目 录
1、设计管理 ..............................................................................................................................................................1
1.1 设计阶段及周期 .........................................................................................................................................1 1.2规划阶段 ......................................................................................................................................................1 1.3预可研阶段设计 ..........................................................................................................................................3 1.4可研阶段 ......................................................................................................................................................8
1.4.1勘测试验 ...........................................................................................................................................8 1.4.2 建坝成库技术 ............................................................................................................................... 13
1.4.2.1筑坝技术 ............................................................................................................................. 13 1.4.2.2防渗技术 ............................................................................................................................. 14 1.4.2.3消能防冲技术 ..................................................................................................................... 14 1.4.2.4库岸工程 ............................................................................................................................. 15 1.4.3 输水建筑物设计 ........................................................................................................................... 15
1.4.3.1Ⅲ、Ⅳ类围岩下的高压钢筋混凝土岔洞 .......................................................................... 15 1.4.3.2Ⅲ、Ⅳ类围岩为主的高压隧洞钢衬设计 .......................................................................... 15 1.4.3.3高压隧洞结构设计的总结 ................................................................................................. 16 1.4.3.4进/出水口的设计 ................................................................................................................ 16 1.4.4厂房系统设计 ................................................................................................................................ 16
1.4.4.1洞室的综合利用 ................................................................................................................. 16 1.4.4.2厂房的振动 ......................................................................................................................... 17 1.4.4.3习惯符合性设计 ................................................................................................................. 17 1.4.5机电设计 ........................................................................................................................................ 17 1.4.6设计管理 ........................................................................................................................................ 17 1.4.7可研阶段专题报告 ........................................................................................................................ 17
2、施工过程管理 ................................................................................................................................................... 22
2.1 主要参建单位 .......................................................................................................................................... 22 2.2电站工程大事记 ....................................................................................................................................... 22
2.3前期筹建及准备工程分标规划 ............................................................................................................... 25
2.3.1筹建期项目分标方案 .................................................................................................................... 25 2.3.2 两路工程 ....................................................................................................................................... 26 2.3.3两洞工程 ........................................................................................................................................ 26 2.3.4弃渣场 ............................................................................................................................................ 26 2.3.5料场开采及砂石加工系统 ............................................................................................................ 26 2.3.6施工场地 ........................................................................................................................................ 27
3主体土建工程施工 .............................................................................................................................................. 27
