 (4) :186-187.

[2]张鹏利, 付巍, 刘彤, 王永祥.龙开口水电站厂房施工组织设计[J].水力发电.2013, 39 (2) :72-73.

[3]徐成中, 刘海友, 雷建中.巴贡水电站厂房混凝土浇筑施工综述[J].水利水电技术.2010, 41 (8) :46-47.

[4]张福建, 刘冬青.水电站厂房施工质量管理分析[J].水利水电建设.2012, 28 (25) :152-153.

水电站施工 篇2

某水电站在四川境内长江流域的支流上,采用重力式的挡水坝段,以及河床式电站厂房坝段,水电站的总装机量为600 MW。水库在正常情况下可蓄水1 200 m,可存储1亿m3的水资源。水电站的主要功能是调节水流量。永久性主要的建筑物按照建筑物二级来设计,次要的建筑按照三级设计。该水电站最大坝高为67 m,坝顶长为500 m。在水电站安装了4台15万k W的轴流转浆式的水轮发电机组,这个水电站和上游的锦屏一级和二滩的水库联合起来,可以在每年的枯水期出水22.5万k W。

1.1 某水电站地质条件分析

在该水电站的上游,围堰河床的覆盖层为25 m,最大厚度为30 m。河床的覆盖层分为上层、下层和砂卵砾石层3层,中部为隔水层,主要材料是粉砂质粘土,整个河床基本上是粉砂粘土,河床的右侧直接和基岩接触,一般厚度达到20 m。基岩的组成成分是混合岩,透水性较弱,其中在右侧挤压的浅的岩体部位的透水性也较差,在下面的岩体为微透水性。这种相对的隔水层透水性比较弱,当钻孔通到底部时,地下承压水会冒出,高出河水位4 m左右。要注意的是,承压水位在四季中始终和河水位保持一致。

下游的围堰河床左段的覆盖层主要组成部分是砂卵砾石,较薄,只有8 m。右侧的覆盖层厚度为30 m。上面和下面的覆盖层为砂卵砾石层,中间为隔水的粉砂质黏土层。

1.2 某水电站地形条件分析

该水电站坝址位于距离大桥下游700 m的地方,河段比较顺直,河面宽阔,呈不对称的“U”型谷。其中枯水期水位为980 m,河面宽为90 m,正常的蓄水位为1 000 m。河流右岸一般有沙滩分布,面积为35 000 m2。河流两岸有许多山体,高出河水面250 m,右岸山体的平均坡度为37°,并且有2条冲沟切割了山体,河流呈梯级分布。在河流左岸,不仅有梯级分布的地形和连续的高地坡,还有坝肩部位为长约500 m的基岩临江凸岸 , 经过流水冲刷,久而久之形成了下部较陡、上部坡度较缓的地形。加之两岸边上修建公路,人为因素也逐渐改变两岸的地形地貌。

2 导流方式

该水电站工程的导流方式是分三期进行导流。一期导流的主要任务是在较窄的河床过流时,在一期围堰的支持下,顺利结束右岸导流明渠和导流的工程,前提条件是2012年6月明渠已经完成过流。二期导流的主要方式是在和右岸明渠竖直的方向导墙衔接的二期上、下游围堰,挡住上游的河水,采用明渠泄流。在施工中应注意,施工左岸挡水坝段、厂房坝段有4个孔泄洪4闸口。三期导流的方式是根据三期上游和下游的土石围堰封堵导流明渠,在河段的各泄洪闸上,又分出明渠内的3孔泄洪闸进行工程改建,改建后的部分右岸属于挡水坝段。

3 截流方案选择

3.1 截流难度

该水电站工程二期大江截流存在以下难点。第一,二期截流流量大,截流戗堤上下游最大落差3.13 m,截流龙口平均流速较大 ,截流难度大。第二,工程坝址区河床地质、水文条件复杂,河床为深厚砂卵石覆盖层,抗冲刷能力弱,不利于截流戗堤稳定。第三,截流戗堤预进占段位于河床深槽位置,水深、流速较大且流态复杂,不利于截流戗堤稳定。第四,主河床右岸是导流明渠左导墙一期施工纵向围堰,截流戗堤部位有小粒径块石及堰体残留,临水面及水位线以下多为原河床砂卵石覆盖层。第五,该工程二期截流预进占段抛投的料物来自头道河渣场,是明渠基坑开挖渣料,风化严重,颗粒级配组成不满足截流抛投料技术要求,对截流戗堤堤头稳定不利。第六,截流块石量有限,块石料严重缺乏,备料任务艰巨。

3.2 选择截流方式

在国内外先进的水利枢纽工程的施工经验基础上,根据这一工程的具体情况,借助截流模型的实验结果,采用水力学计算的结果。在此基础上,仔细分析、比较施工技术方案的科学性、可行性和经济性。截流方式一般是立堵截流,从上游单戗单向 ( 从左岸到右岸 ),通常在右岸的河床设置截流的龙口,在下游的围堰处进行施工。

3.3 布置优化截流戗堤

传统的设计中,截流戗堤轴线平直,即将折线部分轴线与水流方向呈直角。在原来的设计中,围堰位置及形状设计保持不变,戗堤轴线长度约为190 m。为做好防冲裹头,采用钢筋石笼在右岸导流明渠一期围堰,保持接头部位的衔接紧密。

3.4 优化截流戗堤断面

根据正常的截流流量2 400 m3/s,得知导流明渠泄流能力曲线,截流闭气后,河流的上游水位上升到了990 m。为保证防渗墙施工质量和保证安全的施工高度,确定戗堤顶高程为990 m,按梯形断面设计,上游边坡的坡度、堤端边坡和下游边坡的比例都是1∶1.5。

3.5 截流分区和龙口参数

截流龙口的位置一定要按照江长江流域一定标准的流量、导流明渠的分流条件来。因为确定截流分区和龙口的参数很重要,为保证截流成功,应精确选定龙口位置,根据截流力学计算成果和现场的施工实际情况,对比本工程截流戗堤的地质条件,选择在左岸为河床,右岸为河床沙滩,地势较高的地方建设龙头。

4 截流施工

4.1 截流施工强度

首先要考虑预进占段抛投强度。正常的预进占段抛投总量为90 000 m3,依照水电站工程的规划,每天平均抛投的强度为3 500 m3,最大的抛投强度要达到4 500 m3。其次,考虑龙口段抛投强度。2012年11月随机进行龙口合拢 , 戗堤龙口合拢总抛投量2.05万m3料物,最大的抛投强度达到了900 m3/h。然后考虑堤头抛填强度,戗堤堤头最大抛投强度要达到930 m3/h,在截流施工时预进占段最大小时抛投强度应为220 m3/h。至于龙口段的最大抛投强度为850 m3/h。

4.2 截流施工设备选择

为提高截流施工抛投强度,达到前期围堰填筑的要求,应具备足够的装、挖和运输设备,选用容量大、效率高和质量好的机器设备。挖机设备主要选用2 m3的反铲和装卸机等挖装 , 原级配混凝土四面体、铅丝石笼等选用25 t/16 t的汽车吊吊装。运输设备主要选用装载量为25 t的自卸式的汽车,本次工程计划需要25 t的自卸汽车150辆,推土机4台,挖机装备为20台。还需要汽车吊5辆投入到截流施工中。

4.3 预进占段施工

截流在预进占段施工中,采取的步骤是:先根据上流的上游单戗自左向右单向立堵进占 , 然后进行测量放样,分清龙口段预进占和非龙口段预进占,对于非龙口段预进占,采用戗堤裹头保护,等到龙口合拢,这一阶段的施工就完成了,需要注意的是,预留的龙口宽60 m。

在戗堤进占施工前,首先应设计截流施工的道路,进行现场布置,然后做好截流戗堤轴线及边线、顶高程、顶宽的标志。预进占依靠石渣进行直接的抛投,方法是:首先在进占的过程中,根据堤头稳定情况选用不同的抛投方法,针对自卸式的汽车,全面抛投;针对深水抛填,采用堤头卸车集料,配合推土机赶料抛投。至于截流挖装设备,选用斗容为1 m3的液压反铲,吊装铅丝石笼(吨袋)串、砼四面体等选用16 t、25 t汽车吊。在预进占期间,最大的河流速度是4.5 m/s,根据施工的具体情况决定是否抛填大石和四面体等特殊料物。

5 结语

水电站大坝施工技术探讨 篇3

关键词 大坝施工；开挖；模板；混凝土

中图分类号 TV 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)012-0140-01

我国河流分布广，常出现干旱和洪涝灾害，导致城市缺水及严重的水污染问题。另外，我国具有丰富的水资源和水力资源总量，在水库水淹没少的西部地区建设具有调节能力的水电站大坝，既使河流水能资源和水资源综合利用的实现更加合理，有大大减轻了下游地区干旱和洪涝灾害发生，不但为我国可持续发展的国民经济和社会提供可再生资源，还大大提高水电站的枯期出力及电能质量。

