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【摘 要】 科学技术的快速更新,推动了我国水电站工程的发展和进步,这也使得水电站工程建设施工的力度越来越大。因此,本文就水电站工程建设的必要性入手分析,注意对其水电站工程建设中的关键施工技术进行了详细的研究探讨,以供参考。
【关键词】 水电站工程;工程建设;施工技术
引言:
改革开放以来,国家对于水电站的建设加大了施工及重视程度,使其得到了空前的发展。水电站不仅在防洪抗灾方面有着重要的作用,而且还是一项利国利民的工程。水电站建设涉及的施工内容很广,规模很大、工期较长、难度较高,因此在施工中对与水电站建设相关的各个方面的施工技术要进行严格把关。水电站工程质量的好坏,直接关系到人民的生命安全和生活质量,同时对社会和经济的发展也会产生深远的影响。
一、水电站工程建设的必要性
1、有利于地方经济可持续发展
随着水电站的建设,库区对外、对内交通条件的改善,工程开发建设资金的投入,將为库区的基础设施建设、资源开发利用、优化产业结构带来难得的机遇,对其经济发展必将起到积极的推动作用。水电站建设,可以促进与工程相关的地方产业、服务业和文化事业的发展,增加地方劳动力就业机会,增加财政收入,从而带动本地区的经济发展,对提高工程地区群众生活水平具有重要作用。以某建成投入使用的水电站为例,由于近几年该地区水电站的建成投入使用,使得大量资金投入和工程建设人员入驻,极大促进了销售、服务、旅游、住宿等行业的发展。该地区从最开始只有几家小卖部、小饭馆的简易集镇发展成为现在的集配套设备设施销售、餐饮娱乐、旅游住宿为一体的综合性集镇。由此可见,水电站工程建设对于地方经济的可持续发展影响非常大。
2、有利于生态环境保护
水电站建成后,会对当地气候将产生一定的有利影响,更利于植被的生长和环境的持续发展。水电站发电后,以标准煤耗300g/kW·h计,每年约减少使用221万吨标准煤,相当于每年减少500万吨CO2排放量以及1.6万吨SO2排放量,就单单从这两个数据来看,水电站建设使用对于生态环境保护具有极大的环保效益。
二、水电站工程建设中的关键施工技术
1、坝建基面开挖技术
鉴于水电站工程坝基开挖工程的特点,采用传统的保护层分层爆破开挖法无法满足建基面开挖工期和质量要求,工程坝建基面保护层开挖必须研究探索新型高效的施工工艺。在传统保护层开挖方式的基础上,采用在孔底充填柔性垫层的保护层一次爆破法和水平预裂辅作为水电站工程坝基础保护层开挖的主要方案,后经现场生产性爆破试验验证,采用水平预裂辅以垂直浅孔梯段爆破相结合的施工方案,能够快速的对其保护层进行开挖。该方案主要利用水平预裂缝减小梯段爆破地震效应对水平建基面的震动作用,可有效阻止梯段爆破在岩体中产生的爆破裂隙使节理裂隙面、层面的破坏延伸到建基面,从而减轻了建基面的整修清理工作量,大大加快了施工进度。
2、高边坡及堆积体锚固技术
2.1高边坡开挖爆破施工技术。高边坡开挖爆破中,采用预裂爆破、深孔梯段接力延时顺序起爆等技术,进行了岩体质点振速、岩体声波、锚杆锚索应力等多项测试,提出了严格控制标准,有效地控制了爆破影响。
2.2锚固钻机选择与改造施工技术。对国内外多种锚固钻机进行了深入比选,采用并改进了适应复杂地质条件下高边坡锚索施工钻机,研制了组合螺旋钻具、偏心跟管钻具及其配套机具等,有效地解决了高边坡堆积体深孔钻孔难题。
2.3新型的荷载分散型锚索技术。针对工程所在地区的高陡边坡堆积体,对普通拉力型、拉力分散型、压力分散型、拉压复合型等四种锚索结构形式进行了试验研究,提出了在岩体破碎的部位采用新型的荷载分散型锚索形式,有效地改善了锚索应力分布,减少了锚索长度,降低了施工难度。
2.4堆积体、破碎岩体锚索注浆施工技术。堆积体、破碎岩体锚索注浆无法采用常规注浆方法,经专项试验研究,采用增设土工布和细帆布止浆包包裹注浆堵防腐技术、内锚段限量注浆和间歇注浆技术等,有效地解决了锚索注浆施工难题