3.1主体土建工程标段划分 ........................................................................................................................... 27 3.2上下水库施工特点 ................................................................................................................................... 28 3.3输水发电系统施工要点 ........................................................................................................................... 29
3.3.1地下厂房 ........................................................................................................................................ 30 3.3.2斜井施工 ........................................................................................................................................ 31 3.3.3施工支洞堵头 ................................................................................................................................ 33 3.3.4裂缝处理 ........................................................................................................................................ 33 3.3.5尾水调压井 .................................................................................................................................... 33 3.3.6灌浆排水工程 ................................................................................................................................ 34
4主要工程建筑物工期 .......................................................................................................................................... 34
4.1筹建期工程 ............................................................................................................................................... 34 4.2上水库 ....................................................................................................................................................... 34 4.3下水库 ....................................................................................................................................................... 35 4.4地下厂房 ................................................................................................................................................... 35 4.5发电节点 ................................................................................................................................................... 35
1、设计管理
1.1 设计阶段及周期
抽水蓄能电站勘察设计阶段划分:规划阶段、预可研阶段、可行性研究阶段、招标设计阶段、施工详图阶段。
各阶段报告编制、审查时间和分析说明
通过资料收集和分析,报告编制时间与外业开展情况、站址资源条件、移民工作是否顺利进展以及设计难易程度等有关。
选点规划阶段:报告编制工期约为12~24个月。报告编制完成后等待审查时间和审查后修改直到拿到批文工期约为3~5个月。
预可阶段:报告编制工期约为8~14个月,报告编制完成后等待审查时间和审查后修改直到拿到批文工期约为4~6个月。
可研阶段:报告编制工期约为14~30个月。报告编制完成后等待审查时间和审查后修改直到拿到批文工期约为4~8个月。
招标设计阶段:文件编制一般3~6个月。
施工详图阶段:根据工程进度,按提前半年提供相应部位的施工图纸及文件,一般周期4年。
1.2规划阶段
规划范围一般以省(市)级或区域电网所覆盖的地区为宜,必要时也可进行局部地区的选点规划。
抽水蓄能电站选点规划的任务是:
a)分析论证电力系统建设抽水蓄能电站的必要性、合理规模和合理布局;
b)选择电力系统抽水蓄能电站规划站点,调查研究影响站点开发的重大地质问题、识别生态环境和经济社会方面的制约因素;
c)开展规划站点勘测设计工作、综合比较推荐近期工程。
抽水蓄能电站选点规划,应在站点普查的基础上进行,未普查过的地区应进行补查,已普查过的地区应进行复查。规划水平年一般采用规划报告编制年份后10~15年,并尽可能与国民经济发展规划年份相一致。
第一阶段采用比例尺不小于150000的地形图,进行全省范围内的资源点普查,根据地形、地貌、水源条件、成库条件、水头、距高比等,选出具备建设抽水蓄能电站条件的资源点,并对普选资源点初估水库、电站基本参数。应避开风景名胜区、自然保护区、水源保护
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区等环境敏感区域,处理好开发与环境保护的关系,应避开各省主体功能区划划定的禁止开发区,尽量绕避其限制开发区。
第二阶段对普选资源点进行比较和筛选,分三个步骤,先对普选资源点从地理位置、装机规模(100MW以上)、水头(300m以上)、距高比(1:7))、交通条件等方面进行初选,选出条件相对较好的资源点;再在此基础上采用比例尺1∶10000的地形图和1∶200000区域地质图进行复核,选出地理位置及地形地质条件合适的站址开展现场查勘;最后根据现场查勘情况,分析研究其地形、地质、水源条件、水库淹没、环境影响、工程布置及施工等条件,比较选出开发条件较优的站址作为可开发站址。
第三阶段结合建设必要性分析论证,根据电力系统发展需求,初步分析抽水蓄能电站的经济规模,综合分析普查成果中各站址的建设条件,从可开发站址中选择若干站址作为规划站址,按照规划阶段的深度要求开展勘测设计工作,对规划站址通过技术经济及其他条件综合分析比较,推荐近期工程。
通过分析各规划站址的建设条件,包括地形地质条件、水源条件、水库环保条件、对外交通条件、接入系统条件、电站规模和特征参数等条件,按比选条件和参数一致的原则,经经济比较并根据分区布局的合理性推荐近期开发站址。
抽水蓄能电站选点规划报告主要包括前言、综合说明、建设必要性、规划站点选择、规划站点的建设条件及工程设计方案、近期工程选择、结论与建议。
编制工期:根据外业开展情况、站址资源条件以及设计难易程度等,报告编制工期约为12~24个月。
审查工期:一般情况下,报告编制完成后上报水电水利规划设计总院,等待审查时间约需1~2个月;审查后根据报告的修改情况、水电水利规划设计总院审批程序等因素的影响,工期约为2~3个月。
报批流程:报告送审稿编制完成→上报国家发改委→水电水利规划设计总院安排审查→现场查勘、报告审查→报告修改→报告审定稿报送水电水利规划设计总院→水电水利规划设计总院同意审定稿报告→下发审查意见→总院将批准选点规划报告的请示以及地方政府发改委的请示报送能源局→能源局对此请示复函→最后业主上报开展电站项目前期工作的请示到国家发改委→国家发改委路条批复(同意开展前期工作)。
抽水蓄能电站选点规划报告经审批后,作为抽水蓄能电站开发的重要依据。根据客观情况的变化,应对规划选点报告进行滚动修编,以满足电力系统不同发展水平的需要,修编后的抽水蓄能电站选点规划报告应报原审批机关审查批准。
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1.3预可研阶段设计
预可行性研究阶段工作主要是在抽水蓄能选点规划工作的基础上,对近期拟开发站点工程规模进行初步选择与比较,以确定拟建项目的一个总体规模设想。首先需概述设计蓄能电站所在地区选点规划情况,论述电站开发任务,明确电站供电范围和设计水平年,分析电力系统对电站发电利用小时数的要求,初步选择电站装机容量和特征水位,初拟额定水头、经济洞泾、水库运行方式,初步比较拟定机型、装机台数,枢纽布置及施工布置方案进行初步经济评价。
对设计抽水蓄能所在地区(以省为主)概述抽水蓄能选点规划情况,须明确设计电站已纳入选点规划。
需控制的关键内容 a)必要性
从市场空间需求、调峰需求、储能需求、经济需求以及电网安全需求四方面综合考虑,确定系统需新增抽水蓄能电站装机规模。
从国家能源产业政策、资源合理利用开发、电网安全稳定、智能电网、节能减排、新能源消纳等方面综合分析论证工程建设的必要性。
b)水文、泥沙
设计洪水和径流成果均为本阶段的关键参数,需关注的关键内容即为设计洪水及径流成果的合理性及径流的可靠性。另外,需关注水情自动测报系统的必要性。
c)工程地质
区域构造稳定性及地震活动性。重点是近场区及场址区有无活动性断层及其对工程的影响,地震动参数及基本烈度。须进行地震安全性评价专题研究,获取国家地震局正式批文,需业主配合进行地震安全性评价报告报审。
上、下水库渗漏问题及库岸稳定问题,特别是对库坝影响大的滑坡、崩塌、泥石流等不良物理地质现象。
坝址区工程地质、水文地质条件及坝基(肩)渗漏等主要工程地质问题。 输水发电线路地形地质条件及线路选择。 天然建筑材料料场初选。
地下厂房探洞施工期较长,为了加快可行性研究阶段的勘测设计周期,地下厂房区洞探、钻探、试验工作可适时提前进行。
d)工程规划
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电力系统需求;站址建设条件,包括站址自然条件和工程建设条件;技术经济指标;项目业主投资意愿等外部条件。