1 水电站大坝工程的特点

我国的水电站大坝工程，常见施工特点有：1）工程量较大，工期长，施工期常经过两个主汛期，必須严格做足安全度汛措施。2）遇上冬季要提前作好冬天施工的各项准备工作。3）施工过程中使用大量的细石混凝土砌石、大量防渗面板及溢流面混凝土以及大量砂、石料、水泥和钢筋等配料。4）坝体施工较高、面宽，放水塔也较高，施工中必须做好相关安全保证措施。

2 水电站大坝工程施工技术

2.1 导流施工方式

水电站大坝工程必须根据实际情况选择合理的导流方式，为主体工程提供良好的施工环境，这样才能顺利施工及安全度汛。合理的导流方式需适应下列条件：1）适应坝址区洪水、地形地质条件、主体工程设计方案、工期要求及围堰本身施工条件。2）适应大坝截流、拦洪、蓄水等不同阶段移民搬迁要求，料场复核与建筑材料准备情况，风、水、电、路、住房等施工临建完成情况。3）适应施工队伍进场、具备的施工机械、上料碾压试验、砂石料开采的级配试验、石料场开采方案。4）适应爆破试验等诸多外部条件。制定合理的导流方案必须经过周密比较和分析研究。

2.2 土石方开挖施工

2.2.1 开挖施工工艺

土石方开挖施工技术：通过自上而下逐级开挖等措施，对土石方开挖的总量和厚度加以控制，采用挖掘机、装载机等机械作业，确保开挖施工符合规范和要求范围。此外，还要严格控制土石方路堑的路床顶面标高，以符合设计标高的要求。土石方开挖的流程：1）施工前的准备测量放样。2）清表。3）土方开挖土、装土及自卸车运料。4）弃方处理。5）边坡修整。

2.2.2 开挖质量安全措施

1）建立完善的施工质量管理制度，以及健全的“横向到边、纵向到底、控制有效”的质量自检体系，严格执行自检、互检、交接检制度。2）严格遵循施工工艺规程，并严格执行施工技术规范、技术标准及相关操作规范。3）控制好土石方开挖施工路基顶面标高、边坡顺直度，保持路基顶面平整和标高准确，保证具有顺直、线形优美的路基边坡。

2.3 混凝土工程施工

2.3.1 模板安装

1）模板安装。安装模板需注意：①杆件是否平直、支撑是否牢固；②杆件刚度和强度、稳定性是否符合设计要求，是否变形走样。为了易于拆除模板，应在与混凝土接触的模板表面均匀涂刷脱模剂。进行模板拆除时，确保不损坏不承重模板及其表面棱角，而相对承重模板，则应在混凝土具有足够的强度来承受自重以及其他荷载时，才能进行拆除。模板拆除的顺序：先拆后支，后拆先支；先拆除非承重部分，后拆除承重部分。2）廊道顶拱钢模板。廊道顶拱钢模板的组成包括：钢结构拱架和可变弧钢面板，面板之间用“U”形卡连接，面板与拱架之间用专门加工制作的半圆形钩卡连接固定。廊道顶拱钢模板利用廊道侧墙上口拉条桩支撑固定，无需另设顶撑。廊道顶拱钢模板的技术要点：①模板钢拱架设计为半圆形直接利用廊道侧墙拉条桩支撑即可；②钢模板面板的弧度可调节，以适应不同断面廊道顶拱立模的需要；③施工时能在廊道内自由通行，木材用量少，方便施工。

2.3.2 钢筋连接技术

为了提高施工效率，施工中常采用钢筋机械连接技术，它主要体现在：1）挤压套筒接头。2）锥螺纹套筒接头。3）直螺纹套筒接头。4）熔融金属充填套筒接头。5）受压钢筋端平面接头等。此外，个别工程在施工时还使用了冷挤压、热镦粗、等强度滚轧直螺纹等机械连接技术，此技术的优势：大大提高了现场工作效率；降低了工人劳动强度；改善了劳动环境以及提高了钢筋连接质量。

2.3.3 混凝土浇筑施工技术

大坝工程进行混凝土搅拌时，常根据实际工程混凝土配合比单称料混合，并按照规定搅拌时间进行拌匀。混凝土水平运输方式常用汔车运输或垂直运输，通过适当长度的长臂勾机送入仓。浇筑时进行分块分层浇筑，并由低处往高处进行浇筑，利用插入式振捣器加以振捣；入仓内的混凝土应随浇随平仓并不得堆积，同时严禁在仓内浇水。

2.3.4 溢流面板混凝土施工

溢流坝面板混凝土表面，既要求高的平整度，也要求具有强抗冲磨性能。为了确保其施工质量，施工前往往要求对模板进行设计，编制详细的专项施工方案。槽钢两侧对应钢模板孔洞开好孔，边浇筑边安装模板，将模板孔与槽钢导轨的开孔对准后，用钩头螺杆加固，在混凝土初凝前拆除表面模板，用钢刀过光，以确保混凝土表面的平整度和光滑度。

2.4 坝体砌石施工

坝体砌筑常运用坐浆法进行砌筑，材料常用较大的方角石，先砌转角处再向中间砌筑。坝体砌筑要求：1）砌筑前要试摆石料，使其大小搭配，大面平放，外露面要平齐，斜口朝内，逐块坐浆卧砌，灰缝的浆要饱满填堵，大的石缝要先填砂浆后塞碎石嵌实，宽度控制约2 cm~3 cm。2）砌筑时石块上下片错缝，内外交错搭接，防止出现重缝、干缝及空缝。3）每层中间隔约1 m应砌拉结石，上下层间的拉结石位置错开。4）砌筑施工时，还需设置伸缩缝和埋设排水管。5）砌筑完成后，用麻袋覆盖，并洒水养护，确保表面潮度。

2.5 缝面预防

大坝混凝土浇筑时，由于混凝土泌水较多，上涌的泌水和浮浆顺延着混凝土的斜面下流到坑底，然后到集水井，再经集水井内的潜水泵排出基坑外；当混凝土浇筑到标高时，因为大体积泵送混凝土，其表面水泥浆积聚较厚，此时施工方要用木蟹抹平水泥浆，防止表面出现微小裂缝；初凝前再用铁搓板压光，有效控制混凝土表面产生龟裂，并增强防水抗裂性能。

3 结束语

水电站大坝施工工程，需根据大坝的实际情况采取合理的导流方式，制定合理的施工技术措施等。只有完善各个环节的施工技术，才能更好地应用到大坝工程施工中去，才能有效确保大坝工程的施工质量及确保防治的有效性。

参考文献

[1]邓立锋.大型水库除险加固扩建工程的施工导流[J].水利水电,2005,01.

[2]杨双成,夏雨.青海夏拉水库大坝施工技术[J].葛洲坝集团科技,2004,02.

[3]周厚贵.三峡工程大坝混凝土施工新技术[J].水利水电科技进展,2008,02.

[4]谢新良,邓仕荣,等.铅厂水电站碾压混凝土温控施工技术[J].云南水力发电,2010,05.

[5]张津生.我国水电工程施工技术水平综述[J].水力发电,1989,10.

水电站施工 篇4

1工程概况

石门水电站位于新疆呼图壁县的呼图壁河中游河段，是该河中下游河段梯级开发规划中的第三级。设计正常蓄水位1240.00m，死水位1185.00m，正常库容为7000万m3，水电站总装机容量为95MW，设计年平均发电量为2.14亿kWh。电站枢纽工程主要水工建筑物设计按3级划分，其中大坝按2级建筑物设计，次要建筑物为4级设计，临时建筑物为5级设计。上游围堰挡水标准按全年20a一遇洪水流量设计，设计流量389m3/s，经水力学计算，上游围堰挡水水位为1175.20m。

2进口围堰原设计方案

2.1原方案介绍

导流洞进口围堰的原设计方案按照20a一遇洪水标准进行设计，洪峰流量为389m3/s，围堰堰顶高程为1176.00m。围堰采用重力坝式结构，基础开挖到1123.00m高程时，浇筑1.50m厚的C15毛石混凝土，上部采用浆砌石结构。围堰不占压导流洞进口底板混凝土，全部布置底板边缘外侧，围堰总布置长度为480m。经计算确定堰顶宽度为8m，迎水面坡比为1∶2.20，背水面坡比为1∶2.50，堰体按照10m为单位进行分块，各块之间设橡胶止水带。

2.2原设计方案实施缺点与难点分析

原导截流方案中上游围堰设计按照原来的施工进度安排，这种围堰设计方案是可行的，并且这种方案具有工程投资较低，便于大坝施工的人员和设备的配置的优势。但是在整体工程施工过程中，由于导流洞工程滞后，留给上游围堰的施工周期有所缩短，若仍按此方案实施，在工期上有一定的困难，此外，由于堰体的填充材料主要是砂砾石料，并且围堰基底为砂砾层，因此对围堰的防渗要求较高，原围堰设计中除防渗底板外没有采取其它的防渗漏工程设计，因此一旦发生围堰渗漏，并造成实质性的破坏，将会对施工安全和工程进度造成严重影响。