2.5改造灌浆管路解决下索难施工技术。对钢绞线和进回浆管的布置进行重新分配,并对灌浆管路进行改进,尽量缩小隔离支架的直径,使1800kN级的锚索隔离支架由原规格的130mm改进为115mm,索体直径相应减小,解决了下索难的问题。
3、混凝土裂缝化学灌浆技术
3.1先模拟后实施灌浆方案。灌浆方案根据灌区压水和物探测试成果资料编制,特别要注明灌区钻孔布置平剖面图、裂缝空间分布图、物探测试成果资料、单孔压水和灌区封闭压水成果资料、灌浆工艺流程图及具体操作实施细则、特殊情况处理等主要内容。方案经参建各方充分讨论后,创新性地提出了模拟灌浆措施,即先用水按照灌浆程序对灌区进行一次模拟灌注,验证灌浆方案的合理性、可控性,并在模拟灌浆过程中发现其他异常情况后制定针对性的处理措施,这样做主要是由化学灌浆的特殊性决定的,避免了一次灌注质量不理想,再次补灌效果明显受限的问题。模拟灌浆完成后,完善灌浆方案措施,再正式实施化学灌浆。
3.2升压及并灌程序。化学灌浆实施一改以往的传统做法,创新性地提出了按灌区从下向上、从一侧向另一侧的原则分排施灌,并明确采取低压慢灌、逐级升压的方式灌浆。其中,分级升压时段由5min延长至30—60min,并认真控制好压力和注入率的关系,使浆液在压力的作用下充分扩散、挤压和浸润。并灌程序为选取灌区最低排串通性最好的灌浆孔作为主进浆孔,限压限流对主进浆孔进行充容,同排孔返浆后按返浆先后次序依次并灌,其他高程孔返纯浆后将其暂时关闭,最低排若有个别孔始终不串浆时另外采用一台泵充容后将其与同排其他孔并灌。这时,根据灌区高高程排孔的返浆情况,视浆材可操作时间特性,按返浆先后次序对其依次间歇充容,保证每排孔浆液均具备可灌性,最低排孔采用稳压泵逐级升压至设计压力后屏浆结束,再逐排向上灌注,直至灌区顶排孔屏浆达到设计结束标准后结束灌浆。其中屏浆标准由120min调整为240min方可结束灌浆,旨在做到尽量多灌,提高裂缝处理质量。 3.3排水排气和融渣。排水排气和融渣也取得创新,具体做法为:灌浆时,灌区内的返浆孔返纯浆关闭后,要求每隔4-6h排放一次浆水混合物,排出浆液若为纯浆则立即关闭,达到屏浆或接近屏浆条件的孔结束排水、排气操作。浆水混合物排放过程由二检、三检和监理共同旁站监控并做好记录。其目的是利用浆液比水重、与水分离的性能,通过长时间灌注及扩散渗透作用从而置换灌区内残存的水和气,同时,对有污染的缝面和缝面内残存的渣体可以有效浸润和溶融,达到更好的灌注效果。
4、截流技术
如果水电站将要施工的江流或者是河流的规模达到一定程度时,就会使用截流技术对江流或者河流进行截流,以方便水电站建设的顺利实施,让江河里的水资源按照人们的意识形态发生变化,以进行水力发电或者是进行农田的灌溉,例如,在三峡水电站的施工过程中除了要求它具备蓄水能力外,还要将由于蓄水功能对周围环境产生的影响维持在最小化。在水电站施工之前,要对水电站所在区域的水文、地质等影响因素进行调查和分析,以便于选择截流的方式,或者是采取预平抛垫底的施工方式,或者是采用河流上游堵截水流、下游进占的水电站施工方案,还有时刻注意水电站施工过程中是否有坍塌的现象发生。
5、防渗墙技术
防渗墙技术能够有效的保证水电站中的蓄水量,降低了水电站中渗漏水流的几率,一般情况下,防渗墙的施工过程中都是使用混凝土进行施工,以保证防渗墙的稳定性和安全性。在防渗墙的施工过程中,要充分考虑水电站所在区域的水文和地质条件,对防渗墙进行合理的安排。例如,在使用球块形状的石头,进行覆盖层的施工时,还需要在覆盖层的表面进行粉状细沙的覆盖,不仅增加了防渗墙的覆盖层的强度,而且还增加了防渗墙的坚固度,防渗墙中的填料一般都是采用风化砂进行填充。当江河进入枯水期后,为了保持住防渗墙本身所具备的的强度以及可靠性,可适当的降低防渗墙被水流冲散的几率。
三、结束语
总而言之,水电站的建设施工是我国发电站发展的必然趋势,是积极响应我国可持續发展战略的要求。因此,必须重视水电站工程施工,在水电站的建设施工过程中,对其水电站施工各类技术进行的合理应用,确保其施工的质量,保证其工程施工高质量顺利进行。
参考文献:
[1]郑正勤.猴子岩水电站工程建设的必要性及关键技术问题[J].人民长江.2014(08).