e)建设征地和移民安置
由项目主管部门或者项目法人委托设计单位负责进行实物指标调查,地方人民政府及有关部门参与和配合。地方人民政府及有关部门参与和配合实物指标调查工作,并负责提供地方经济社会统计、国民经济发展规划等资料,协调处理实物指标调查中出现的有关问题。主要需控制重要大中企事业单位、重要专业项目、城市集镇的处理方案。
f)环境保护与水土保持
本阶段需控制的关键内容是工程建设避开自然保护区、风景名胜区、森林公园、世界自然文化遗产、地质公园、饮用水源地、军事设施、生态红线等环境制约因素;同时还应避开泥石流易发区、崩塌滑坡危险区以及易引起严重水土流失和生态恶化的地区、全国水土保持监测网络中的水土保持监测站点、重点试验区,不得占用国家确定的水土保持长期定位观测点,宜避开生态脆弱区、固定半固定沙丘区、国家划定的水土流失重点预防保护区和重点治理成果区。弄清楚受工程影响的自然保护区、风景名胜区等的类型、级别、范围与功能分区及主要保护对象状况,尽量采取避让措施,对于无法完全避让的需及时提出调整方案和建议,申请办理调整相关手续。
g)工程布置及建筑物 1)坝工
根据工程规模,初步确定工程等别及主要建筑物的级别和相应洪水标准,初步确定抗震设计参数。
根据枢纽区的地形地质、工程布置、工程量、施工、投资等条件和运行要求,初选代表性坝址。
蓄能电站上、下水库坝址选择主要受地形地貌、工程水文地质条件、发电水头、枢纽布置及施工条件等多因素制约,可供坝址选择的范围较小,一般选择上、下两个坝址进行方案比选。当上、下水库为狭长形河道,有两条以上坝址时,可根据需要按上、下水库多条坝址作排列组合进行方案比选。根据拟定的比选坝址,结合输水发电系统和施工条件,一般按照以下4个方案进行拟定坝址比选。
方案1:上水库上坝址枢纽布置方案+输水发电系统+下水库下坝址枢纽布置方案; 方案2:上水库上坝址枢纽布置方案+输水发电系统+下水库上坝址枢纽布置方案; 方案3:上水库下坝址枢纽布置方案+输水发电系统+下水库上坝址枢纽布置方案; 方案4:上水库下坝址枢纽布置方案+输水发电系统+下水库下坝址枢纽布置方案。
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坝址比选中,初拟的枢纽布置方案(包括坝型、泄水建筑物、输水和开发方式等)尽可能保持一致,在基本保证同方案比较的基础上,根据初拟可行的枢纽布置方案,主要从上下水库的地形、地质、水文、建筑材料、工程量、施工条件、施工工期、环境影响、建设征地移民安置、工程投资等方面综合比较,选定上、下水库的坝址。初拟坝线,初步比较拟定代表性坝型。
蓄能电站坝址选择一般从属电站地理位置、建坝成库和大型地下洞室群成洞条件,库周范围小,坝址选择余地小。在上、下水库坝址比选过程中,当上水库或下水库两个坝址的枢纽布置方案工程地形地质条件差别不大,基本不影响工程水能参数、输水发电系统和施工布置的情况下,可取上水库或下水库两个坝址的枢纽布置方案进行独立比较,以简化坝址比选工作量。前期勘察设计中根据工程区实际情况,宜避开工程地质条件差、水库淹没范围广、水能参数幅度变化大、移民安置困难、施工条件和建坝成库条件差的坝址,可酌情简化上、下水库坝址比选方案量。
2)水道
预可研阶段水道设计的主要过程为:获取设计信息(主要包括地形地质、水文、特征水位、材料分布、工程布置、水库淹没、环境影响和交通条件等),确定建筑物等级及设计标准,初拟输水线路、供水方式、主要建筑物布置方案;拟定上、下水库进/出水口和调压井的控制高程、隧洞洞径、衬砌型式、钢衬段排水布置及检修通道;隧洞开挖支护及灌浆参数,并计算各主要建筑物的工程量。
按照“确保安全、留有裕度”的原则,在进行输水系统的调保计算时,应适当从严控制调保参数设计值,在输水系统洞径、调压室的参数的选择上留有适当的余地,以保证后续设计工作的顺利开展和电站的安全稳定运行。
3)厂房
预可研阶段厂房设计的过程主要为:获取设计信息(主要包括地形地质、水文、特征水位、材料分布、工程布置、环境影响和交通条件等),确定建筑物等级及设计标准,初拟厂房开发方式、布置位置及轴线方向;厂房系统各建筑物相互关系;各主要建筑物控制尺寸、各层高程及内部布置;交通、通风、出线、防排水布置;洞室支护参数,并计算各主要建筑物的工程量。
h)机电及金属结构
配合水能专业进行特征水头、装机容量、装机台数的比选。 根据电站水头/扬程变幅和应用范围,选择合适的可逆式水泵水轮机型式。 初步比较拟定水泵水轮机的目标参数,并计算原型水泵水轮机的转轮直径、额定转速、水轮机工况特性参数、水泵工况特性参数、流道
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尺寸等。 初拟水泵水轮机主要附属设备,包括进水阀及液压装置、调速器及油压装置。 拟定水泵水轮机空化系数和吸出高度,保证机组稳定运行,提高电站空化裕度。 提出电站调节保证计算的初步成果。初拟厂内起重设备的型式和数量。 研究水泵水轮机、发电电动机、桥式起重机和主变压器等各重、大部件的运输措施,满足电站的大件运输要求。 初拟主厂房各部位控制尺寸及主要机电设备的布置方式。提出水力机械主要设备清单。
装机容量、机组机型、厂房内部机电设备布置等涉及业主后期检修运行与维护方便、公共健康安全、运行环境的,业主需控制。
i)施工组织设计
预可研阶段施工组织设计的过程主要为:收集设计信息,主要包括地形地貌、水文地质、水工建筑物布置、对外交通、施工场地及天然建筑材料条件等;初步比较拟定导流方式、导流标准、导流程序、导流建筑物的型式与布置,初拟截流下闸蓄水标准和安排;初步比较拟定料源方案和开采加工运输方式;初拟主体工程施工程序施工方法;初选对外交通运输方案,初步比较拟定场内交通干线规划布置、初拟主要施工厂房设施规模、施工总布置及施工分区规划,提出施工用地范围;初步比较拟定施工总进度,提出第一台机组发电年限和总工期。
工程首台机组发电工期和工程总工期;工程对外交通方案、建筑材料的来源、已建水库改、扩建工程的施工导流规划等。
j)工程投资
根据造价编制的有关规程、规范,工程所在地省、自治区颁发的与工程投资有关的文件和规定,按照预可行性研究阶段的工程量、施工组织设计等,以编制期的价格水平编制投资估算文件。
采用水电工程概算定额编制建筑安装工程单价时,定额人工和机械消耗量乘1.05的阶段扩大系数。
配合各专业进行方案的经济比较,选定最优方案。方案的经济比较可能有如下项目: 1)正常蓄水位及其它特征水位经济比较;2) 装机容量经济比较;3)机组台数经济比较;4)经济洞径比选;5)坝址经济比较;6)坝型经济比较;7) 枢纽总布置方案的经济比较;8)其他方案经济比较。
根据抽水蓄能电站工程的特点,投资估算要重点研究和分析以下问题:
1) 对于钢筋(钢材,特别是压力钢板)、水泥、粉煤灰、油料等用量大,且需远距离从其他地方运至工地的主要材料,应根据施工组织设计初拟的供应厂家及运输路线,合理分析确定原材料预算价格;
2)永久和临时交通工程公路:根据工程所在地已建、在建公路造价资料和本工程情况进
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行分析后,合理确定造价指标;特别地,抽水蓄能电站一般均在山区,其连接上、下水库的永久道路的造价指标还应结合工程地形、地貌分析确定;
3)对于挡水工程为(碾压)混凝土坝的:因对外来物资,如水泥、粉煤灰的依赖性较强,其对投资的影响较敏感,尤其应仔细研究、分析材料供应地、供应路线,准确确定水泥、粉煤灰等材料预算价格;重点分析、研究碾压混凝土等项目的施工工艺,合理选取定额,必要时编制补充定额;
4)对于挡水工程为当地材料坝的:因土石方开挖量一般均较大,应根据施工组织设计选用的工艺,研究、分析土石方平衡情况,合理选取定额,分项(开采料和利用料)计算填筑单价;对混凝土面板、趾板及面板防渗等施工难点进行研究,合理确定相应工程单价;
5)结合石方明挖和洞挖的特点,根据施工工艺,研究落实石方开挖定额内火工材料的耗量,必要时编制补充定额计算开挖单价;
6) 建筑安装工程定额补充:工程单价不能直接套用执行定额子目计算时,编制补充定额,其编制水平与编制期有效版本定额水平基本上一致;
7) 机械台时费补充:补充台时费定额时,基本折旧按设备预算价格、经济寿命计算,修理费参考编制期有效版本台时费定额中同类机械修理费占基本折旧比例进行分析计算;
8)机组设备价格:根据设计专业选定的机组情况,分析国内类似电站额定水头下的机组概算价、招标价后,确定本电站机组价格;
k) 经济评价
预可行性研究阶段项目经济评价是采用本阶段估算的项目投资,对本项目进行初步经济评价,判断项目是否具有生命力,为项目是否继续开展下步可行性研究工作提供参考依据。其勘测设计过程为:根据电站在电力系统所取得的效益和工程估算投资进行项目经济评价。主要工作内容包括国民经济评价和财务评价。
国民经济评价以经济内部收益率和经济净现值作为主要评价指标。当项目的经济内部收益率等于或大于社会折现率时,经济净现值等于或大于零时,认为该项目是经济的。
财务内部收益率指标应根据项目建设投资构成情况进行分析计算,一般包括全部投资和资本金的财务内部收益率两部分,并与电力工业财务内部基准收益率和资本金财务基准收益率进行比较,当大于或等于财务基准收益率时,项目在财务上才是可行的。
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1.4可研阶段
可研阶段各专业的设计可参考各专业各章节的报告,下面主要就勘测设计经验方面和重点关心的内容做个简述。
1.4.1勘测试验
抽水蓄能电站工程主体分为三个部分,上水库、输水发电系统及下水库。主要有水库的工程区域地质、渗漏、库岸稳定、高压岔管及厂房地应力的测试、围岩稳定、料源问题等。
主要采用钻探、洞探、坑槽探、竖井、物探,现场有压水、抽水、注水、高压压水等试验,水压致裂法、应力解除法等地应力测试、变形试验、软弱夹层抗剪、岩土试验等。对于地下厂房的勘探,目前多采用平洞勘探结合洞内钻探和试验手段进行。
a)主要勘测工作量
依据有关的行业规范,结合本电站的工程特性、实际工程地质条件以及预可研阶段的审查意见,对工程区主要工程地质问题进行了有针对性勘察研究工作。
可研阶段勘察工作量统计见表1.4.1,以下数据可供参考。
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表1.4.1 主要勘察试验工作量表