3优化设计方案

3.1优化方案设计思路

3.1.1上游围堰堰体结构设计按照工程设计，导流洞进口围堰按照20a一遇的洪水标准进行设计，在此标准下围堰挡水水位为1175.20m，考虑到安全、浪高以及冬季冰情等因素的影响，计算确定围堰堰顶高程为1176.00m，围堰位置的河床高程为1148.22m，因此，最大堰高设计为27.78m，堰顶宽10m，堰顶长度480.09m。堰体由砂砾料、防渗体以及护坡组成。迎水面坡度设计为1：2.20，背水面坡度设计为1：2.00，以利于围堰稳定。

3.1.2围堰防渗体设计为保证大坝施工的干地条件，同时防止围堰因为渗流遭到破坏，在堰体内增设防渗体，由于围堰基底及堰体填筑均为砂砾石料，因此拟设计采用高喷板墙。防渗墙顶高程按照五年一遇标准设计，洪水流量为171m3/s，围堰挡水水位为1166.00m，为确保围堰防渗效果，高喷板墙施工作业平台高程在此基础上加高0.50m至1166.50m，底部深入基岩0.50m，因此高喷板墙最大高度24.40m，并且以此为基础组成良好的垂直防渗体系。墙顶长380.50m，高喷钻孔孔距设计为1m。1166.50m以上堰体的防渗也是设计中不可忽视的问题，在设计中此段采用沥青混凝土心墙防渗。将其设计在堰体中部，以围堰轴线作为心墙轴线。防渗心墙顶高程1176.00m，顶部厚0.50m，并按1：0.02的坡度放坡至高程1167.00m的混凝土基座。沥青混凝土与混凝土基座接触面做成弧形，进一步加强防渗作用，并改善心墙的应力分布。沥青混凝土与常态混凝土的结合部以玛蒂脂填料作为过渡材料，高喷板墙与沥青混凝土心墙连接以盖帽混凝土相连。

3.1.3围堰稳定计算导流洞进口围堰为Ⅳ级建筑物，高度为27.80m，因此根据土石坝的计算规定，需要对围堰进行抗滑稳定安全计算。利用改良圆弧法对圆弧滑裂面的安全系数进行计算，结果显示上游边坡最小安全系数为2.49，下游边坡最小安全系数为1.73，围堰改良设计的`稳定安全系数满足要求。

3.2优化设计方案概述

3.2.1堰体1166.50m高程以下施工在戗堤施工结束后要迅速组织抽排水施工作业，然后进行覆盖层开挖，开挖作业利用挖掘机逐层剥离，并将其运到1.50km外的右岸弃渣场。由于围堰基础下以砂砾石层为主，因此开挖工作前必须将河床淤泥及不合格覆盖层彻底清除干净。本部分填筑量40.35万m3，填筑料主要来自经过分选的引水洞和导流洞进水口开挖料。填筑料利用推土机平料，摊铺厚度为每层50cm。每摊铺完一层，利用24t自行式振动碾进行碾压。考虑到堰体具有一定的长度，因此可以在两端分别进行摊铺和碾压作业，以提高施工效率，缩短工期。

3.2.2高喷板墙施工高喷板墙钻孔施工分序进行，相邻的异序孔孔距设计为1.00m。高喷板墙施工顺序为先造孔后高压喷射注浆。采用地质钻机钻孔，泥浆护壁；喷浆采用“三重管法”，喷射机可采用高喷液压台车。高喷板墙钻孔及灌浆8116m3。

3.2.3堰体1166.50m以上填筑施工高喷板墙施工结束后即可开始沥青混凝土心墙基础开挖，工程量约为4266m3。槽挖工程施工以4m一段自上而下进行，施工采用钻孔爆破的方式，开挖渣料以挖掘机装载，利用自卸汽车运至弃渣场。槽挖工程结束后浇筑两岸基座混凝土以及1166.50m高程平台上的盖帽混凝土，混凝土量1462m3。浇筑完毕后再在盖帽混凝土和沥青混凝土相接部铺设2cm玛蒂脂填料，以保证沥青混凝土与常态混凝土紧密结合。沥青混凝土心墙两侧的过渡料，与沥青心墙施工同时进行，其分区宽度设计为4m。本部位填筑砂砾料量为24.40万m3，过渡料11.60万m3，沥青混凝土0.24万m3，其填筑料均来自引水洞和导流洞进水口开挖料或砂砾料场料，平均运距1.60km左右。

3.3方案的优化效果

按照优化后的方案，进口围堰施工历时61d，在年枯水时段顺利完工，并且当年汛期5a一遇的洪水中经受住了考验，汛期最大洪峰流量为183m3/s，相对应的进口围堰最高水位高程为1166.25m，围堰安然无恙，内侧基本没有渗水，总体运行情况良好。

4结语

浅谈水电站厂房基坑施工方法 篇5

电站工程位于白龙江流域, 日照充足, 夏季炎热、冬季微寒, 多年平均气温14.5℃, 极端最高气温40℃, 极端最低气温-8.1℃, 平均日照时数1911.7小时, 年平均降水量为485毫米, 年平均蒸发量1723毫米, 多年平均风速为1.5米/秒, 最大风速为24米/秒。工程区霜期短、冬季河水不结冰、无积雪, 最大冻土深度为11厘米。每到夏秋季流域多强对流天气过境, 常有大雨或暴雨发生, 其特点是:多局部、短历时、大强度。白龙江洪水均由长历时大面积暴雨形成, 发生频率高, 干流主汛期一般都集中在5月~10月, 年最大流量通常出现在7、8、9三个月, 一次洪水过程平均为7天~15天, 洪水过程基本特征为:具有大起涨慢、消退长的肥胖型洪水过程, 又具有山区河流陡涨陡落的尖瘦型洪水过程。

电站厂房布置在两个洪积扇交汇处, 地势平坦, 地面高程1181米~1182米, 主厂房长71.1米, 宽23.6米, 厂房底板设计高程1154.28米。根据钻孔及探坑揭露上部洪积碎石土厚度8米~10米, 碎石含量大于50%, 碎石多为片状、碎石状千枚岩, 砂砾含量20%, 含泥量10%~15%, 局部夹有粉质壤土透镜体磨圆差, 一般粒径为0.5厘米~7厘米, 含水量6%~9%、潮湿, 碎石土层中重型动探击数为6击~8击, 属稍密结构, 渗透系数为2.89×10-3厘米/秒~2.17×10-2厘米/秒, 属中—强透水层, 承载力可取240千帕~300千帕, 变形模量为20兆帕~30兆帕。冲洪积砂卵砾石层厚度大于30米, 顶部高程1168米~1172米, 含漂石, 最大粒直径50厘米, 局部夹砂层透镜体, 砂卵砾石天然干密度1.93克/立方厘米~2.32克/立方厘米, 平均2.28克/立方厘米, 属于中密—密实结构, 允许承载力320千帕~480千帕, 砂卵砾石层渗透系数为13米/天~46米/天, 属于强透水层。

厂房设计高程1154.28米, 基础置于冲积砂卵砾石层中, 砂卵砾石层具有较高的强度和较低的压缩系数, 为强透水层。厂房区地下水位埋深14米, 水位高程1167米, 地下水位高于厂房设计高程13米为强透水层, 因此基坑边墙下部及底板将有大量渗水, 估算厂房基坑涌水量Q为2.75×104立方米/天, 因此厂房基坑开挖时必须做好防渗及排水工作。

二、基坑施工方案的选定

厂房尾水反坡段距白龙江为20米, 且由于前期勘探设计资料不够翔实, 白龙江水面标高为1167米, 高于基坑设计标高13米, 基坑开挖工程中降水存在十分大的难度和风险。在基坑周围采用水泥土深层搅拌桩防渗墙对截断基坑外来水措施有很大帮助, 但一方面防渗墙工期长、造价高, 地层要求较高 (适应在黏性土、粉土地层) , 另一方面本厂房基坑地层复杂, 顶面高层1168米~1172米含漂石, 最大粒径200厘米, 故排除防渗墙方案。

结合工程地质、水文情况和以往在白龙江流域的施工经验, 该厂房基坑采取放坡开挖, 基坑降水采取强排地下水的方案进行施工。即施工各结构建筑物建基面开挖高程自上到下分层进行开挖, 开挖分层高度4米~5米。开挖主要采用由PC220液压反铲装碴, 10吨自卸汽车运输至指定渣场。

三、基坑土方开挖

㈠基本规定

基坑开挖根据支护结构设计、降排水要求, 施工前编制基坑开挖专项施工方案, 经建设单位、设计单位、监理单位和施工单位四方开会论证后实施。基坑周围地面设排水沟, 避免雨水、渗水等流入基坑内;同时, 基坑设置降水、排水设施, 保证基坑开挖施工;基坑采用分层、分块、均衡的放坡开挖, 坡顶、坡面、坡脚均采取降排水措施。

㈡发生异常情况

当出现开挖暴露出的基底出现明显异常;包括黏性土时强度明显偏低或砂性土层时水位过高造成开挖施工困难时;边坡出现失稳征兆时;应立即停止挖土, 并查清原因和及时采取措施后, 方能继续挖土。