[2]荣树平.浅析小水电站建设与运行安全管理[J].四川水力发电,2013(01).
【关键词】 水电站工程;工程建设;施工技术
引言:
改革开放以来,国家对于水电站的建设加大了施工及重视程度,使其得到了空前的发展。水电站不仅在防洪抗灾方面有着重要的作用,而且还是一项利国利民的工程。水电站建设涉及的施工内容很广,规模很大、工期较长、难度较高,因此在施工中对与水电站建设相关的各个方面的施工技术要进行严格把关。水电站工程质量的好坏,直接关系到人民的生命安全和生活质量,同时对社会和经济的发展也会产生深远的影响。
一、水电站工程建设的必要性
1、有利于地方经济可持续发展
随着水电站的建设,库区对外、对内交通条件的改善,工程开发建设资金的投入,將为库区的基础设施建设、资源开发利用、优化产业结构带来难得的机遇,对其经济发展必将起到积极的推动作用。水电站建设,可以促进与工程相关的地方产业、服务业和文化事业的发展,增加地方劳动力就业机会,增加财政收入,从而带动本地区的经济发展,对提高工程地区群众生活水平具有重要作用。以某建成投入使用的水电站为例,由于近几年该地区水电站的建成投入使用,使得大量资金投入和工程建设人员入驻,极大促进了销售、服务、旅游、住宿等行业的发展。该地区从最开始只有几家小卖部、小饭馆的简易集镇发展成为现在的集配套设备设施销售、餐饮娱乐、旅游住宿为一体的综合性集镇。由此可见,水电站工程建设对于地方经济的可持续发展影响非常大。
2、有利于生态环境保护
水电站建成后,会对当地气候将产生一定的有利影响,更利于植被的生长和环境的持续发展。水电站发电后,以标准煤耗300g/kW·h计,每年约减少使用221万吨标准煤,相当于每年减少500万吨CO2排放量以及1.6万吨SO2排放量,就单单从这两个数据来看,水电站建设使用对于生态环境保护具有极大的环保效益。
二、水电站工程建设中的关键施工技术
1、坝建基面开挖技术
鉴于水电站工程坝基开挖工程的特点,采用传统的保护层分层爆破开挖法无法满足建基面开挖工期和质量要求,工程坝建基面保护层开挖必须研究探索新型高效的施工工艺。在传统保护层开挖方式的基础上,采用在孔底充填柔性垫层的保护层一次爆破法和水平预裂辅作为水电站工程坝基础保护层开挖的主要方案,后经现场生产性爆破试验验证,采用水平预裂辅以垂直浅孔梯段爆破相结合的施工方案,能够快速的对其保护层进行开挖。该方案主要利用水平预裂缝减小梯段爆破地震效应对水平建基面的震动作用,可有效阻止梯段爆破在岩体中产生的爆破裂隙使节理裂隙面、层面的破坏延伸到建基面,从而减轻了建基面的整修清理工作量,大大加快了施工进度。
2、高边坡及堆积体锚固技术
2.1高边坡开挖爆破施工技术。高边坡开挖爆破中,采用预裂爆破、深孔梯段接力延时顺序起爆等技术,进行了岩体质点振速、岩体声波、锚杆锚索应力等多项测试,提出了严格控制标准,有效地控制了爆破影响。
2.2锚固钻机选择与改造施工技术。对国内外多种锚固钻机进行了深入比选,采用并改进了适应复杂地质条件下高边坡锚索施工钻机,研制了组合螺旋钻具、偏心跟管钻具及其配套机具等,有效地解决了高边坡堆积体深孔钻孔难题。
2.3新型的荷载分散型锚索技术。针对工程所在地区的高陡边坡堆积体,对普通拉力型、拉力分散型、压力分散型、拉压复合型等四种锚索结构形式进行了试验研究,提出了在岩体破碎的部位采用新型的荷载分散型锚索形式,有效地改善了锚索应力分布,减少了锚索长度,降低了施工难度。
2.4堆积体、破碎岩体锚索注浆施工技术。堆积体、破碎岩体锚索注浆无法采用常规注浆方法,经专项试验研究,采用增设土工布和细帆布止浆包包裹注浆堵防腐技术、内锚段限量注浆和间歇注浆技术等,有效地解决了锚索注浆施工难题
2.5改造灌浆管路解决下索难施工技术。对钢绞线和进回浆管的布置进行重新分配,并对灌浆管路进行改进,尽量缩小隔离支架的直径,使1800kN级的锚索隔离支架由原规格的130mm改进为115mm,索体直径相应减小,解决了下索难的问题。
3、混凝土裂缝化学灌浆技术