工 作 量 工 作 项 目 单位 规划 地形图数字化 1∶2000坝段地形测量 四等GPS测量 四等三角高程测量 五等导线选埋 五等导线观测 二级导线测量 测 量 1∶500上、下库(含坝址)地形测量 1∶2000上、下库、输水线路地形测量 1∶1000厂房自流洞出口地形测量 1∶2000石料场地形测量 1∶1000施工区及业主营地地形测量 1∶1000进场公路地形测量 1∶1000上下库连接公路地形测量 1∶1000渣土场地形测量 上、下库及施工区水库淹没线、征地红线临时界桩测量 1∶50000区域地质测绘 1∶10000近场区工程地质测绘 1∶5000工程区水文地质测绘 地 质 1∶2000工程区工程地质测绘 1∶1000输水线路工程地质测绘 1∶500上、下库坝址区工程地质测绘 1∶1000输水线路工程地质剖面测绘 1∶500枢纽建筑物工程地质剖面测绘 1∶10000天然建筑材料地质测绘 1∶1000石料场工程地质测绘 1∶1000上、下库土料场工程地质测绘 幅 km2 点 km 点 km km km2 km2 km2 km2 km2 km2 km2 km2 点 km2 km2 km2 km2 km2 km2 km/条 km/条 km2 km2 km2 24 3.36 36.7 2.3 2.6 - 4.56/2 - - - - 预可 45 80 60 60 100 3.9 12 0.6 0.8 37 21.8 13.6 13.6 2.5 1.2 6.61/4 8.26/16 44.6 2.17 0.23 可研 0.4 2.41 3.5 5.2 0.3 400 8.8 1.2 0.9 10.6/4 18.05/16 - - - 总计 24 3.36 45 80 60 60 100 3.9 12 0.6 1.2 2.41 3.5 5.2 0.3 400 73.7 21.8 13.6 24.7 6.3 2.1 21.77/10 26.31/32 44.6 2.17 0.23
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表1.4.1(续)
工 作 量 工 作 项 目 单位 规划 1∶1000石料场工程地质剖面测绘 1∶1000土料场工程地质剖面测绘 1∶500自流排水洞出口工程地质测绘 1∶500上、下库进/出水口工程地质测绘 1∶500进厂交通洞、通风洞与出线平台工程地质测绘 1∶1000堆渣场工程地质测绘 1∶500施工区及业主营地工程地质测绘 地 质 1∶1000进场公路带状工程地质测绘 1∶1000进场公路工程地质剖面测绘 1∶1000上下库连接公路带状工程地质测绘 1∶1000上下库连接公路工程地质剖面测绘 1∶1000上、下库库岸边坡带状工程地质测绘 1∶1000上、下库库岸边坡工程地质剖面测绘 工程区节理裂隙统计 上、下库钻孔地下水位长期观测 钻探值班编录 勘探平洞值班编录 槽坑探值班编录 工程区岩心钻探 上水库石料场岩心钻探 上水库库中岛石料场岩心钻探 勘 探 下水库库内石料场岩心钻探 上水库土料场钻探 上水库坝基土钻 进场公路岩心钻探 m/孔 m/孔 m/孔 m/孔 - - - - - - - - 170.3 /5 134.6/70 102.6/11 339.4/14 170.3 /5 134.6/70 102.6/11 339.4/14 下水库石料场岩心钻探 km/条 km/条 km2 km2 km2 km2 km2 km2 km/条 km2 km/条 km2 km/条 点 孔次/孔 m/孔 m/个 m3 m/孔 m/孔 m/孔 m/孔 - - - - - - - - - - - - - 4 - 450.2/7 - 675 450.2/7 - 预可 9.08/12 2.35/5 - - - - - - - - - - - 9 - 1920.2/25 120/1 1793 1920.2/25 - - - 可研 1.97/2 - 0.14 0.11 0.32 0.27 0.39 4.85 14.45/68 2.38 11.34/57 1.66 3.41/16 12 1097/28 8885.6/283 1873/4 4874 6126.2/113 563.2/17 240.4/10 820.4/20 总计 11.05/14 2.35/5 0.14 0.11 0.32 0.27 0.39 4.85 14.45/68 2.38 11.34/57 1.66 3.41/16 25 1097/28 11256/315 1993/5 7342 8496.6/145 563.2/17 240.4/10 820.4/20 - -
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表1.4.1(续)
工 作 量 工 作 项 目 单位 规划 勘 探 业主临时营地岩心钻探 勘探平洞 槽坑探 工程区地震法勘探剖面 上水库石料场地震法勘探剖面 上水库库中岛石料场地震法勘探剖面 下水库库内石料场地震法勘探剖面 下水库石料场地震法勘探剖面 物 探 下库土料场地震法勘探剖面 钻孔电视录相测试 钻孔岩体声波测试 厂房平洞地震波测试 厂房平洞风钻孔声波测试 厂房平洞γ射线测试 厂房平洞氡射气浓度测试 厂房平洞氡子体浓度测试 现场钻孔压水试验 现场钻孔注水试验 厂房地应力测试(孔壁应力解除法) 高压岔管地应力测试(水压致裂法,三维) 试 验 上水库坝基现场载荷试验 上水库坝基现场渗透试验 现场岩体变形试验 室内岩石物理力学性试验 岩石/岩石、岩石/混凝土抗剪(断)试验 点 点 点 组 组 - - - - - - - - 23 3 9 4 40 17 各2组 9 4 40 40 7 平面应力测试(水压致裂法,单孔) m/孔 m/个 m3 m/条 m/条 m/条 m/条 m/条 m/条 m/孔 m/孔 m/洞 m/孔 点 组 组 段 段 孔 孔/组 孔/组 - - 675 1756.4/3 - - - - - - - - - - - - 74 24 - - - 预可 - 120/1 1793 5691.36/15 - - - - - 229/1 627.4/15 - - - - - 273 83 - - - 可研 108.1/12 1873/4 4874 13797.24/30 2820/8 2020/5 1120/3 7240/10 1090/5 3133/36 2056.6/21 1296/2 1234/840 573 31 31 738 169 2 6/2 1 总计 108.1/12 1993/5 7342 21245/48 2820/8 2020/5 1120/3 7240/10 1090/5 3362/37 2684/36 1296/2 1234/840 573 31 31 1085 276 2 6/2 1
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表1.4.1(续)
工 作 量 工 作 项 目 单位 规划 岩体结构面抗剪(断)强度试验 室内土常规物理力学性试验(土料场) 岩石化学分析 岩石光学鉴定 水质简分析 原状土常规物理力学性试验 全风化花岗岩原状样渗透、渗透变形试验 试 验 全风化花岗岩原状样直剪试验 断层破碎带原状样物性、颗分与直剪试验 人工骨料碱活性试验 沥青混凝土灰岩骨料鉵定 筑坝材料大三轴卸荷试验整理E-B模型参数 筑坝材料中三轴整理E-B模型参整 筑坝材料大渗透变形压缩 筑坝材料大压实 组 组 组 组 组 组 组 组 - - - - - - - - - - - - - - - - 4 5 21 2 7 2 9 6 4 5 21 2 7 2 9 6 断层破碎带原状样渗透、渗透变形试验 组 组 件 组 件 组 组 组 - - - 3 2 - - - 预可 - 14 11 20 4 - - - 可研 7 - 20 6 15 17 4 12 总计 7 14 31 29 21 17 4 12 勘察中需要注意的问题: a) 上下水库、进出水口勘察。
上下水库、进出水口区域一般按1:500地形测量、单个钻孔深度约50m(以深入弱风化基岩以下为佳),建筑物工程区域结合物探地震法勘探剖面,进出水口部位遇复杂地质条件或边坡较高部位可结合勘探平洞,洞深一般30~50m。
上、下水库挡水建筑物根据坝型的不同而有所侧重,对于心墙坝侧重于防渗沿线部位,面板堆石坝为趾版部位,重力坝为坝体上下游范围,拱坝成坝条件差少考虑。对于库岸单薄山脊及两岸坝肩处要设置地下水位长期观测孔,以确定地下水位高程及防渗范围。
泄水建筑主要侧重首部控制段及出口段,进出口部位基岩一般比较破碎,首部控制段为闸室段受力复杂,出口段靠近河床需要抗冲刷,避免施工中因地质勘探不明造成方案调整或工程处理量大。
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进出水口部位靠近河床,主要避开基础破碎部位,避免开挖形成高边坡增加处理难度、风险及投资。
b)料场部位
料场部位一般按1:2000地形测量,土料场和石料场以钻孔结合物探地震法勘探剖面为主,石料场孔深以深入弱风化基岩以下为佳,土料场入岩即可,石料场可根据需要设勘探平洞,洞深一般30~50m。
c)输水发电系统
输水发电系统一般按1:1000地形测量,以勘探平洞结合深钻孔为主。勘探平洞一般按首部式布置考虑,中部和尾部以分支洞方式统筹考虑,勘探平洞一般超出高压岔管部位。勘探平洞城门洞型,尺寸为2mx2.5m,长度一般约1km以上,循环进尺2m,月进尺约150m/月,平洞考虑5‰的纵坡以利于排水,可研阶段勘探周期主要受平洞进度影响。平洞内要进行手风钻钻孔声波测试、γ射线测试、氡射气浓度测试、压水注水试验、厂房及高压岔管地应力测试。
1.4.2 建坝成库技术
抽水蓄能电站一般处于区域负荷中心,宜分区、分散布局。上、下水库的建坝成库、落差等地形地质条件决定了电站的规模、调节能力及运行水头,同时水源条件、施工条件、生态红线、基本农田、水库淹没和环境影响等工程建设条件也是抽水蓄能电站站址选择考虑的主要因素。电站上、下库成库条件好,工程区均处于完整的花岗岩体内,工程地质条件较好,工程造价低,技术经济指标优越,成库条件好、库能充足,是十分优越的站址。如地形地质条件相对较差,电站投资相对就较高。
站址或水库库址选择时,对于利用已建水库作为蓄能电站的上下水库,可以节省投资,但是若相关利益方众多、补偿、调度运行及原水库的综合利用功能矛盾突出时,需要慎重考虑。
1.4.2.1筑坝技术
抽水蓄能电站挡水建筑物普遍存在“中低坝、地形地质条件一般、库水位消落快”等特点。抽水蓄能目前广泛采用混凝土重力坝和土石坝两种坝型,并根据不同工程区的地形地质条件,结合土石方平衡、环境保护、料源、扩库开挖需要与水库淹没、坝高及坝型适应性等综合因素选择合适的坝型。
混凝土重力坝断面小、布置紧凑,对于地质条件较好的坝址,基础覆盖层浅可采用混凝土重力坝,其优势是可简化泄洪建筑物布置。而对于地质条件差,覆盖层深的大都采用土石
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坝,其适应地基变形能力强。蓄能电站多采用常态混凝土或碾压混凝土重力坝。
土石坝多采用混凝土面板堆石坝、心墙土石坝(粘土心墙、塑性混凝土、沥青混凝土)、均质土坝。其中钢筋混凝土面板堆石坝坝型具有良好稳定性、经济性和适应性,国内外已有完全成熟的经验,近年来发展迅速,在常规电站及抽水蓄能电站中都有广泛的应用。混凝土面板坝能较好的适应抽水蓄能电站水位经常性变幅大的特点,且面板防渗性能较好,是上、下水库常用的坝型之一。
堆渣坝目前主要运用在一些低水头临时工程中,而基于抽水蓄能电站大坝挡水水头以中、低水头为主的这一特点,为堆渣坝推广到抽水蓄能电站永久挡水建筑物提供了可能,堆渣坝的最大优点是能够充分利用现有建筑物开挖料,做到土石平衡,既经济又环保。 1.4.2.2防渗技术
上、下水库防渗型式包括局部防渗和全库盆防渗,防渗措施一般分垂直和水平防渗两种,有时两者结合使用。
由于上水库地形零乱,沟谷纵横,成库地形条件较差;地质构造较为复杂,岩层产状变化较大,节理裂隙发育,岩体完整性较差;水库四周山体相对较单薄,地下水及相对不透水层顶板埋藏较深,水库防渗问题突出;同时水库集雨面积小,天然来水量少,水库防渗要求高,其防渗方案和施工质量是影响工程有效运行和工程投资的关键技术问题;设计采用的复合防渗方案:库岸和大坝采用钢筋混凝土面板(沥青混凝土)防渗、库底回填石渣后采用土工膜(混凝土混凝土)防渗。 1.4.2.3消能防冲技术