二、护坡技术

㈠基坑边 (放) 坡

1. 根据本工程地质条件、现场条件, 采用敞口放坡基坑形式修建地下工程或构筑物的地下部分。

施工时基坑边坡的稳定非常重要, 否则, 一旦边坡坍塌, 不但地基受到扰动, 影响承载力, 还会影响周围周边房屋、交通和人身安全。

2. 辨识基坑边坡稳定影响因素。

基坑边坡坡度是直接影响基坑稳定的重要因素。当基坑边坡土体中的剪应力大于土体的抗剪强度时, 边坡就会失稳坍塌。其次, 施工不当也会造成边坡失稳, 主要表现为:没有按设计坡度进行边坡开挖;基坑边坡坡顶堆放材料、土方及运输机械车辆等增加了附加荷载;基坑降排水措施不力, 地下水未降至基底以下, 而地面雨水、基坑周围地下给水排水管线漏水渗流至基坑边坡的土层中, 使土体湿化, 土体自重加大, 增加土体中的剪应力;基坑开挖后暴露时间过长, 经风化而使土体变松散;基坑开挖过程中, 未及时刷坡, 甚至挖反坡.使土体失去稳定性。

3. 基坑放坡要求。

根据本工程基坑深度最深达27米, 在开挖过程中设置分级过渡平台, 边坡可采用一级放坡和分级放坡两种形式。本基坑土质较好、基坑周围具备放坡条件、不影响相邻建筑物的安全, 基坑采用全深度放坡方式。基坑1181米~1167米为中密的碎石类土 (充填物为黏性土) , 稳定性较好, 坡顶4米外有出渣道路, 放坡控制在1∶0.75, 即可满足设计边坡要求;放坡以控制分级坡高和坡度为主, 局部砂砾石较松散部位采用喷射混凝土并预留排水孔辅助支护方式和保护措施, 放坡设计与施工充分考虑了雨水的不利影响。

在开挖至高程1167米时, 出现了影响边坡稳定性的地下水。根据施工组织设计中的基坑降水专项方案采取降水措施, 分级放坡时, 分级过渡平台的宽度根据基坑土 (岩) 质条件、放坡高度及施工场地条件确定, 在基坑每下挖深度8米设1.5米宽的马道。同时根据土质情况采取下级放坡坡度缓于上级放坡坡度措施。

四、边坡保护

㈠基坑边坡稳定措施

根据土层的物理力学性质确定基坑边坡坡度, 并于不同土层处做成折线形边坡或留置马道。必须做好基坑降排水和防洪工作, 保持基底和边坡的干燥。基坑边坡坡度受到一定限制而采用围护结构又不太经济时, 可采用坡面土钉、挂金属网喷混凝土或抹水泥砂浆护面等措施。严格禁止在基坑边坡坡顶1米~2米范围堆放材料、土方和其他重物以及停置或行驶较大的施工机械。基坑开挖过程中, 随挖随刷边坡, 不得挖反坡。暴露时间较长的基坑, 应采取护坡措施。

㈡护坡措施

1. 基坑土方开挖时, 应按设计要求开挖土方, 不得超挖, 不得在坡顶随意堆放土方、材料和设备。

在整个基坑开挖和地下工程施工期间, 应严密监测坡顶位移, 随时分析观测数据。当边坡有失稳迹象时, 应及时采取削坡、坡顶卸荷、坡脚压载或其他有效措施。

2. 放坡开挖时应及时做好坡脚、坡面的保护措施。

常用的保护措施有:⑴叠放砂包或土袋:用草袋、纤维袋或土工织物袋装砂 (或土) , 沿坡脚叠放一层或数层, 沿坡面叠放一层。⑵水泥抹面:在人工修平坡面后, 用水泥砂浆或细石混凝土抹面, 厚度宜为30毫米~50毫米, 并用水泥砂浆砌筑砖石护坡脚, 同时, 将坡面水引入基坑排水沟。抹面应预留泄水孔, 泄水孔间距不宜大于3米~4米。⑶挂网喷浆或混凝土:在人工修平坡面后, 沿坡面挂钢筋网或铁丝网, 然后喷射水泥砂浆或细石混凝土, 厚度宜为50毫米~60毫米, 坡脚同样需要处理。⑷其他措施:包括锚杆喷射混凝土护面、塑料膜或土工织物覆盖坡面等。

五、基坑降水

工程降水有多种技术方法, 可根据土层情况、渗透性、降水深度、周围环境等按选择和设计, 本厂房基坑降水采用集水明排方法 (见图1) 。

集水明排法是施工中应用最广泛、最简单、经济的方法之一。明沟、集水井排水多是在基坑的两侧或四周设置排水明沟, 在基坑四角或每隔30米~40米设置集水井, 使基坑渗出的地下水通过排水明沟汇集于集水井内, 然后用水泵将其排出基坑外。

排水明沟宣布置在拟建建筑基础边0.4米以外, 沟边缘离开边坡坡脚应不小于0.3米。排水明沟的底面应比挖土面低0.3米~0.4米。集水井底面应比沟底面低0.5米以上, 并随基坑的挖深而加深, 以保持水流畅通。明沟、集水井排水, 视水量多少连续或间断抽水, 直至基础施工完毕、回填土为止。

当基坑开挖的土层由多种土组成, 中部夹有透水性能的砂类土, 基坑侧壁出现分层渗水时, 可在基坑边坡上按不同高程分层设置明沟和集水井构成明排水系统, 分层阻截和排除上部土层中的地下水, 避免上层地下水冲刷基坑下部边坡造成塌方。

基坑开挖采用明沟排水时, 应分层下挖, 即先进行基坑的开挖, 当开挖到接近地下水位时, 在基坑的适当位置挖设集水井并安装水泵, 然后在基坑四周开挖临时排水沟, 使地下水经排水沟汇集到集水井并由水泵排出, 继续开挖排水沟两侧的土, 当挖掘面接近排水沟底时, 再加探排水沟, 直到基坑底到达设计标高为止。排水沟底要始终保持比土基面低不小于0.3米。厂房基坑面积较大, 在基坑内挖设纵横交错的多条临时排水沟。排水沟应以3%~5%的坡度坡向集水井, 使地下水不断的流人排水沟, 再汇集到集水井, 由水泵排除。挖土顺序应从集水井、排水沟处逐渐向远处挖掘, 使基坑开挖面始终不被水浸泡。

六、本工程的重点和难点

由于压力管道洞口侧为坡洪积碎石土且靠山, 基坑放坡受到一定限制, 且顶部有农渠经过, 为防止农渠渗漏对边坡及压力管道围岩稳定, 将原有农渠进行改造, 更换为Φ800的钢管, 并在压力管道出口侧边坡花管注浆 (Φ89, L=9米, 梅花形布置支护) , 坡面采用钢筋挂网喷射混凝土护面。在压力管道开挖一次支护2月后, 边坡顶部出现了几道沉降缝, 为保证边坡稳定, 经专家论证, 对边坡进行加密注浆, 起到了很好的稳定效果。

设计文件水文资料明确, 厂房基坑开挖到设计底板高程1154.28米时, 基坑渗水量为2.75×104立方米/天, 相应设计排水流量为0.318立方米/秒。在开挖基坑时涌水几乎未受基坑尾水侧白龙江渗水影响, 涌水主要来至古河道上游侧来水补给, 对周围3个村落的水井造成极大的影响 (抽排前、后对村落30口井进行两次调查) , 为此在进行基坑开挖过程中受到人为干扰因素很大。在实际开挖过程中, 在基坑开挖至高程1167米时, 地下涌水量远超出设计流量。为创造基坑干地开挖作业, 高峰期投入总瓦数268千瓦抽水设备7台进行24昼夜抽排, 备用300千瓦柴油发电机。最终基坑开挖至设计高程仅用4个月, 并实现水下部位混凝土工程提前2个月进度目标。

七、结束语

清水塘水电站施工导流程序优化 篇6

清水塘水电站工程坝址位于沅水干流中游湖南省怀化市辰溪县境内, 是沅水规划15个梯级中的第10个梯级, 坝址控制流域面积42 140 km2, 坝址多年平均流量872 m3/s。枢纽建筑物从左至右依次包括电站、溢流坝和船闸。水库正常蓄水位139 m, 相应库容0.533亿m3, 电站装机容量4×32 MW, 为低水头河床式电站, 大坝为河床溢流坝, 坝顶高程154.5 m, 最大坝高36.50 m, 溢流坝为大孔口低堰闸坝, 共设13孔20 m×15 m (宽×高) ) 弧形闸门, 堰顶高程124.0m, 船闸位于河床右岸, 为Ⅳ级船闸, 设计吨位500 t, 闸室尺寸100 m×12 m×3 m (长×宽×槛上水深) 。本电站工程为典型的低堰闸坝径流式电站。

2地形地质及水文条件

坝址两岸山体较为宽厚, 两岸地形较为对称, 岸坡坡角35°～43°, 坝线处平水位128.3 m时河水面宽370 m, 水深0～4.1 m, 河床高程124.0～128.0 m, 当设计蓄水位139 m时, 相应河床宽400 m。河床右侧为主河道, 平水位河槽水深4.1 m, 左侧河床为宽150～200 m的岩石裸露礁滩, 枯水期多露出水面。坝址处全年及分期不同频率洪水流量如表1。

