阴坪水电站气垫式调压室工程施工组织设计

□魏 欢（郑州市水利建筑勘测设计院）

1 工程简介

阴坪水电站位于四川省平武县境内的涪江支流火溪河上，为火溪河水电梯级开发的最后一级，为低闸引水式电站，电站闸址位于木座乡黑水沟下游约0.50km处，厂址位于阴坪大桥右岸上游约1km处，厂址距成都约279km。闸厂址相距约10.50km。水电站共装机2台，单机容量为50MW，总装机容量100MW。工程等级为Ⅲ等工程，永久性主要建筑物为3级，次要建筑物为4级，临时建筑物为5级。

火溪河流域属亚热带山地气候，冬季寒冷干燥，夏季凉爽湿润。流域的径流主要来自降水，其次为地下水和融雪水补给，具有调蓄能力较大，径流稳定、年际变化小和枯水期径流丰沛的特点。流域洪水主要由暴雨形成。年最大流量发生在5-9月，以7、8月份出现机率最多。

2 阴坪水电站气垫式调压室工程施工特点

阴坪水电站气垫式调压室布置于新鲜似斑状二云母花岗岩，湿抗压强度平均值为30.80MPa，围岩强度应力比S=1.70。围岩类别以III类为主，调压室可能遇到规模较小的断层，局部稳定性较差，地下水可能较发育。

气垫式调压室为长方形布置，通过连接隧洞与引水隧洞相通，连接隧洞长度40m，气垫式调压室内平压孔为矩形布置，排距为2m。具体设计见表1。

根据上述情况，结合阴坪水电站特点，可以发现气垫调压室施工通道单一，通道内施工工作面较多，通风条件较差，导致气垫调压室的施工难度较大，尤其是调压室开挖支护、钢罩混凝土施工、回填灌浆、岩石裂隙固结灌浆、接触灌浆等方面工序多，相互干扰大，因此需对阴坪水电站气垫式调压室进行详细的施工组织设计，以保证施工工期和施工质量。

表1 阴坪水电站气垫式调压室工程结构特性表

3 阴坪水电站气垫式调压室开挖及支护工程施工组织设计

气室分三层开挖。由气室交通洞进入气室上层（第一层）进行开挖支护，从气室交通洞与气室交叉处1017.50m高程后，按10%降坡开挖至1014m高程后进行水平开挖第一层(1014～1022m)，该层围岩主要为Ⅱ、Ⅲ类围岩，少数洞身段围岩为Ⅳ类；然后进行第二层（开挖高度8m）开挖、支护（第二层开挖利用连接隧洞作为主要施工通道进行出碴），该层围岩主要为Ⅱ、Ⅲ类围岩，少数洞身段围岩为Ⅳ类；最后进行底层（保护层）的开挖支护，该层围岩为Ⅱ、Ⅲ类围岩。

施工过程中，按规范要求布置围岩收敛监测断面，定期观测，并及时分析和整理观测数据，以保证施工安全，并指导施工。气室二层和气室三层可利用上层埋设的仪器监测。具体施工方式见表2。

表2 阴坪水电站气垫式调压室开挖及支护方案一览表

4 阴坪水电站气垫式调压室混凝土工程施工组织设计

气垫式调压室混凝土工程由气垫式调压室交通洞封堵混凝土、引水隧洞混凝土、连接隧洞混凝土、气室交通洞封堵混凝土、气室钢罩混凝土、喷混凝土以及相应的钢筋、止水设施、钢板安装等项目组成。

4.1 气室的衬砌混凝土施工

先浇气室底板混凝土，气室底板混凝土从距连接隧洞远端向近端退仓浇筑。底板浇完后，浇边墙混凝土，边墙混凝土先浇外层后浇内层，最后浇顶拱混凝土及联系洞混凝土、连接隧洞底板、边顶拱混凝土以及气室交通洞封堵。洞身混凝土纵向分块衬砌，平均分块长度12m。

4.2 气垫式调压室交通洞封堵混凝土的施工

气垫式调压室交通洞封堵混凝土的施工在气室、连接隧洞、引水隧洞、气室交通洞封堵混凝土、压力管道施工完后进行。

4.3 模板方案

气室钢罩混凝土以钢板为界分为内外两层，外层混凝土模板以钢板作为模板，对钢板采取适当的加固措施，避免钢板变形。气室外边墙均用组合小钢模PC3015、D=48mm的钢管做纵向、横向围楞，用Φ12mm圆钢作拉结筋，背管纵横向间距均为75cm；顶拱采用移动式滑行钢拱架（可用工字钢、角钢、槽钢，视施工现场实际情况而定）作模板的支承结构，在进行边墙混凝土施工时在边墙起拱处适当位置预埋一定数量的工字钢做钢拱架滑行轨道的支撑点，顶拱模板仍采用PC3015，上铺胶合板。堵头模采用3cm厚的木模，用Φ12～Φ16mm的Ⅰ级钢筋作拉筋固定于洞壁锚杆根部，如局部无锚杆或锚杆太稀，应增打部分2m深的Φ22插筋固定拉筋。

4.4 钢板安装

气室钢罩混凝土钢板安装起吊设备初步定为电动葫芦配合16t汽车吊进行安装，边墙钢板主要利用设置在气室四周的电动葫芦吊装，顶拱钢板安装主要利用移动式滑行钢拱架作为施工平台辅助安装。

阴坪水电站气垫式调压室混凝土施工时，先浇底板，再浇边顶墙，最后浇顶拱，分块平均长度为12m。混凝土运输设备及入仓方式采用3m3混凝土搅拌运输车运输至工作面，一台HBT60A混凝土拖泵泵送入仓。阴坪水电站气垫式调压室混凝土工程施工方案见表3：

表3 阴坪水电站气垫式调压室混凝土施工方案表

5 小结

阴坪水电站所在区域地质条件复杂，且地下洞室群设计存在着大跨度、多洞室、相互干扰大的特点，施工难度较大，尤其是气垫式调压室工程施工，作为整个地下工程的核心部分，施工中必须有针对性地采取控制施工程序，采用适宜的开挖、支护、浇筑方法。文章通过深入分析阴坪水电站设计和现场情况，对气垫式调压室施工中遇到的问题提出了针对性的解决方法，最终圆满完成了工程施工，取得了良好的效果，为以后类似工程积累了宝贵经验。

[1]袁光裕,胡志根.水利工程施工（第四版）[M].北京：中国水利水电出版社，2005.

[2]黄合义,姜言亮,龚晶,栾荣章.浅析水利工程施工组织设计优化[J].水利规划与设计，2007（4）.