a)上水库
抽水蓄能电站上水库大都位于山顶分水岭附近,坝址以上流域面积一般较小,考虑24h设计暴雨洪量全部蓄于库内,由坝体超高解决,如投资较省,可不设泄水建筑物,主要通过库岸公路排水沟的设置排泄库水面以外的雨水。
当上水库坝址以上流域面积和洪量较大时,或总库容较大,主副坝坝轴线较长,从经济性及安全性考虑,上水库须设泄水建筑物。
蓄能电站上水库一般泄量小,泄水建筑物一般采用无闸自溢式溢洪道,并可采用竖井结构结合导流洞布置,减少投资。
b)下水库
下水库大都位于山区天然小河沟,属山区径流特点,一般历时短,天然洪峰流量不大;总体来讲,抽水蓄能电站站址位置决定了其天然洪峰流量一般较小,相应水库泄洪规模不大。
下水库需设置泄洪底孔,在遭遇洪水时,及时宣泄多余水量,维持上、下水库调节库容
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总量不变,提高电站发电利用水头,同时通过底孔控制泄量,避免因天然洪水叠加发电流量而造成下游人为洪水。因此下水库一般采用底孔预泄洪水,另结合溢洪道宣泄汛期大流量洪水,当电站整体下泄流量不大时,为减少工程投资,下水库溢洪道一般也采用无闸门控制式。
溢洪道一般采用岸坡(或坝身)开敞式溢洪道或竖井式溢洪道,竖井式溢洪道水力学和日常检修条件不如开敞式溢洪道,但可与导流洞相结合,节省工程投资,也有利于环保,有一定的优势,故已应用于多个蓄能电站,尤其上水库应用较多。对于下水库,如果超过一定泄量,考虑消能效果与结构安全则应谨慎采用。
c)消能型式
如泄水建筑物单宽泄量大,上下游水头高时,可考虑溢洪道挑流消能。如单宽泄量小,开敞式溢洪道可顺应地形地质条件采用台阶并辅以消力池的方式进行消能。 1.4.2.4库岸工程
抽水蓄能电站库水位陡涨陡落,且频率较高,对边坡稳定影响大;库岸以天然土质边坡为主,自身稳定条件差异大,库岸失稳后影响周围山体及相关建筑,且有可能占用有效库容影响,影响电站正常运行。
为满足库区整体美观的需要,在水位变幅区间的坡表面采用干砌石护坡,干砌石层与开挖坡面或填筑料间设置级配碎石反滤保护层;水位变幅区以上土坡分别采用客土喷播、网格梁支护型式,坡面绿化。
1.4.3 输水建筑物设计
输水隧洞设计一般邻近厂房的部位为压力钢管段,其余为钢筋混凝土衬砌段。钢筋混凝土段衬砌厚度0.8m,压力钢管段外包素混凝土厚度0.6m。 1.4.3.1Ⅲ、Ⅳ类围岩下的高压钢筋混凝土岔洞
一般高压岔管选择在地质条件较好的部位,从投资少、施工方便等因素考虑,尽量考虑采用钢筋混凝土岔管。因为地质因素的不确定性,在实际开挖后的地质条件可能恶化,结合实际的地质条件改用钢岔管本应是更可靠的方案,但考虑到实际的施工情况,可能仍然需要采用钢混凝土岔管型式。断层分部位进行钢筋混凝土深置换(最大置换深度达2.5m)+洞周防渗灌浆(高压超细水泥灌浆+高压化学灌浆)的处理措施,从而避免了采用钢岔管方案。 1.4.3.2Ⅲ、Ⅳ类围岩为主的高压隧洞钢衬设计
引水系统采用对称Y形钢岔管与引水支管相连,钢岔管采用内加强月牙肋型式,管壁采用600~800MPa级高强钢材,最大管壁厚度为60mm,肋板厚度120mm。为降低钢管的外水压力,在外围设置排水洞,洞内设辐射状排水孔(D110mm),水洞内的水分别汇入相同高程的
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厂前排水廊道。钢管为Q345D钢,管身预留固结灌浆孔及回填灌浆孔,对高强钢管段,为避免在钢管壁上开孔,固结灌浆采用无盖重灌浆形式,回填灌浆通过隧洞顶部预埋的纵向灌浆管进行,灌浆管为可重复使用。 1.4.3.3高压隧洞结构设计的总结
高压隧洞设计一般要考虑2个方面的问题,一个是承载力方面,另一个是渗透性方面。抽蓄项目的设计中要特别注意渗透性方面的设计,即防止高压水外渗造成的水量损失和对山体边坡、电站建筑物等潜在的危害。
高压隧洞一般是满足埋深和地应力要求前提的,只要围岩稳定满足要求,衬砌可按限裂的透水衬砌设计,大部分隧洞是采用单层配筋。但在地质条件较差,围岩稳定存在问题或变形量较大的情况下,就要考虑加强衬砌和围岩灌浆处理等措施。
内水压力主要由围岩承担,混凝土衬砌开裂设计,主要起减糙作用,防渗设计主体是围岩。围岩高压防渗灌浆设计压力一般随着洞室埋深的增大而增加,且一般均高于内水压力,压力灌浆设计参数一般采取分区、分段、环间分序、环内加密、孔口封闭、纯压式灌浆工艺,实际灌浆效果在钢筋混凝土岔管段,一般以压水试验成果1Lu为控制标准。 1.4.3.4进/出水口的设计
抽水蓄能电站进/出水口分侧式进/出水口和竖井式进/出水口,侧式进/出水口较为常见。但在受到地形条件、其它建筑物的影响等因素时,竖井式进/出水口可能更为合适。
较常规水电站,抽水蓄能电站上、下水库的流域面积较小,污物的来源及污物量一般均较少,可通过设置拦污栅简易检修通道或道路,在低水位进行拦污栅的检修,避免设置高耸的刚架结构,以节省投资和方便检修。
1.4.4厂房系统设计
地下厂房洞室群交错,围岩稳定成为关键技术之一。地下厂房洞室群主要有主厂房和主变洞,洞室间岩壁厚度为其宽度的约1.8倍,其中主厂房宽度多在24m左右,其中长约为宽的6倍,高约为宽的2.3倍;主变洞宽度约20m,宽度与高度基本相同。 1.4.4.1洞室的综合利用
地下厂房埋深是抽蓄电站厂房显著的特点之一。为了满足厂房内机电设备布置、通风、消防、排水等一系列功能要求,需要布置相应的交通、通风、排水、安全,以及施工通道等辅助洞室,形成一个空间纵横交错,规模庞大的地下洞室群。因此,合理的规划洞室群的布置,有利于洞室的综合利用,应充分利用地下厂房空间,尽量做到一洞多用。例如:勘探洞可考虑的用途包括在运行期作为事故排烟洞、尾水调压室通气洞、半自流式排水洞、厂房通
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风洞等。施工支洞与通风通道、油库、安全通道等综合策划。 1.4.4.2厂房的振动
抽水蓄能电站水头高,运行工况转换频繁,可能导致机组产生较大的振动,对厂房结构的刚度和振动控制有较高的要求。
目前在主机间的结构设计中有采用厚板的趋势,需要重视厚板与边墙之间增强联结,即厚板与边墙一起浇筑,使他们形成整体。 1.4.4.3习惯符合性设计
全厂房管路系统采用不锈钢管,虽然前期费用较高,但后期运行过程中基本不用除锈、刷漆等费用,省时省力,运行维护方便。
电站主厂房安装间、母线洞、主变洞、尾闸室等要求免装修部位(板、梁、柱、墙体)需采用悬臂钢模板支架配以高质量的面板(如芬兰面板),以确保混凝土浇筑成型后达到清水混凝土的相应外观要求。
1.4.5机电设计
可逆式机组具有设备繁多、接线复杂、工况转换多、起停频繁等特点,其设计、制造、安装、调试工作量均较大,对机组动态响应速度和可靠性要求高。目前机组均可国产化(哈电、东电),首台机组调可直接从水泵工况或发电工况启动。
可逆性是指水泵水轮机的正转和反转,可历经水泵、水泵制动、水轮机、水轮机制动、反水泵等五个工况区,可实现抽水与发电的直接转换。
1.4.6设计管理
设计项目均采用矩阵管理模式,,项目矩阵管理的两个方面是院常设的专业处室和职能部门。
设计合同签订后,院长任命项目经理,组建设计项目经理部。项目部成员包括项目经理、副经理、项目设总、副设总、计划工程师、质量工程师、各专业部门的项目负责人、专业负责人。
在勘测设计过程中,实行设计人—校核人—专业室主任工程师—专业处专业总工程师—设计总工程师—院总工程师—院长逐级技术质量责任制。
工程设计进度由项目经理/设总全面负责,计划工程师协助管理,业务上受院水电事业部的监督和指导。
1.4.7可研阶段专题报告
蓄能电站可行性研究阶段完成的专题报告月50个,其中需要专项审查、咨询的专题报告
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共19个,其它科研专题报告30个,见表1.4.7-1。
表1.4.7-1 抽水蓄能电站可研阶段专题报告汇总表
序号 一 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 二 1 2 3 4 5
报 告 名 称 专项审查、咨询专题报告 工程场地地震安全性评价报告 省级自然保护区范围及功能区划调整综合论证报告 正常蓄水位选择专题报告(审定本) 枢纽布置格局选择专题报告(咨询本) 施工总布置规划专题研究报告(审定本) 建设用地压覆矿产资源调查报告 工程建设淹没文物及文物保护规划报告 建设场地地质灾害危险性评估报告 水土保持方案报告书(审定本) 环境影响报告书(审定本) 水资源论证报告书(审定本) 建设征地实物指标调查细则 建设征地移民安置规划大纲(审定本) 建设征地移民安置规划报告(审定本) 工程安全预评价报告 接入系统设计报告(一次部分) 接入系统设计报告(二次部分) 工程防洪评价报告(审定本) 工程安全监测设计专题报告(审定本) 项目申请报告 其它科研专题报告 工程地质勘察报告 高压岔管钻孔高压压水试验报告 地下厂房及高压岔管区地应力测试 报告 地下厂房系统工程物探测试报告 岩体变形试验报告 完成时间 2019年12月 2020年7月 2020年4月 2020年6月 2020年7月 2020年5月 2020年7月 2020年7月 2020年9月 2020年10月 2020年12月 2020年4月 2020年10月 2021年2月 2020年7月 2020年6月 2020年6月 2020年9月 2021年3月 2021年5月 2020年6月 2020年7月 2020年7月 2020年7月 编制单位 省海洋地震与工程地震研究中心 国家林业局**调查规划设计院 设计院 设计院 设计院 省国土环境资源厅 省文物考古研究所 设计院 设计院 设计院 省水利厅水文水资源局 设计院 设计院 设计院 中国水利水电建设工程咨询公司 电力设计院 电力设计院 设计院 设计院 设计院 设计院 设计院 设计院 设计院 设计院 备注 已备案 已批复 已批复 已批复 已备案 已批复 已批复 已批复 已批复 已备案 已批复 已批复 已批复 2020年7月 18
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表1.4.7-1(续)
序号 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 报 告 名 称 工程物探测试报告 水质简分析及人工骨料碱活性试验报告 岩土物理力学性质试验报告 面板堆石坝坝料室内试验报告 上水库心墙堆石坝坝基范围覆盖层现场试验报告 天然建筑材料勘察报告 高压岔洞衬砌型式选择及结构计算分析报告(尾部式厂房) 上水库进/出水口模型试验报告 下水库进/出水口模型试验报告 下水库泄水建筑物水工模型试验报告 月牙肋钢岔管三维有限元计算分析研究报告(尾部式厂房) 月牙肋钢岔管三维有限元计算分析研究报告 (中偏首部式厂房) 地下厂房洞室群围岩稳定分析研究报告(尾部式厂房) 上、下水库大坝二维渗流、平面应力变形及坝坡稳定计算报告 输水发电系统水力机械过渡过程与数值分析与计算报告(一)(尾部式厂房) 输水发电系统水力机械过渡过程与数值分析与计算报告(二)(尾部式厂房) 输水发电系统水力机械过渡过程与数值分析与计算报告(一)(中偏首部部式厂房) 输水发电系统水力机械过渡过程与数值分析与计算报告(二)(中偏首部式厂房) 电气主接线方案论证专题报告 混凝土配合比及性能试验研究报告 上库主副坝沥青混凝土心墙材料试验研究报告 蓄能电站建设区生态调查报告 蓄能电站环境现状监测报告 使用林地可行性研究报告 建设征地实物指标调查报告 完成时间 2020年5月 2020年5月 2020年5月 2020年7月 2020年6月 2020年6月 2020年7月 2020年7月 2020年10月 2020年7月 2020年7月 2020年12月 2020年10月 2020年6月 2020年10月 2020年10月 2020年12月 2020年12月 2020年6月 2020年7月 2020年7月 2020年6月 2020年6月 2020年7月 2020年7月 编制单位 设计院 设计院 设计院 设计院 设计院 设计院 武汉大学 设计院 设计院 设计院 武汉大学 武汉大学 设计院 设计院 设计院、武汉大学 设计院、河海大学 设计院、武汉大学 设计院、河海大学 设计院 设计院 西安理工大学 师范大学 省环境监测站 **林业调查规划设计院 设计院 备注