3施工导流程序

3.1导流方式

本工程大坝为典型的低堰闸坝工程, 洪水期流量大, 坝址处河床宽阔, 河床左岸有较宽的礁滩, 枯水期大部分露出水面, 便于纵向围堰修建, 因此适宜采用分期导流方式。

3.2导流程序

由于电站厂房为控制性项目, 按照电站机组尽早投产发挥效益的原则, 如无其他制约因素, 一般情况下电站厂房应安排

在第一期施工, 清水塘电站开发目标以发电为主, 施工导流符合这个特点。按照上述原则, 结合现阶段水电站施工进度水平, 对分期导流初拟了以下3种导流方案:

(1) 方案1。一期围堰左岸厂房、部分闸坝方案 (大、小基坑方案) 。一期围堰左岸电站厂房加5.5孔溢流坝, 由右岸束窄河床泄流及通航;第2年进行二期截流, 截流前形成厂房小围堰, 以确保一期闸坝过水时厂房具备继续上升条件, 二期围右岸船闸及+7.5孔溢流坝, 由已建好的左岸5孔泄洪闸泄流, 由于闸孔底板高程与原河床齐平, 可以利用闸孔临时通航。第3年底厂房具备发电条件时, 二期闸坝和船闸也已基本完建, 电站初期发电可以利用弧门挡水。

(2) 方案2。一期围围左岸厂房、部分闸坝方案 (大基坑方案) 。一期围围左岸电站厂房加5.5孔溢流坝, 由右岸束窄河床泄流及通航;第3年进行二期截流, 二期围围右岸船闸加7.5孔溢流坝, 由左岸已建的5孔溢流坝泄流和通航。由于第3年底二期闸坝和船闸尚未完建, 电站初期发电只能利用二期围堰挡水, 初期发电期间则采用间歇性放水通航措施, 或临时断航一段时间。

(3) 方案3。一期左岸厂房、右岸船闸同期施工方案 (厂房船闸同期方案) 。一期第1年围左岸电站厂房加5.5孔溢流坝, 第2年枯水期围船闸, 由右侧束窄河床泄流及通航;第3年进行二期截流, 围剩余的7.5孔溢流坝, 由左岸已建的5孔溢流坝泄流, 船闸通航。由于第3年底二期闸坝尚未完建, 电站初期发电也只能利用二期围堰挡水。

上述导流方案中, 方案2比方案1主要优点是少一道单独厂房围堰, 但存在以下缺点:①需要利用二期围堰进行初期挡水发电, 不能充分发挥电站的初期发电效益;②二期围堰挡水发电期间, 船闸没有完建, 需要间间歇性放水通航或临时断航, 对初期发电效益产生不利影响;③总工期较长。

而方案3虽然解决了二期施工临时通航的问题, 但一期右岸船闸纵向围堰部分位于主河床深槽中, 施工难度大, 导流工程造价高, 且一期两岸同时施工, 河床束窄度过大, 施工度汛时库区临时淹没问题突出;二期利用围堰挡水发电, 发电效率较低;二期闸坝施工时两侧的闸坝及船闸已经完建, 跨船闸施工布置困难。方案3的问题很多, 而优势不明显, 因此主要对方案1、方案2进行经济性择优比选。

3.3导流方案经济性择优比选

方案1与方案2相比增加工程量主要为厂房围堰, 其中混凝土约18 500 m3, 围堰土石填筑及拆除93 000 m3, 增加投资约580万元。

方案1与方案2相比增加的效益主要体现在如下2点。

(1) 初期发电利用永久闸门挡水, 挡水发电水位为139.00m, 加权平均水头8.5 m, 而围堰挡水初期发电水位为136.50 m, 加权平均水头约6 m, 影响发电量约29.4%, 考虑到初期发电前期只有部分机组发电, 降低的水头一部分可以通过流量补偿, 综合影响率按一半约15%计算。

(2) 围堰挡水发电存在断航损失, 按间歇性放水通航调度方案, 每10 d放水通航1次, 多年平均流量872 m3/s扣除最小下泄流量260 m3/s, 蓄水到围堰挡水发电水位136.20 m的库容3 300万m3, 1次放水蓄水时间合计约26 h, 一次纯通航时间36 h, 一次通航影响发电62 h, 影响发电量25.8%。综合考虑, 降低水头和通航合计影响发电量40%。

按照初步的施工进度计划, 初期发电时段为第3年12月到第四年9月, 计划第3年12月投产1台, 第4年3月累计投产2台, 第4年6月累计投产3台, 第4年9月累计投产4台, 初期发电时段内, 投产机组共运行19台月。按照清水塘电站设计年发电量5.07亿kWh, 方案1采用弧门挡水保持正常水位发电, 施工期近似电量计算为2.00亿kWh;方案2采用围堰挡水发电, 相比方案1影响的电量为0.82亿kWh, 按照0.315元的上网电价, 方案1的发电收入多出2 500万元以上, 大大多于增加一道厂房围堰增加的投资580万元。

根据定量经济比较的结果, 方案1优于方案2, 因此最终导流方案选择方案1。

3.4推荐导流方案

经过优选比较, 推荐的导流为:一期围左岸电站厂房加5.5孔溢流坝, 由右岸束窄河床泄流及通航;第2年进行二期截流, 截流前形成厂房小围堰, 以确保一期闸坝过水时厂房具备继续上升条件, 二期围右岸船闸及加7.5孔溢流坝, 由已建好的左岸5孔泄洪闸泄流和临时通航。为了保证一期围堰纵向围堰的干地施工, 前期还需要作一道低水围堰。施工导流布置见图1, 2。

关于推荐方案的导流标准具体为:前期低水围堰选取10月～次年2月5年一遇设计洪水, 流量Q=2 970 m3/s;全年围堰的挡水标准选取5年一遇全年洪水, 相应流量13 500 m3/s;一期厂房枯期不过水围堰的挡水标准选取10月～次年4月10年一遇洪水, 相应流量8 750 m3/s;二期过水围堰的挡水标准选取6 000 m3/s流量、过水标准选取5年一遇全年洪水, 相应流量13 500 m3/s。推荐导流方案水力学特性如表2所示。

4结语

清水塘水电站采用了分期导流, 大、小基坑的导流方案, 虽然增加了一道厂房围堰, 增加了工程直接投资, 但是其带来的初期发电和通航效益更大。在以往的类似大小基坑方案中, 厂房围堰一般采用全年挡水围堰, 而本工程采用的是枯水时段围堰, 这与两方面的因素有关:一是本工程地质条件相对较好, 厂房基础处理工作比较简单, 有利于加快厂房施工进度, 二是目前的施工进度水平比以前有了较大的提高。因此, 通过施工进度分析, 厂房可以在第三年汛前完成进出口封堵, 汛期厂房不需要围堰挡水, 故其挡水时段采用枯水时段。本工程的实际建设过程表明, 所采用的导流程序是非常成功的。

参考文献

[1]SL303-2004, 水利水电工程施工组织设计规范[S].中华人民共和国水利部, 北京:水利水电出版社, 2004.11.

[2]DL/T5114-2000, 水电水利工程施工导流设计导则[S].水利部东北勘测设计研究院, 北京:中国电力出版社, 2001.5.

[3]朱张华.水电站施工导流及洪水控制研究[D].西安理工大学, 2006.

[4]毛寨汉.施工导流方案决策原理与方法研究[D].天津大学, 2003.

[5]李炜.水力计算手册[D].北京:中国水利水电出版社, 2006.

[6]王丽萍, 高仕春.水利工程经济[D].武汉大学出版社, 2002.5.

[7]陈秀铜, 李璐.水电工程施工导流标准多目标风险决策研究[J].水利发电, 2008, (2) :22-23.

[8]曾更才.灯泡贯流机水电站施工导流设计探讨[J].水利水电技术, 2003, 34 (6) :39-42.

[9]戴会超, 胡昌顺, 朱红兵.施工导截流理论与科技进展[J].水力发电学报, 2005, (4) .