3.1先模拟后实施灌浆方案。灌浆方案根据灌区压水和物探测试成果资料编制,特别要注明灌区钻孔布置平剖面图、裂缝空间分布图、物探测试成果资料、单孔压水和灌区封闭压水成果资料、灌浆工艺流程图及具体操作实施细则、特殊情况处理等主要内容。方案经参建各方充分讨论后,创新性地提出了模拟灌浆措施,即先用水按照灌浆程序对灌区进行一次模拟灌注,验证灌浆方案的合理性、可控性,并在模拟灌浆过程中发现其他异常情况后制定针对性的处理措施,这样做主要是由化学灌浆的特殊性决定的,避免了一次灌注质量不理想,再次补灌效果明显受限的问题。模拟灌浆完成后,完善灌浆方案措施,再正式实施化学灌浆。
3.2升压及并灌程序。化学灌浆实施一改以往的传统做法,创新性地提出了按灌区从下向上、从一侧向另一侧的原则分排施灌,并明确采取低压慢灌、逐级升压的方式灌浆。其中,分级升压时段由5min延长至30—60min,并认真控制好压力和注入率的关系,使浆液在压力的作用下充分扩散、挤压和浸润。并灌程序为选取灌区最低排串通性最好的灌浆孔作为主进浆孔,限压限流对主进浆孔进行充容,同排孔返浆后按返浆先后次序依次并灌,其他高程孔返纯浆后将其暂时关闭,最低排若有个别孔始终不串浆时另外采用一台泵充容后将其与同排其他孔并灌。这时,根据灌区高高程排孔的返浆情况,视浆材可操作时间特性,按返浆先后次序对其依次间歇充容,保证每排孔浆液均具备可灌性,最低排孔采用稳压泵逐级升压至设计压力后屏浆结束,再逐排向上灌注,直至灌区顶排孔屏浆达到设计结束标准后结束灌浆。其中屏浆标准由120min调整为240min方可结束灌浆,旨在做到尽量多灌,提高裂缝处理质量。 3.3排水排气和融渣。排水排气和融渣也取得创新,具体做法为:灌浆时,灌区内的返浆孔返纯浆关闭后,要求每隔4-6h排放一次浆水混合物,排出浆液若为纯浆则立即关闭,达到屏浆或接近屏浆条件的孔结束排水、排气操作。浆水混合物排放过程由二检、三检和监理共同旁站监控并做好记录。其目的是利用浆液比水重、与水分离的性能,通过长时间灌注及扩散渗透作用从而置换灌区内残存的水和气,同时,对有污染的缝面和缝面内残存的渣体可以有效浸润和溶融,达到更好的灌注效果。
4、截流技术
如果水电站将要施工的江流或者是河流的规模达到一定程度时,就会使用截流技术对江流或者河流进行截流,以方便水电站建设的顺利实施,让江河里的水资源按照人们的意识形态发生变化,以进行水力发电或者是进行农田的灌溉,例如,在三峡水电站的施工过程中除了要求它具备蓄水能力外,还要将由于蓄水功能对周围环境产生的影响维持在最小化。在水电站施工之前,要对水电站所在区域的水文、地质等影响因素进行调查和分析,以便于选择截流的方式,或者是采取预平抛垫底的施工方式,或者是采用河流上游堵截水流、下游进占的水电站施工方案,还有时刻注意水电站施工过程中是否有坍塌的现象发生。
5、防渗墙技术
防渗墙技术能够有效的保证水电站中的蓄水量,降低了水电站中渗漏水流的几率,一般情况下,防渗墙的施工过程中都是使用混凝土进行施工,以保证防渗墙的稳定性和安全性。在防渗墙的施工过程中,要充分考虑水电站所在区域的水文和地质条件,对防渗墙进行合理的安排。例如,在使用球块形状的石头,进行覆盖层的施工时,还需要在覆盖层的表面进行粉状细沙的覆盖,不仅增加了防渗墙的覆盖层的强度,而且还增加了防渗墙的坚固度,防渗墙中的填料一般都是采用风化砂进行填充。当江河进入枯水期后,为了保持住防渗墙本身所具备的的强度以及可靠性,可适当的降低防渗墙被水流冲散的几率。
三、结束语
总而言之,水电站的建设施工是我国发电站发展的必然趋势,是积极响应我国可持續发展战略的要求。因此,必须重视水电站工程施工,在水电站的建设施工过程中,对其水电站施工各类技术进行的合理应用,确保其施工的质量,保证其工程施工高质量顺利进行。
参考文献:
[1]郑正勤.猴子岩水电站工程建设的必要性及关键技术问题[J].人民长江.2014(08).
[2]荣树平.浅析小水电站建设与运行安全管理[J].四川水力发电,2013(01).