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可研阶段主要需要审查批复的专题汇总如下,详见表1.4.7-2。
表1.4.7-2 可研阶段主要专题审查批复汇总
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 19 20 专题报告 同意**抽水蓄能电站开展前期工作的复函 抽水蓄能电站预可行性研究报告审查意见 抽水蓄能电站建设项目用地压覆矿产资源和地质灾害情况的复函 抽水蓄能电站工程建设用地考古工作有关意见的批复 省自然保护区范围及功能区划调整评审意见 同意省级自然保护区范围调整备案的复函 同意省级自然保护区范围及功能区划调整的批复 正常蓄水位选择专题报告审查意见 枢纽布置格局专题咨询报告 施工总布置规划专题报告审查意见 建设征地实物指标调查细则 关于禁止在抽水蓄能电站工程占地和淹没区新增建设项目和迁入人口的通告 移民安置规划大纲审查意见 电站建设征地补偿标准 电站移民安置规划大纲的批复 电站移民安置规划报告审查意见 电站建设征地移民安置规划报告审核意见的函 建设项目占用黎母山国家森林公园用地有关问题的咨询函的复函 电站工程防洪评价报告 建设项目选址意见书 电站水土保持方案报告书技术审查意见 电站环境影响报告书审查意见 电站环境影响报告书的批复 于签发抽水蓄能电站规划同意书的函 电站安全预评价报告审查意见 电站接入系统有关问题的批复 电站水资源论证报告书审查意见的函 社会稳定风险分析报告 工程安全监测设计专题报告(审定本) 项目申请报告 审查单位 / 水电水利规划设计总院 / / 省自然保护区 / / 水规总院 中国水利水电建设工程咨询公司 水规总院 省发展和改革委员会 省人民政府 水规总院 / / 水规总院 / / 县水务局 / 水规总院 县国土环境资源局 / / 水规总院 / / / 水规总院 批复单位 国家发展改革委办公厅 / 省国土环境资源厅 省文物局 / 国环境保护部 省人民政府 / / / / / / 省人民政府 省人民政府 / 国土环境资源厅 国家林业局森林公园管理办公室 省住房与城乡建设厅 / 省国土环境资源厅 省水务厅 / 电网公司 区域水利委员会 省工程咨询中心 国家发改委 备注 专题中需要注意的问题:
专题报告编制中,一般先编制审查咨询三大专题:正常蓄水位选择专题报告、枢纽布置
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格局专题咨询报告及施工总布置规划专题报告。其中正常蓄水位选择专题报告及施工总布置规划专题报告需要审查,枢纽布置格局专题咨询报告以咨询为主。待三大专题完成后,后续开展其他专题的编制及审批工作,避免工作反复。
2、施工过程管理
抽水蓄能电站枢纽建筑物主要由上水库、输水系统、发电厂房及下水库等4部分组成。
2.1 主要参建单位
工程在设计、监理、施工、主要原材料和设备采购、制造等单位严格按国家《招标投标法》规定进行招标,主要参建单位如表2.1。
表2.1 主要参建单位一览表
单位类型 建设单位 设计单位 监理单位 单位名称 **蓄能发电有限公司 **勘测设计研究院有限公司 **工程监理咨询公司 环保部环境工程评估中心 **工程监理有限公司 **技术服务公司 检测单位 **勘测设计研究院有限公司 **工程安全技术有限公司 水利委员会**科学院 安全监测单位 **自动化股份有限公司 **水电局股份有限公司 土建施工单位 **工程局有限公司 **工程局有限公司 **工程局有限公司 供货商 设备监造单位 **水电设备有限公司 **咨询有限公司 **工程局有限公司 安装单位 **水电工程局有限公司 **水电设备安装有限公司 **省电力设计研究院有限公司 移民实施单位 **县人民政府 主要工程任务 建设管理 勘测设计 土建、机电监理 环境保护监理 水土保持监理 第三方试验室(业主委托) 主体工程灌浆及防渗墙质量检测 锚杆(含锚索质量检测) 金属结构及机电设备质量检测 安全监测系统工程 上水库大坝工程 下水库大坝工程 引水系统及地下厂房工程 尾水系统工程、机电安装工程 主机设备供货 主要机电设备监造 机电设备安装 高压设备安装、消防工程 通风空调工程 信通设备安装工程 征地移民及土地复垦等 2.2电站工程大事记
工程大事记主要记录从可研审查、进场公路开工到机组投入商业发电的主要节点事件及时间,具体见表2.2。
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表2.2 工程大事记
土建 2014 11月5日,电站进场公路开工。 2015 5月8日,电站可行性研究报告通过审查。 2月27日,电站通过国家发改委核准。 进厂交通洞及1#施工支洞工程开2016 3月16日,工。 4月30日,电站进场公路建成通车。 2月25日,1#施工支洞开挖支护完成。 4月1日,电站主体工程开工。 6月1日,上水库主坝开始坝基开挖。 6月7日,下水库大坝岸坡开始开挖。 2017 8月7日,进厂交通洞开挖支护完成。 10月6日,上水库进出水口开始开挖。 10月12日,下水库导流洞开挖支护完成。 12月31日,砂石加工系统投产。 12月31日,4#施工支洞开挖完成,1#引水支洞开挖开挖。 1月29日,下水库截流,导流洞过水。 5月25日,下水库溢洪道开始混凝土浇筑。 6月18日,上水库导流洞衬砌混凝土浇筑完成。 8月2日,厂房安装间地板混凝土浇筑完成。 11月9日,下水库大坝填筑到顶。 11月20日,厂房开挖完成。 12月28日,尾水主洞开挖支护完成。 1月20日,下斜井开挖支护完成。 4月4日,高压电缆洞开挖支护完成。 4月17日,排风竖井开挖支护完成。 4月19日,主变洞开挖支护完成。 5月25日,上斜井开挖支护完成。 5月30日,上水库主坝开始填筑。 2019 6月23日, 下水库大坝面板混凝土浇筑完成。10月5日,开关站混凝土浇筑完成。 10月21日,高压电缆洞衬砌混凝土浇筑完成。 10月31日,尾水调压井开挖支护完成。 11月20日,主变洞混凝土浇筑完成。
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机电 2014 2015 / / 2016 / 10月31日,电站3×200兆瓦蓄能机组采购项目合同签订。 2017 / 09月25日,主厂房桥机大梁吊装。 12月30日,1#机组尾水管吊装。 2018 2018 / 05月28日,1#机组座环蜗壳吊装。 07月22日,2#机组座环蜗壳吊装。 08月22日,首节尾支钢管吊装。 09月21日,3#机组座环蜗壳吊装。 10月31日,副厂房浇筑完成。 12月31日,1#机组浇筑至发电机层。 2019 / 土建 12月8日,下水库溢洪道混凝土浇筑完成。 2月17日,下水库通过蓄水验收。 3月15日,下水库下闸蓄水。 3月16日,上水库副坝2填筑到顶。 4月10日, 上水库进出水口混凝土浇筑完成。5月21日,上水库副坝1填筑到顶。 5月30日,斜井弯段混凝土浇筑完成。 6月8日,上水库通过蓄水验收。 6月15日,上水库封堵蓄水。 6月30日,尾水主洞混凝土浇筑完成。 8月4日,尾水水道充水完成。 9月24日,引水水道充水完成。 2020 机电 01月16日,2#机组浇筑至发电机层。 01月20日,1#机组定子吊入机坑。 04月15日,2#机组定子吊入机坑。 04月16日,1#机组转轮吊装。 05月05日,1#机组球阀吊装,3#机组浇筑至发电机层。 05月18日,引支钢管运输完成。 05月20日,中控室形成。 05月26日,副厂房厂用电系统形成。 05月30日,尾闸室启闭机安装完成。 06月12日,2#机组球阀吊装。 06月19日,1#机组转子吊装。 2020 07月09日,3#机组球阀吊装。 07月26日,尾水系统充水。 07月30日,1#机组盘车完成。 08月31日,球阀全部安装完成。 09月15日,引水系统充水。 09月17日,2#机组转轮吊装。 / 09月20日,开关站接入系统充电。 09月28日,1#主变充电及试运行成功。 09月30日,厂房主体装修完成。 10月08日,1#机组有水调试开始。 10月26日,2#机组转子吊装。 10月29日,3#机组定子吊入机坑。 12月23日,1#机组正式投入商业运行。 01月03日,2#主变充电及试运行成功。 02月06日,3#机组转轮吊装。 04月01日,2#机组正式投入商业运行。 2021 / 2021 04月06日,3#机组转子吊装。 05月18日,3#主变充电及试运行成功。 07月29日,3#机组正式投入商业运行。
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2.3前期筹建及准备工程分标规划 2.3.1筹建期项目分标方案
根据工程的枢纽布置、工程施工特点、施工条件和工程控制进度计划,工程在筹建期和准备工期内需要完成如下项目的施工:对外交通进场公路、临时施工供电、永久施工电源35kV、上下库10kV联络线工程、业主营地(临时营地)改造、营地(临时营地)新建生活办公房屋、上、下库连接公路、进厂交通洞、1#施工支洞、料场开采及砂石加工系统、工程征地及移民、炸药库、弃渣场排水工程、业主供应材料的采购(钢筋、水泥)、施工测量控制网、现场试验检测中心、物探检测中心、自流排水洞、林木砍伐、环境保护和水土保持等。筹建期工程共分以下标段,各标详见表6。
表2.3 筹建期项目分标方案一览表
编号 合同名称 主 要 工 作 内 容 公路工程施工。三级公路,路基宽8.5m,路面宽7m。全长11.3km,水泥混凝土路面 业主营地拟租用农场场部。包括现有房屋改造、新建生活办公设施等项目施工 下水库1#弃渣场排水渠施工 公路工程施工。总长度约6556m,含隧道约620m XN/L01 对外交通进场公路工程 XN/L02 业主临时营地改造 XN/L03 1#弃渣场排水工程 XN/L04 上下库连接公路工程 包括自流排水洞及10#施工支洞。自流排水洞长度为XN/L05 自流排水洞 4.74km,10#施工支洞长度为637m。 包括洞口与洞身开挖及支护、混凝土衬砌及路面混凝土施进厂交通洞、通风洞兼①XN/L06 工等。进厂交通洞长度1256m,通风洞(兼厂房顶拱施工支施工支洞工程 洞)长度985.50m 含砂石加工系统的设计、建设及运行管理。主要项目包括料场开采及砂石加工系统XN/L07 至料场道路、加普岭料场剥离和开采、砂石加工厂、弃渣工程 场排水及防护、供水设施、废水处理系统等项目 XN/L08 临时施工供电工程 XN/L09 永久施工电源 XN/L10 上下库10kV联络线工程 炸药库工程(业主委托专业单位设计) 业主临时营地新建生活办XN/L12 公房屋 XN/L11 XN/L13 现场试验检测中心 XN/L14 施工测量控制网 XN/L15 物探检测中心 XN/L16 甲供材料采购