水电站导流洞开挖施工技术 篇7

雅砻江两河口水电站初期导流洞,即1#、2#导流洞,均布置于雅砻江右岸,平面上呈双弯道,尾部直段与尾水洞结合。1#导流洞长约1 724.653 m,进口高程2 600 m,出口高程2 584 m,导流洞纵坡1.34%,于桩号1+200.000 m后与尾水洞结合,结合段长约524.653 m,结合段为平坡;2#导流洞长约1 983.428 mm,进口高程2 600 m,出口高程2 584 m,导流洞纵坡为1.31%,于桩号1+270.000 m后与尾水洞结合,结合段长约713.428 m,结合段为平坡。

1#和2#导流洞洞身段洞挖为城门洞型,净断面尺寸为12 m×14 m(宽×高),为与尾水隧洞结合段净断面尺寸为12 m×15 m(宽×高),洞身采用钢筋混凝土衬砌。

2 工程地质情况

1#导流洞上覆岩体最大厚度约240 m,最大水平埋深约290 m,0+169.56~0+184.56 m竖井闸室段及1+368 m附近阿农沟段上覆岩体厚度分别为120 m、80 m。

2#导流洞上覆岩体最大厚度约300 m,最大水平埋深约350 m,0+229.56~0+244.56 m竖井段及1+505 m附近阿农沟段上覆岩体厚度分别为165 m、120 m。

隧洞沿线微风化~新鲜T3lh1(5)-①、T3lh2(2)-①变质砂岩、变质粉砂岩及T3lh2(1)、T3lh2(3)变质砂岩、板岩,岩石坚硬,中厚层~互层状结构为主,岩体较完整,嵌合紧密,透水性微弱,为Ⅲ1类围岩,围岩基本稳定。微风化-新鲜T3lh1(2)、T3lh1(3)、T3lh1(4)、T3lh2(4)、T3lh2(5)变质砂岩、板岩,岩石较坚硬,中厚层状~镶嵌结构为主,岩体完整性总体较差,但嵌合较紧密,透水性弱,围岩类别为Ⅲ2类,围岩局部稳定性较差。①与②、⑥-1、④组裂隙构成不利的楔形体,其交棱线中陡倾墙外且与边墙呈大角度相交,对边墙的局部稳定不利;顶拱局部稳定主要受②、⑥-1组中缓倾裂隙影响较大,可构成顶拱“人”字型局部塌落。

隧洞沿线f1、f8系列、f9、f10、f11、f12、f4、f13、f14、f27、f28等断层及绢云母板岩夹层,尤其是f25、f3、f8系列、f4、f28等断层由多条次级错动带组成,破碎带宽度大,岩体完整性差,为Ⅴ类围岩,围岩极不稳定。Ⅳ、Ⅴ类围岩自稳能力差,施工中应控制爆破,及时加强支护。

进口竖井闸室位于Ⅲ2类围岩内,具备成井条件,但高边墙与端墙存在与进口洞脸边坡、上游侧坡类似的不利结构面组合,存在块体崩滑破坏的可能,施工中适时加强锚固。

3 导流洞开挖主要施工技术

3.1 施工工艺流程

隧道开挖施工工艺流程:工作面清理→测量放样→自制台车制作→施工作业台车就位→钻孔、验孔→装药、联网、爆破→通风与安全处理→出渣→临时支护→岩面验收→进入下一循环。

3.2 测量放样

导线控制网测量、施工测量采用TCR802全站仪及Leica TPS1200全站仪进行。测量作业由专业人员实施,每个循环钻孔前进行设计规格线测量放样,并检查上一循环超欠挖情况,检测结果及时向现场施工技术人员进行交底;断面测量滞后开挖面10~15 m,按5 m间距进行,每个月进行一次洞轴线及坡度的全面检查、复测,确保测量控制工序质量。

放样内容包括隧洞中心线和顶拱中心线、底板高程、掌子面桩号(每隔5 m在隧洞内侧打一条桩号线)、设计轮廓线、两侧腰线或腰线平行线、并按钻爆图破设计要求在掌子面放出炮孔孔位。

3.3 钻孔

首先由熟练的台车技工和风钻手严格按照掌子面标定的孔位进行钻孔作业。造孔前先根据拱顶中心线和两侧腰线调整钻杆方向和角度,经检查确认无误后方可开孔。

各钻手分区分部位定人定位施钻,熟练的操作手负责掏槽孔和周边孔。钻孔过程中要保证各炮孔相互平行,不随意改变小臂方向和角度,掏槽孔和周边孔严格按照掌子面上所标孔位开孔施钻,崩落孔孔位偏差不大于5 cm,崩落孔和周边孔要求孔底落在同一平面上。炮孔造完以后,由工程师按“平、直、齐”的要求进行检查,对不符合要求的钻孔重新造孔。

3.4 装药爆破

爆破方式采用中间掏槽、周边光面爆破。在钻孔工序开始时,按照爆破设计要求提前进行光爆药卷的加工、炮孔堵塞物加工成型(把沙灌入塑料袋并绑扎好)、各种规格药卷以及各种段别雷管的准备。

炮孔经检查合格后,方可进行装药爆破;炮孔的装药、堵塞、和引爆线路的联接,由经考核合格的炮工,严格按监理人批准的钻爆设计成果进行施作。炮孔验收合格后,由持有“爆破证”的专业炮工按操作规程进行装药。装药过程中,按照爆破设计要求严格控制炮孔装药量。

装药结束后,爆破员按照设计要求用黄泥等柔性材料对炮孔进行堵塞,并用炮棍轻轻捣实。爆破员根据爆破设计要求联结起爆网络。爆破网络应处于松驰状态,不能拉得太紧,使其有一定的拉伸余地。联网结束后,爆破工程师对整个网络进行复核,逐孔检查,避免漏装漏联。

爆破过程中,爆轰波由掌子面向洞口迅速传播,未被及时发现的危石碎块很可能受振动而垮落。因此,起爆前所有施工人员要远离洞口,施工机械、设备作好安全防护,并预警三次。当第三次预警结束,爆破队长在确认各项准备工作完毕、人员远离警戒区、施工设备做好安全防护后,发出起爆命令起爆。

在烟尘消散后,爆破队长进入掌子面进行爆后检查,发现拒爆现象及时处理。待确认工作面安全后,解除警戒,开始下道工序施工。

3.5 光面爆破控制

残留炮孔在开挖轮廓面上均匀分布;完整岩石炮孔痕迹保存率在80%以上,较完整和完整性差的岩石炮孔痕迹保存率不少于50%,较破碎和破碎岩石炮孔痕迹保存率不少于20%;相邻两茬炮之间的台阶或预裂爆破孔的最大外斜值不大于10 cm;相邻两孔间的岩面平整,孔壁没有明显的爆震裂隙。

3.6 隧洞通风与安全处理

通风散烟后,采用反铲站在渣堆上对顶拱和掌子面上的松动危石和岩块进行撬挖清除。钻孔前由人工站在台车服务平台上手持钢钎敲帮问顶,撬挖排除松动岩块,确保钻孔安全。

钻孔完成后采用人工对掌子面进行清理,清除由于凿岩造成的松动围岩,以确保装药安全。施工过程中,经常检查已开挖洞段的围岩稳定情况,清撬可能塌落的松动岩块。

3.7 隧洞出渣

爆破安全处理后,采用2.3 m3侧翻装载机出渣装15T自卸汽车,运至右岸上游存弃渣场。出渣完毕后,采用反铲对掌子面进行撬挖,把松动岩石处理干净,最后将底部浮渣清除干净,以利下一个循环造孔。

3.8 隧洞支护

针对不同的地质情况,采用挂钢筋网、喷射混凝土、安装锚杆及预应力锚索等多种支护方式。此外,对于局部不良地质地段,采用锚筋束、钢支撑或管棚等进行临时支护。预应力锚索采用1 860 MPa高强低松弛无黏结和有黏结预应力钢绞线,设计张拉吨位分别为1 000 k N、1 500 k N、2 000 k N,设计最大深度40 m。

4 结语

岩石走向、倾向、倾角“三要素”组成岩石产状。选用适宜的开挖方式与安全支护措施是确保安全、经济的关键。隧洞开挖施工方法由岩体质量、洞室断面的大小等因素决定,不同围岩类别的、断面大小的洞室开挖方法不一样。

水电站施工 篇8

关键词：水电站;建设;施工技术

随着我国社会经济的飞速发展，水利水电工程设施建设得到了前所未有的重视，国家大幅提高了水利水电基础设施的投资。水利水电工程的建设在很大程度上促进了我国灌溉、防洪、运输、发电等行业的发展，为国家的经济的发展带来了巨大的效益。随着我国科技水平的快速提升，对于国内基建工程项目的施工，根据工程性质、施工条件、设计要求的不同，已分别制定、研发出了多种施工技术和方案。面临着水电站不断发展的趋势，我们要采取合理的施工技术，做好各种管道与渠道的施工。并运用有效的技术管理方法，对水电站的施工过程进行管理，不断提高施工管理水平，提高施工效率。在此基础上，利用水电站更好地为人民服务，满足人们在电能、灌溉方面的需要。

1.水电站建设施工技术要点

1.1截流技术

现阶段，在水电站的发展过程中，截流技术得到了广泛的推广与应用，可以说是水电站的重要施工技术。具体说来，截流技术主要应用在水电站的修建过程中。尤其是在大型的河流上修建水电站，利用这种技术，可以充分满足人们的施工要求。通过拦截技术将水流蓄积起来，充分利用蓄积后所形成的势能与动能，将这种能源转化为电能。除此之外，这种技术还可以在农田的灌溉方面发挥作用，成为农田灌溉的基础设施，为农业的发展提供水源支持。在应用这种技术之前，必须要对水流的情况和地质特点进行详细的调查分析。在经过严密的科学论证之后再进行施工，使施工的过程能够因地制宜，符合当地的实际情况。