修建35kV施工变电站1座,初期35kV电源进线1回 施工变电站后期35kV进线1回 从施工变电站引10kV线路至上水库 爆破器材库包括炸药库、导爆管库、雷管库及消防水池、值班室等。包括进库公路的施工 租用的农场场部不能满足工程建设期业主管理用房需求,需新建1栋办公楼和1栋住宿楼 包括筹建期项目和主体工程的现场试验 工程施工时采用的测量控制网 包括筹建期项目和主体工程的物探检测 主体工程所需的钢筋、水泥等 25
XN/L17 林木砍伐 XN/L18 建设征地 XN/L19 环境保护和水土保持
征地范围内筹建期项目及主体工程施工所需砍伐的林木 包括工程建设的永久和临时用地 包括工程的环境保护和水土保持措施以及环境监测项目 根据类似工程的经验,建议将施工供电系统、施工征地委托给当地供电部门及政府部门进行实施。
2.3.2 两路工程
两路工程含对外交通进场公路与上、下库连接公路。
对外交通进场公路:根据工程外来物资运输及重大件运输要求,对外交通进场公路主要设计技术指标如下:三级公路,路基宽度8.5m、路面宽度7m,桥涵荷载标准:公路-Ⅱ级(挂车-300验算),水泥混凝土路面结构,一般接县道、省道或国道。
上、下库连接公路:上、下水库连接公路起点与新建进场公路终点相衔接,等级同对外公路。
2.3.3两洞工程
两洞工程含进厂交通洞及厂顶施工支洞工程。
工程关键线路为地下厂房系统施工,输水系统施工为次关键线路。为加快地下厂房系统施工,把控制工期的厂房顶拱施工支洞兼通风安全洞和进厂交通洞安排在筹建期内完成。
进厂交通洞:进厂交通洞为地下厂房系统对外的主要交通通道,从安装场下游侧水平进厂,向外直通上下库连接公路,进采用城门洞型断面,断面净空尺寸7.50m×7.50m(宽×高),由厂房标承包人进行维护和管理。
厂顶施工支洞:与厂房通风洞结合布置,前期为施工支洞,后期作为厂房永久通风洞。断面净空尺寸7.50m×7.50m(宽×高),由厂房标承包人进行维护和管理。
2.3.4弃渣场
弃渣场要满足堆渣容量需要,做好排水及坡脚防护,以及日常维护和管理工作。
2.3.5料场开采及砂石加工系统
砂石加工系统由发包人委托其他承包人建设、运行和管理,承担主体工程混凝土和喷混凝土骨料生产任务。砂石骨料由发包人采用固定单价提供,并按实际提供数量和合同中规定的砂石料基础价格分月从承包人结算的工程价款中扣回。
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2.3.6施工场地
为主体工程各标承包人提供生产场地,分别布置生活办公营地、混凝土系统、钢管加工厂、机械修配厂、综合加工厂、仓库等。这些场地由承包人根据施工需要自行规划布置、设计、施工、管理和维护,且要求进行废水处理达标排放,垃圾集中堆存处理,做好场区绿化工作。布置应满足消防、环保、安全等规定的要求,场地建设还应服从发包人规定的建筑风格等要求。
3主体土建工程施工
3.1主体土建工程标段划分
根据本工程特点和国内同类工程建设的经验,蓄能电站工程主体工程建设拟按土建工程施工、机电设备制造、金属结构制造、机电设备安装四类工程项目分别进行招标和组织实施。以下对主体土建工程、机电及金属结构设备采购与安装、安全监测、前期筹建及准备工程分标方案进行分析说明。
其中土建工程施工按4个标段划分,即将上水库工程划为Ⅰ标、下水库工程划为Ⅱ标、引水系统和地下厂房系统划为Ⅲ标、尾水系统划为Ⅳ标;各标段主要工程项目见表3.1。
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表3.1 各标段主要工程项目
标段 Ⅰ标(C1上水库工程标) 1、上水库主坝及副坝1、副坝2:坝基开挖及基础处理(基础防渗墙及帷幕灌浆)、坝体填筑、沥青混凝土心墙、坝顶防浪墙、坝顶公路及块石护坡等; 2、上水库溢洪道:土石方明挖、石方洞挖混凝土浇筑等; 3、上水库导流工程:导流洞进口土石方开挖、支护、洞挖及洞内支护、混凝土衬砌、引水渠开挖及浆砌石砌筑、围堰填筑、基坑排水、导流洞封堵等; 4、上水库供水系统:取水泵站、调节水池修建、管线敷设及生活用水净水设施等的设计、建设、运行管理维护; 5、接地工程; 6、废水处理工程; 7、上水库初期蓄水; 8、上水库进出水口土建施工及门槽一期混凝土埋件; 9、上平洞渐变段开挖、混凝土浇筑; 10、上水库营地公路(3#公路)及施工营地场平工程:包括上水库至库中岛施工营地永久公路和库中岛施工营地场地平整工程施工; 11、7#、8#弃渣场及表土堆存场的排水、防护、管理维护等; 12、其它:料场开采及支护;上水库混凝土系统;沥青混凝土拌和站;本标施工营地、施工工厂及施工电源引接等。 Ⅱ标 (C2下水库工程标) 1、下水库大坝:坝基开挖及基础处理(基础断层、固结灌浆及帷幕灌浆)、坝体填筑、趾板及面板、坝顶防浪墙、坝顶公路及块石护坡等; 2、下水库溢洪道:土石方开挖、基础处理(断层处理、固结灌浆及帷幕灌浆)、混凝土浇筑、门槽一期混凝土埋件等; 3、下水库泄洪底孔:土石方开挖、混凝土浇筑等; 4、下水库导流工程:导流洞进口土石方开挖、支护、进口混凝土浇筑、门槽一期混凝土埋件、洞挖及洞内支护、混凝土衬砌、围堰填筑及围堰高喷防渗墙、基坑排水等; 5、生产、生活供水系统; 6、混凝土生产系统; 7、接地工程; 8、废水处理工程; 9、其它:表土堆存场的排水防护管理维护;本标施工营地、施工工厂及施工电源引接等。 Ⅲ标( Ⅳ标 C3引水系统+地下厂房系统标) (C4尾水系统标) 1、尾水系统:尾水支管、尾水闸门室开挖支护及混凝土浇筑,尾水支管安装;尾水主洞、调压井开挖、支护、混凝土浇筑; 2、下水库进出水口土建施工及门槽一期混凝土埋件、围堰及防渗、基坑排水; 3、本标施工营地、施工工厂及施工电源引接等; 4、生产、生活供水系统; 5、混凝土生产系统; 6、接地工程; 7、废水处理工程; 8、⑥、⑧施工支洞施工;⑥施工支洞封堵。 主 要 工 程 项 目 1、引水系统:引水主洞上平段、上斜井、中平段、下斜井、下平段、钢岔管与支管的开挖支护及混凝土浇筑、钢岔管及引水钢管制作与安装;尾水支管制作; 2、厂房系统:主副厂房、主变洞、母线洞、高压电缆洞、排风竖井、排水廊道等洞室开挖支护及混凝土浇筑,尾水肘管安装,主厂房内不包括机组二期混凝土浇筑; 3、生产、生活供水系统; 4、混凝土生产系统; 5、接地工程; 6、废水处理工程; 7、地面开关站 8、下水库营地公路(4#公路); 9、其它:②、③、④、⑤、⑦施工支洞施工;②、③、④施工支洞封堵;金属结构一期埋件安装;施工电源引接;相应土建工程一期混凝土中的部分埋管埋件施工;1#、3#、4#渣场及利用料堆存场的管理维护;本标施工营地、施工工厂及施工电源引接等。
3.2上下水库施工特点
上下水库主要项目为上下水库主副坝、溢洪道、上下水库进/出水口、上下水库导流工程等。一般含土石方开挖、洞挖、锚喷支护、钢筋制安、防渗墙、模板安装、混凝土浇筑、灌浆、坝体填筑、网格梁植草、止水系统、砌体、排水孔及库盆清表等项目。下面介绍主要施工项目控制要点。
防渗墙:上水库主要利用高山盆地筑坝围洼或天然沟道开挖筑坝而成,库周山脊单薄、地质条件复杂、断裂构造发育、全风化层厚、地下水位低、透水性强,渗漏量大就意味着电能损失和电站经济效益的下降。因此,防渗系统是上水库施工的关键之一,防渗墙施工更是重中之重。防渗墙槽段一般6~8m,采用铣槽机、冲击钻成槽和人工开挖成槽施工工艺,其中以铣槽机和人工开挖成槽工艺最佳,一般深入弱风化基岩中下部,以便墙下帷幕灌浆的实施。开始施工中对深入基岩把握不准的情况下,可用钻机取1~2m的岩芯来判断,后续可根据经验及进尺对比来判断。另外做好泥浆护壁及混凝土浇筑,尽量选择孔径大的导管和一级
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配混凝土,成墙后做好钻孔取芯试验、压(注)水试验及孔内影像检查。
帷幕灌浆:水泥灌浆透水率标准采用1Lu施工难度较大,建议上、下水库按3Lu控制较为合适,单米耗灰量按50kg计,强风化基岩内灌浆效果较差,灌浆段以弱风化基岩中下部以下基岩较为合适。
坝体填筑:土料碾压以干密度和压实度作为控制标准,25吨碾子碾压8遍以上为宜;石料以干密度和孔隙率作为控制标准,28吨以上碾子碾压8遍以上为宜。
混凝土施工:上、下水库混凝土部位比较分散(重力坝除外),而且结构比较简单,因此主要以组合模板为主,辅助以木模板,基岩面和老混凝土面上的浇筑仓,以及在浇筑第一坯混凝土前,先均匀铺设一层2~3cm的砂浆,砂浆的水灰比与同部位的混凝土浇筑强度相适应。喷射砼终凝2小时后即可采用洒水等措施进行养护,在14天内使喷射砼表面经常处于湿润状态。混凝土收仓12小时后开始洒水养护,养护时间不小于14天。混凝土运输采用12m3混凝土搅拌车从混凝土生产系统运输至受料点,经溜槽、溜筒、泵送、天泵或长臂反铲入仓。钢筋及模板等材料主要利用汽车吊吊运、人工辅助转运。
沥青混凝土:沥青混凝土主要做好温控及碾压。沥青加热温度为150~165℃;骨料加热温度为165~180℃;矿粉加热温度为不加热;沥青混合料出机口温度为150~170℃。 拌合时间:骨料拌合15s;加入沥青拌合70s。沥青混合料检测标准:密度≥2.35g/cm3;孔隙率<2%。碾压温度为135~150℃;碾压厚度为28cm(碾压后24cm),采用1.5t BW-80AD型振动碾静碾2遍,动碾8遍,静碾2遍;行走速度为20m/min~30m/min。沥青混合料碾压后检测结果:密度≥2.35g/cm3;孔隙率<2%;渗透系数<1×10-8cm/s。机械铺筑作业流程:施工准备→层面清理→测量放线→固定定位金属丝→摊铺机进行摊铺→过渡层的初碾→沥青混合料的初碾→沥青混合料和过渡层材料的同步碾压→终碾。
3.3输水发电系统施工要点
厂房系统施工任务包括地下主副厂房开挖、支护施工及厂房吊顶岩壁梁、岩壁吊车梁和安装间底板混凝土施工,主变洞、母线洞、高压电缆洞、主变运输洞、电缆交通洞、尾闸联系洞、1#施工支洞兼排风洞、排水廊道、自流排水洞部分洞段土建施工。
水道系统建筑物包括:上平洞、上斜井、中平洞、下斜井、下平洞、高压岔管、引水支管、2#施工支洞堵头、3#施工支洞堵头、4#施工支洞堵头、探洞堵头,尾水系统洞室包括尾水支洞、尾水闸门室、尾水岔洞、尾水主洞、尾水调压室及辅助洞室等建筑物,上下水库进出水口。
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3.3.1地下厂房
地下厂房由主厂房、副厂房和安装间三部分组成,地下厂房尺寸130.50m×24.00m×54.437m(长×宽×高),主机间位于中间,两端分别布置副厂房和安装间。主机间分四层布置,从上至下依次为:电动发电机层(高程为200.400m,同安装场、主变洞底板),母线层(高程194.200m、同母线洞),水泵水轮机层(高程188.200m),蜗壳层(高程179.800m)。机组安装高程为184.500m。主厂房顶拱高程为224.537m。
分七层开挖。开挖工期20个月。