1.2引水发电技术

引水发电工作是水电站最重要的工作之一，也是施工过程中的核心环节。为此，要高度重视这种技术的研发与改进，不断完善这一技术，提高水电站的发电效率与技术水平。在应用这一技术之前，需要了解当地水资源的情况，对水流的速度、流量等情况做到详尽的了解，并能够考虑到当地用户对电能的需求。还要考虑到水电站施工是否会对环境造成负面影响，防止破坏生态环境的现象发生。在应用这一技术的过程中。需要做到以下几个方面：一是要根据施工计划和当地水资源的实际情况，制定出具体的施工方案与计划，合理地对施工过程进行设计，并确保施工方案具备合理性、可行性与安全性，重点要对引水和支洞施工的环节进行合理的规划;二是要结合当地的实际情况，包括地形、地势、地质等地理环境，详细把握当地地理环境方面的特点，详细说明在水电站施工的优势;三是要结合当地的施工条件，包括当地的经济发展水平与施工的投入力度，以及政策是否支持等相关因素，只有在满足当地施工条件的基础上开展施工，才能够保证水电站施工的可行性与可操作性，提高水电站的施工质量与水平。总而言之，引水发电是水电站的核心环节，必须予以充分的重视。确保技术在应用过程中的合理性，取得良好的施工效果。此外，要对引水发电环节相关的施工进行监督与管理，定期对施工的情况进行检查，提高施工人员的积极性与责任意识，确保这个环节的施工质量达到相关标准的要求。

1.3防渗墙技术

在利用水电站进行发电之前，需要保证水库中有足够的积水，水电站中的含水量达到发电工作的要求，这是蓄水环节的重要工作内容。为了避免积水泄漏等意外情况的发生，可以充分地利用防渗墙技术，使水库具有较强的防渗性能，提高水库蓄水的能力。现阶段，防渗墙技术主要是在水库内部涂上水泥，利用水泥墙的防渗作用，来达到防止积水泄漏的目的。但是运用水泥进行防渗有一定的局限性，这种防渗技术经常会出现质量上的问题，防渗的效果不是十分理想。现阶段，随着我国水电站施工技术的不断提高，新型的混凝土防渗技术得到了应用与推广。这种技术与传统的水泥防渗技术相比有很大的优越性，可以保持防渗墙具有一定的强度，防渗效果较好，可以有效提高水库的防渗能力。此外，这种技术与传统的防渗技术相比，有着很强的耐久性，可以长期发挥作用。这大大减少了在水电站施工方面的投入，提高了水电站的效益。在应用这种技术之前，需要结合当地的施工条件和地理环境，合理地选择施工的方案，使施工技术的应用能够符合当地的实际情况。例如在设计施工方案的過程中，如果施工区域的下方存在球快状的岩石时，应当在岩层的表面覆盖一层粉状的细沙，这样才能提高施工区域地质的强度，确保施工过程得到顺利的开展。除此之外，还需要注意一个方面，那就是尽量选择在枯水期进行施工，避免水流过大对施工过程造成负面影响，使防渗墙工程的施工遭到破坏，影响工程施工的质量。因此，在制定施工方案时，要结合水流的情况，以提高防渗墙技术施工的质量。

1.4拦河坝消力池的施工技术

在修建水电站的过程中，需要确保拦河坝的安全性。在调查了解地质情况的前提上，使拦河坝能够建立在安全的地质基础上。因此，需要在施工开展之前调查坝址的地质情况。地质条件在安全性方面是否存在问题，是否能够满足水电站拦河坝的施工要求，以避免垮坝等意外事故的发生。在水电站中，消力池与拦河坝在地质安全方面有很大的关联，消力池的质量将会对拦河坝的质量产生很大的影响。只有确保消力池得到科学、规范的施工，才能保证拦河坝在质量上不会出现问题。

2.水电站建设技术管理措施

2.1运行技术管理

运行技术管理可以通过有效的管理方法和措施，对水电站的运行过程进行系统、科学的管理，使水电站能够安全、高效地运行。在水电站的运行过程中，要定期对设备进行检查和记录，确保这些设备能够正常运行。并对各种仪表上的数据进行记录，利用仪表反映出来的信息掌握设备的运行情况。在施工与检修阶段要加强管理，避免出现各种意外事故，并能够掌握意外事故的紧急处理方法。

2.2巡视管理

要定期对水电站的设备以及运行状况进行检查，及时发现设备中存在的异常问题，消除水电站中潜在的安全隐患，并能够运用正确的方法对水电站的设备进行维护与管理。在巡视的过程中，要尽量消除设备中的火灾隐患。设备在运行过程中是否出现了问题，避免绝缘劣化、人为破坏等情况的发生，有效控制水电站中存在的安全隐患。

2.3加强水利水电工程施工的现场管控工作

在工程的修建过程中，要做好工程的事前控制工作、事中控制工作以及事后控制工作，重点要放在前两项，这就要求工程的施工单位要建立要严格的质检体系以及监理制度，对施工材料、设备、人员做好全面的监控，施工地必须有相应的质检人员或者监理人员在场，对于一些不明确的施工方案，要与设计单位进行全面的沟通之后再进行，如果发现施工事故，要将责任落实到人，并查出事故发生的原因，按照规定的程序及时上报，在第一时间做好事故的处理工作，防止事故的进一步扩大。

3.结语

水电站工程建设为我国经济发展提供了有利的支持，因此必须重视水电站工程施工，确保施工质量，特别是施工技术要求极为严格的冬季施工，更需要通过相应措施，规避施工中容易出现的问题，减少施工问题发生，确保施工质量，保证施工高质量顺利进行。

参考文献：

[1]华尖多杰。水电站工程项目中灌浆施工技术浅析[J].城市建设理论研究，2013（03）.

水电站接缝灌浆施工工艺研究论文 篇9

关键词:接缝灌浆；水利施工；水电站建设；大坝施工

煤炭资源是我国重要的资源，但是煤炭资源的数量相对有限，不合理的开采方式使我国的煤炭储备能力急速下降，因此只有合理分配与利用能源才能保持能源的可持续利用，而水能作为一种重要的替代性能源，在进行发电的环节中发挥着积极的作用，如果想要保持水能被稳定输送，就必须保证水电站保持平稳运行，而水电站受到诸多因素的影响，其中大坝的对于水电站的整体运行情况的影响最大，本文对其施工的具体内容进行分析。

1施工概况

为了使对大坝的灌浆接缝工艺的分析更为具体精准，本文采取案例分析的方式，对具体的大坝施工进行分析，作为研究对象的水电站的基本情况如下：其位于江水的干流位置上，是为了保证水电规划的阶梯级设计而开发出的水库，其与城市市区的距离比较近，大约有75千米的距离，与河口相距的距离比较远，水电站的主体结构为混凝土结构，其坝形为双曲的拱形坝米奇基面位置的高程为1580米，拱顶中心位置的弧线长度大小为152.23米，形成的中心角的角度是63.120度。在水电正常运行的情况下，其蓄水位的盖度可以达到800米以上。根据水电站的实际需要，需要在其中开启25条横向的缝隙，通过这些缝隙将大坝分为16个坝段，不同的横缝之间的长度在22米左右，坝段的平均宽度为21.6米，由于本水电站没有对纵缝的需要，因此暂时不考虑设置纵向的缝隙。根据设计人员对于水电站的设计讨论结果，确定对本水电站的全部横向缝隙采取灌浆接缝的工艺进行施工。

2灌浆接缝施工工艺分析

2.1灌浆接缝的具体流程

大坝接缝灌浆较固结、帷幕灌浆施工工序流程要复杂一些，其工作大部分主要集中在准备工作阶段及对灌浆前一些特殊情况的处理。

2.2初期工作

接缝灌浆前准备工作主要包括：灌浆前按灌浆压力的80%对灌区进行全面性通水检查、接缝张开度检查、灌浆温度检查等。全面性通水检查。全面性通水检查采用单开式和封闭式两种，单开式通水检查主要是检查灌浆管路（进浆管、升浆管及排气管）及缝面（分为大坝上游面及下游面）的通畅情况。封闭式检查时从进浆管通水，关闭所有排气管，通过计算管路及缝面的充水量与实际稳定时的进水量差值判断接缝灌浆灌区的封闭情况。接缝张开度检查。接缝张开度检查是接缝缝面可灌性的重要指标。根据现场具体情况，可采用预埋电子测缝计观测、注水估算法计算等方法同时或采用其中一种方法检查。灌浆温度检查。灌浆前，各灌区的坝体混凝土拟采用预埋测温仪器和冷却管通水闷温方法进行检查。采用测温仪器时，一般每7-14d定期观测、记录温度一次，接近灌浆时加密观测。后者，对灌区两侧混凝土每一浇筑层的冷却水管都进行通水，然后关闭进、出水阀门，使混凝土与管内的水充分进行热交换。测读时将闷温的水放人保温杯或绝热材料做的小水桶内，立即用温度计测定水温，连测三次，取其平均值作为该层冷却管的温度资料，再取各浇筑层温度的平均值为坝块的温度。预灌性压水。灌区检查完成（处理）合格后，进行灌前预灌性压水检查，压水压力同于灌浆压力。压水检查完成后接缝灌浆前应对灌区进行充水浸泡24h，灌浆前放空或用风吹净缝内积水后方可进行灌浆施工。

2.3观测增开度

为了控制横缝在灌浆过程中的增开度，采用安装在大坝下游表面或廊道内壁变形观测装置，对灌浆全过程中灌浆缝及其邻缝的增开度进行观测。在闭浆升压的时候，如果增开度增大的趋势明显并接近0.5mm，测读人员立即通过对讲机或临时电话通知灌浆人员。灌浆人员根据情况作适当的调节，如减小进浆压力、增加邻缝平压水压力等，但平压水压力保证在灌区顶部压力不超过0.2MPa。