Ⅰ层开挖:为满足主厂房顶拱锚杆的安装以及吊顶牛腿锚杆安装与混凝土施工的需要确定层高9.887m(层底距厂顶支洞底板2m),开挖分为4个区:中导洞、顶拱扩挖和上、下游侧的扩挖,中导洞断面尺寸为8.5×7.85m(宽×高),顶拱预留2m保护层,上、下游侧扩挖宽度均为6m,以中导洞超前,顶拱扩挖支护,上下游侧错距30m扩挖跟进的程序进行施工。设计轮廓线光爆开挖,扩挖正常排炮循环进尺Ⅰ、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类围岩不大于3.5m,Ⅳ类围岩1.0m~1.5m。端墙预留3m保护层,采用手风钻沿轮廓线造水平孔及垂直于轴线的端墙面造孔,双向光爆。采用3.0m3装载机装20m³自卸汽车出渣。
Ⅱ层:考虑到下层开挖爆破对岩壁吊车梁下拐点的影响,以及岩壁吊车梁斜面开挖及受拉锚杆安装的需要,确定Ⅱ层层高9.613m。厂房Ⅱ层分两层进行开挖。其中Ⅱ1层结合下层岩壁吊车梁上拐点(层底为岩锚梁台顶部位)的保护层高度的要求,层高3.30m;Ⅱ2层层高6.313m(层底为岩锚梁下拐点以下3.5m)。Ⅱ1层采用手风钻造孔,边墙预裂超前,梯段爆破开挖,排炮循环进尺6m。Ⅱ2层开挖中槽超前,中槽与保护层间增设一道施工预裂;上、下游边墙下直墙外预留4m保护层进行二期开挖,三角体岩台进行三期开挖,保护层开挖滞后中部拉槽距离不小于30m,错距跟进。保护层开挖后进行Ⅲ层预裂及岩台下拐点以下Ⅱ层直边墙系统支护,支护结束后再进行岩台开挖,最后进行岩台锚杆及混凝土施工。
Ⅲ层:层高7m(层底为安装间高程以下2m),为减小厂房Ⅲ层中部拉槽开挖对厂房边墙、岩锚梁混凝土及附壁墙扰动,采取预留保护层开挖方法,保护层厚度为6m,厂房Ⅲ层开挖后出露下游侧母线洞顶拱后,及时进行母线洞洞口的锁口支护。
厂房Ⅳ~Ⅵ层每层开挖前先进行超前预裂,然后中部手风钻抬底开挖,两预留部分保护层,两侧保护层采用光爆修边并抬底开挖,保护层厚度1.2~3.2m。
厂房第Ⅳ层开挖(层底为母线洞底板以下0.5m):先从安装间向副厂房方向降坡开挖,坡比为12%,降高程后,反向抬底开挖厂房下游侧至安装间,使3#母线洞口出露,并开挖厂房左端墙部分。之后以3#母线洞为通道进入厂房,挖除斜坡道。
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厂房第Ⅴ层开挖(层底为母线洞底板以下7m):从3#母线洞向副厂房方向降坡开挖,坡比为12%,降高程后,向左、右端墙两侧水平开挖。在开挖副厂房部分时,预留2.0m作建基面的保护层,保护层最后采用手风钻造水平孔光爆。副厂房部分开挖完成后,从透平油库洞进入厂房开挖第Ⅴ层剩余部分。
厂房第Ⅵ层开挖:以透平油库洞作为通道进入,先将集水廊道与机坑部位爆通,底板预留1.7m作建基面的保护层,保护层最后采用手风钻造水平孔光爆。
地下厂房Ⅶ层开挖:地下厂房Ⅶ层开挖体型较为复杂,主要包括1#、2#、3#尾水管扩散段开挖(8m×7.2m城门洞型断面,各长10.2m)、1#、2#、3#尾水管段开挖(8m×7.2m城门洞型断面,各长14.3m)、机坑上游侧底部集水廊道及操作廊道开挖(4.5m×7.2m城门洞型断面,长68.3m)、副厂房基础槽挖、1#与2#机组间下游侧楼梯井开挖(4.5m×6m城门洞型断面,长8.15m)、2#与3#机组间上游侧排水廊道连接洞口段槽挖(4.5m×6m城门洞型断面,长5.2m)、集水廊道上游侧EL.178.600m平台基础坑开挖(1.5m×2.5m断面,长5.2m,共5个)、2#机坑尾水扩散段洞口左侧设备基础坑开挖(3.3m×3.6m断面,深2m)、2#尾水管扩散段左侧扩挖2m,集水廊道右端头透平油库洞集油池基础开挖(2.3m×6.29m断面,深5.9m),以及自流排水洞洞口5m段开挖(3m×3m)。建议在厂房Ⅳ、Ⅴ层开挖支护的同时,从尾水支管进入,提前对主厂房Ⅶ层采用洞挖的方式开挖。
图3.3.1 ①~③机轴线剖面监测点布置示意图
3.3.2斜井施工
a)开挖:
圆形断面,开挖直径约为10m,斜井先进行上、下弯段开挖及技术性扩挖,以满足绞车、反井钻机安装及下一步导井溜渣的需要,之后用反井钻机将斜井直线段施工成直径2m的导井(反井钻钻φ219mm的先导孔,再自下而上反扩钻成φ2m的导井),最后人工正井法扩挖至设计断面。
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一级斜井布置3台无级变速单绳缠绕式绞车作为提升设备。3台绞车分别布置在上平洞两侧,左侧布置1台JTP1.6×1.5P 15t单筒绞车,右侧布置2台,其中1台2JTP-1.6×1.2P 12.5t双筒绞车布置在前,另1台JTP1.6×1.5P 15t单筒绞车布置在后。所有绞车出绳均采用下出绳。两台绞车同侧布置时,布置于后的绞车出绳从前一台绞车的卷筒下方穿过。施工平台长度约40m。
斜井扩挖施工时,由1台12.5t双筒绞车牵引运输小车搭载操作人员、材料至扩挖平台进行施工。扩挖平台由两台15t单筒绞车牵引,作为开挖人员作业、摆放机具和堆放少量材料的施工平台。
b)混凝土
斜井衬砌混凝土施工分为直线段和上、下弯段混凝土施工。混凝土施工的主要工序要经过基岩面或施工缝面的清理、测量放线、钢筋施工、模板施工、预埋件埋设、仓面验收、混凝土浇筑、拆模或滑模后抹面、养护等工序,混凝土浇筑的一个工作流程即完成。
斜井混凝土总体施工程序为:斜井直线段混凝土衬砌→斜井直线段灌浆施工→上弯段隔离平台安装及灌浆平台拆除→斜井上、下弯段混凝土衬砌。
斜井直线段衬砌混凝土采用全断面斜井混凝土滑模系统自下而上连续滑升浇筑,斜井上、下弯段衬砌混凝土采用定型钢拱架木面板进行浇筑。
斜井弯段混凝土用6~8m3搅拌车运输至平洞段,泵送入仓,混凝土入仓坍落度控制在16~18cm之间。底模和侧模在混凝土达到设计强度70%后方可拆除。混凝土浇筑结束8~12小时后洒水养护,保持混凝土表面湿润,不干燥,用湿麻袋覆盖混凝土表面,通过保温减少内外温差;混凝土养护时间不少于28天。
斜井直线段用6~8m3搅拌车运输至斜井井口平台,经运输小车运输至滑模储料仓,再由人工手推车入仓。
斜井直线段混凝土养护在滑模上装一根高压水管进行养护,养护从滑模以下5m开始;斜井上、下弯段混凝土终凝后开始洒水养护;使混凝土保持湿润状态,底拱混凝土可采用麻布覆盖。控制好养护时间,养护要及时,养护时间不少于28天
灌浆工程:斜井无回填灌浆,固结灌浆孔采用手风钻造孔,钻孔结束后,灌浆前采用灌浆压力的80%并不大于1MPa的压力水进行裂隙冲洗,大流量水进行孔壁冲洗,冲净孔内岩粉、泥渣,至回水清净为止,孔底残渣不超过20cm。
采用爬升器牵引灌浆作业平台(只能上,不能下),灌浆顺序由低至高逐排灌注,环内由底孔至顶孔逐孔灌注。
化学灌浆随水泥灌浆(扫孔后)逐排灌注,环内从低处往高处逐排灌注,环内从底孔至
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顶孔灌注;化学灌浆材料采用长江科学院A、B液(A液∶B液=5∶1)改性环氧防水补强抗渗剂,采用人工慢速搅拌,搅拌时间不少于10min。化学浆液初凝时间控制在8~10h内。
固结灌浆孔口采用干硬性水泥砂浆封填密实,并将孔口压抹平整。
固结灌浆结束7天后,选取不少于灌浆总孔数5%的孔采用单点法进行压水试验检查,压力为80%的灌浆压力。
3.3.3施工支洞堵头
施工支洞堵头混凝土施工基本施工程序为:堵头段路面混凝土凿除→垫层浇筑→边墙喷混凝土凿除→一期混凝土简易钢模台车安装→一期混凝土浇筑→回填及固结灌浆→一期混凝土化学灌浆→实体段进人钢管安装→堵头二期混凝土浇筑→二期混凝土通水冷却→一二期混凝土接触及接缝灌浆。
3.3.4裂缝处理
施工程序为:查找裂缝→沿裂缝钻孔→清理孔缝→埋管封缝→注浆→检查管口→注浆结束→恢复原貌。
沿距裂缝5cm处布置灌浆孔,钻孔与裂缝成45°夹角相交,裂缝孔深250~300mm,孔径8~12mm,孔距200~300mm;用砂轮清除掉混凝土表面的污垢及浮浆,然后用风机或棉纱清除掉打磨时产生的灰尘土,并用水清洗,待基层充分干燥;将孔、缝清理干净,埋入注浆管,并用扳手上紧注浆管膨胀螺栓,沿裂缝采用封缝大力胶封闭裂缝表面,使封缝面干净平整,注浆管周边压贴紧密,防止注浆时缝面及管边漏浆;改性环氧浆液混合的顺序:先计量改性环氧浆液,然后添加固化促进剂搅拌1~3分钟,再后添加固化剂搅拌1~3分钟,固化剂(及固化促进剂)的添加量根据施工温度及混凝土主体温度面定;待封缝大力胶凝结后,采用轻型电动泵进行压力灌注环氧浆液,注浆压力为0.3~3Mpa,分次逐级升压的方法进行施灌,稳压10分钟,然后扎管闭浆。垂直裂缝和倾斜裂缝灌浆由深至浅、自下而上进行;接近水平状裂缝采取由低端或吸浆量大的孔开始施工灌;注浆5~8小时后,检查管口有无浆压。如无浆压,重复注浆;如有浆压,灌浆结束;待浆液完全凝固后,拆除注浆管,将注浆缝面恢复原貌。
3.3.5尾水调压井
调压室竖井下部与尾水主洞相连。先进行尾水调压室穹顶及竖井下平段和下弯段的开挖及支护施工,然后再进行井挖。第一次人工扩挖(即形成Φ5.0m溜渣井),连接竖井段设计
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断面直径为6.7m,为确保施工质量安全,开挖方法采用一次扩挖完成。第二次扩挖,即全断面扩挖断面。
3.3.6灌浆排水工程
回填灌浆:除竖井和斜井外,有衬砌的洞室一般均需要回填灌浆,采用0.6:1的水泥浆纯压式进行灌注,回填灌浆压力0.3MPa,对于空腔较大的部位,采用砂浆进行灌注,每单位m2耗灰量50kg/m2。
固结灌浆:
施工支洞无盖重固结灌浆。
引水系统上平洞、一、二级斜井、中平洞、下平洞、引水岔管、引支等部位的水泥灌浆和化学灌浆;引水上平洞、中平洞、下平洞灌浆施工顺序为:回填灌浆→固结水泥灌浆→化学灌浆(需进行化灌的部位)。化学灌浆作为补强作用不在进行压水检查。固结灌浆平均单耗为53kg/m。检查合格标准透水率≤1Lu 。水泥为PO42.5普通硅酸盐水泥加工成磨细水泥(湿磨水泥浆材)。
引水斜井灌浆施工顺序为:固结水泥灌浆→化学灌浆(需进行化灌的部位)。 引水支洞灌浆施工顺序为:回填灌浆→固结水泥灌浆→固结化学灌浆。 引水岔洞灌浆施工顺序为:回填灌浆→固结水泥灌浆→固结化学灌浆。
尾水水道系统在尾水支洞、尾水岔洞、尾水主洞、尾水调压井布置有常规固结灌浆,固结灌浆手风钻钻孔,孔径42~50mm,尾水系统固结灌浆浆液水灰比为3:1、2:1、1:1、0.5:1四个比级。
排水孔:上、中、下三层排水廊道通过D110@3000的排水孔连接。洞口边坡设D56、76@3000排水孔;
4主要工程建筑物工期
4.1筹建期工程
电站进场公路1.5年通车,进厂交通洞1.5年完工,厂顶施工支洞1年完工,砂石加工系统投产需8个月。
4.2上水库
上水库大坝根据规模不同,一般2.5年到4.5年不等;下闸蓄水约3年。导流洞一般10个月左右可导流。
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4.3下水库
下水库大坝根据规模不同,一般3年到4.5年不等,大坝一般2年内可填筑完成;下闸蓄水约3~4年。导流洞一般10个月左右可导流。
4.4地下厂房
地下厂房开挖约20个月。
4.5发电节点
自厂房主体开工至第一台机组商业发电3.5~4.5年,全部机组商业发电4.5~5.5年,引水系统、尾水水道自开工到充水完成3.5~4年。蓄能电站从规划到商业发电周期一般10年,从进场公路施工到商业发电周期7年,主体开工到商业发电总工期约5年。
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