2.4设定灌浆压力

灌浆压力以灌区层顶回浆槽（排气槽）压力作为控制值，以进浆管口（灌区层底）压力作为辅助控制值。横缝灌浆压力：灌区层顶一般采用0.35MPa。

2.5灌浆水灰的配比

接缝灌浆采用单一水灰比，混凝土缝面采用0.45：1浆液。浆液中掺高效减水剂，28d浆液强度不得低于M40，浆液析水率2h不大于3%。

2.6设置结束灌浆的基本条件

当排气管排浆达到或接近最浓比级浆液密度，且管口压力或缝面增开度达到设计规定值，注入率不大于0.4min时，持续20min，灌浆即可结束。灌浆结束时，先关闭各管口阀门后再停机，闭浆时间不少于8h。

3施工中存在的问题以及相应的处理方法

虽然灌浆接缝工艺的优势相对较多，但是在对水电站实施这种工艺时，仍然会出现技术性以及施工方面的问题，常见的特殊问题包括：串区、浆液发生外露。管路出现堵塞的情况。由于实施接缝灌浆施工，施工中的各个环节联系紧密，因此不可忽视细节性的问题，施工人员在有需要的情况下，甚至可以财务物探的先进探测手段进行检查。灌注的浆液出现外漏的情况比较常见，在处理这种大坝施工问题时，需要施工人员在坝体的外部封堵漏浆的位置，封堵的材料比较特殊，一般选取的水泥砂浆内部都被掺入了具有加速作用的凝剂，另外环氧砂浆以及锚固剂也是最佳封堵材料，其他一些具有化学性质的封堵材料可以用于封堵需要。当采取直接封堵，没有实施密闭时，可以用环氧砂浆作为封堵材料对漏浆的坡口进行封堵。

4结论

在大坝施工中的施工要求中，对于质量的要求是最为重要的一方面，如果想要保证大坝的质量，就必须要清楚地认识到灌浆接缝工艺的重要性，将这种施工工艺的各个施工要点都牢牢把握住，注意大坝施工的细节性问题，因为在施工环节中，如果一个施工环节出现了问题，那么施工的整体环节都会出现问题，最终导致大坝施工难以顺利进行，因此，在进行实际施工，施工人员需要对灌浆接缝的施工技术有足够的了解，根据大坝的实际情况来调整对施工步骤进行调整，充分保证大坝的质量。

作者:卢金华 单位:黑龙江蓝波建筑工程检测有限公司

参考文献

观瀑亭水电站施工控制网施测 篇10

西江观瀑亭水电站位于西江干流中游河段贵州省中部兴庆县境内, 西江干流中游河段上, 是西江流域规划中规模最大的水电工程。与金阳市直线距离约135km, 距上游已建的西江渡水电站137km, 下游拟建思木水电站89km, 控制流域面积43250km2, 占全流域的49.2%。该水电站工程为国家大 (I) 型一等工程, 电站总装机容量3000MW。多年平均发电量96.67亿KWh, 过坝船舶吨位300吨级, 年过坝能力为293万吨, 具有发电、航运、防洪等总合效益。电站枢纽控制工程主要由双曲拱坝、河床坝身泄水建筑物、右岸地下式厂房、左岸泄洪洞、左岸三级垂直升船机和垂直防渗帷幕等组成。观瀑亭水电站大坝坝体采用混凝土抛物线型双曲拱坝, 坝顶上游面弧长552.6m坝顶高程640.5m, 最大坝高232.5m。

2 网型布设

水平控制网由10个基准点组成, 点号分别为:GPT01、GPT02、GPT03、GPT04、GPT05、GPT06、GPT07、GPT08、GPT09、GPT10。其中单号位于西江左岸, 双号位于西江右岸;起算数据GPT02、GPT09均为观瀑亭原控制网观测成果。水准网由基准点LE01及其副点LE01-1、2个工作基点LS01、LS02和19个基准网点LR01、LR02、LR03、LR04、LR05、LR06、LR07、LR08、LR21、LR22、LR23、LR24、LR25、LR26、LR27、LR28、LR29、LR30、LR31组成。

3 控制网观测

3.1 水平控制观测

水平角用TCA2003测量机器人采用全圆方向法按国家一等边角网精度要求进行观测, 测角中误差不大于±0.7”, 角极条件自由项须全部在限差范围内。全网共10个测点, 进行了两套独立观测。在10个测点上设站, 每测站观测12测回, 分别在两个时间段内完成水平角方向观测, 第一套观测资料符合要求后进行第二套成果的观测, 两套成果共观测20组水平角。

边长用测量机器人TCA2003按国家一等边角网精度要求进行观测, 全网共29条边, 每条边在两个异午时间段内进行对向独立观测, 第一套观测资料符合要求后进行第二套成果的观测。每套成果每条边观测前后测定干温、湿温、和气压。所用气象仪表为经过计量部门检定合格的通风干湿温度计和空盒气压计。两套成果共观测116条边。

3.2 垂直控制观测

水准网按一等水准要求组成闭合环线施测。起算点的高程连测和水平控制网观测墩的高程连测从水准网点按一等精度要求进行支测。最大视距<30m, 视线高不低于0.5m, 前后视距不等差≤0.5m, 视距差累计≤1.5m。第一套水准观测共1059站, 同午130站, 占总站数的12.3%;第二套观测共1052站, 同午124站, 占总站数的11.8%。水准网观测一等水准25km, 两套共50km。水准测线有两处跨越西江, 选取江面宽度小于100m的地方, 采用常规方法进行跨江观测。

3.3 坐标、高程连测

平面坐标连测:将水平控制网中GPT06、GPT10和原施工控制网中GPT02、GPT06组成大地四边形, 按国家Ⅳ等边角网的要求进行施测, 水平角观测设站4点计12方向、观测边长6条。

高程连测:将施工控制网中的水准点SG04基与水准网中LR08进行连测, 求出水准网基点LE01-1的高程, 并连测施工控制网中GPT02、GPT06两平面点进行检核。

4 控制网计算

4.1 水平控制网平差

平差计算分三步进行。

(1) 以GPT02、GPT06为起算点, 对所有经投影改正后的边长和观测水平角进行整体平差, 计算出GPT09的坐标和GPT09~GPT02的方位角。

(2) 以GPT09的坐标和GPT09~GPT02的方位角为起算数据, 将平面监测网两套边、角观测值合并进行整体平差, 求出GPT02的坐标。

(3) 以GPT09、GPT02两点的坐标为起算数据, 分别对两套边、角进行平差计算, 计算出网中各点两套坐标及其坐标中误差取两套成果的平均值作为各点首次值。

4.2 高程网平差

水准网组成一条闭合路线进行观测高程连测和观测墩连测均按一等要求从水准网点支测, 计算工作按下述流程进行。

(1) 对两套观测高差分别进行标尺长度改正计算, 编制高差表。

(2) 将所有经过尺长改正后的高差合并, 以SG04基为起算点, 平差计算求出各点高程、高程中误差和路线闭合差。

(3) 以第二步计算出的LE1-1的高程为起算点, 分别将两套改正后的高差 (含观测墩连测高差) 进行平差计算, 求出各点两套高程, 两套成果取中数后作为首次观测高程基准值。

(4) 对测距边 (经气象改正后) 进行加、乘常数的内插改正计算。

(5) 将观测斜距精确归算到标心。

(6) 将标心斜距投影到640m (平面监测网点平均高程) 高程面。

(7) 对经预处理后的观测边长和观测水平角进行各项验算;求算出坐标连测的大地四边形、水平控制网第一套、水平控制网第二套的三角形闭合差、测角中误差, 角、边极条件自由项。

5 结语

(1) 水平控制网方向、边长观测使用测量机器人技术, 提高了观测的精度, 加快了观测进度。使用测量机器人进行自动观测, 自动记录观测数据, 再通过专用软件将记录数据生成观测手簿, 整个过程减少了工作中出错的几率, 提高了工作效率。

(2) 垂直控制网水准观测使用高精度电子水准仪DINI12配合条码式铟瓦水准尺, 记录采用惠普掌上电脑加曾获湖北省科技进步三等奖水准记录软件, 降低了作业难度, 提高了工作速度和观测精度。水平控制网网点高程联测中, 在地形条件恶劣的地方采用高精度经纬仪WILDT3和TCA2003同时对象观测垂直角的方法, 加上高精度测边计算各点的高程, 大大减小了作业难度和作业时间。

(3) 采用了“八五”国家科技攻关中的科研成果“高精度大地测量监测自动化系统”, 生产中采用了该成果的新理论与新技术, 其中采用的软件分三类: (1) 外业观测的记录软件; (2) 内业计算的观测数据预处理与平差处理软件; (3) 成果整理的各类软件。以上新技术对提高监测精度、保证质量及做到及时提供监测成果起到了关键性作用。

参考文献

[1]水利部, 电力工业部.水利水电工程施工测量规范 (SL2-93[) S].北京:水利水电出版社, 1994.