小型引水发电工程施工技术综述

杨成福 马万军 李春喜

摘要：该文通过两座小型水电站的设计及施工对比、主要总结了山区小型水电站溢流坝，隧洞，倒虹吸、管桥现浇、压力前池（调压井）厂房的施工方法及设计优化，施工变更、可作同类型水电站的借鉴参考 。

关键词：小型水电站 施工 设计优化 变更 综述

1、工程概述

大坪水电站位于丽江市永胜县光华乡境内，溢流坝距离厂房引水轴线长度11公里，电站装机2.2万千瓦，两台机组。

轩秀水电站位于普洱市墨江县雅邑乡境内，溢流坝距离厂房引水轴线长度4.15公里、电站装机2.1万千瓦、三台机组。

2.主要地质条件

大坪水电站五郎河系金沙江的一级支流，河流长度约92.1km，于永胜县太安乡五郎河村汇入金沙江。岩石地质主要为玄武岩夹凝灰质页岩，厚度2760～2884m，主要分布于河干流下游河段。砂岩、页岩、灰岩、玄武岩夹煤层，厚度116～587m，主要分布于干流下段两岸山体。开挖揭示完全符合地质前期勘测，出现塌方，冒顶、流沙，长期涌水（560方/小时），侧墙变形、小溶洞3个，泉水干涸一次。

轩秀水电站他郎河分布于阿墨江流域内，岩石地质主要为碳质泥岩，粉质砂岩，主要分布于两岸山体。开挖揭示完全符合地质前期勘测，出现大塌方（20米高），短时间涌水，

3.主要施工方法

3.1大坝

小型水电站河道宽度较小时，旱季可以采用全断面开挖，钢管导流方式;河道宽度较大时，采用分期导流，便于人员设备投入的连续施工，开挖及浇筑相应采用全断面或分期形式，混凝土拌制设备遵循就近布置原则，泵送或装载机端运混凝土入仓、设计抛石率25%、窄河道坝顶交通选用单板式桥梁、宽河道采用绕道借路方式，单独建桥不经济。

岩石坝基采用固结灌浆，砂砾石坝基选用高压旋喷帷幕灌浆。

3.2引水隧洞

施工支洞进洞方式主要判断地质因素：堆积红土选用明挖成槽，钢支撑0.5m间距安装后吊模浇筑0.5m 墙体及顶拱（大坪4#5#施工支洞及轩秀4#5#施工支洞），外侧做挡墙，顶部覆盖红土2m、顺坡排水;

完整岩石段：施工完成系统锚固后，钢支撑+喷混凝土施做明拱、直接进洞开挖、如轩秀水电站6#施工支洞口;

主洞开挖：引水隧洞开挖采用全断面开挖，YT-28手风钻钻孔，光面爆破，开挖单循环进尺1.5～2.0m。 洞内LWL120扒渣机配合自卸车出渣，石渣拉运至指定弃渣部位。开挖钻孔：采用YT-28手风钻进行钻孔，造孔直径φ42mm，光爆孔间距40～50cm、孔深1.5～2.0m、线装药密度200g/m。主爆孔间距0.5～0.8m、排距0.5～0.7m，孔深1.75～2.4m，单耗为1.30～1.6kg/m3，周边光面爆破、爆破网络采用非电毫秒延期雷管微差延时网络起爆。

出渣：出渣采用LWL120扒渣机配合自卸车洞内运渣至附近渣场。

支護：支护根据现场揭露地质情况确定是否紧跟开挖作业，若现场揭露地质条件较差，须采取一掘进一支护，支护完成才能进行下一循环掘进开挖。

斜井开挖：45度以上采用反井钻机，地质条件要求高：施工段为同一类型地质结构、钻进中必须多观察，防止卡钻，卡钻后及时活动提升，固结灌浆外围后再进行导孔钻进。

隧洞灌浆：固结灌浆及回填灌浆在工期富裕时可以采用混凝土全部结束后进行，工期较紧张，单工作面较长时采用前面衬砌混凝土，后面紧跟灌浆，灌浆管路隔仓号布设，灌浆时段选在混凝土待凝时段进行。

3.3倒虹吸钢管，压力钢管，管桥施工

倒虹吸钢管支墩基础开挖采用人工钻爆清渣。

钢管安装考虑经济问题首先咨询当地特种设备加工监管要求，无当地办证要求则现场加工，有当地办证要求，工程量小时，采用异地加工半成品，现场对焊方式。倒虹吸钢管及压力钢管（明管）全部采用场内加工，自卸车拉运，汽车吊装，对于与施工道路有干扰地段，采用单节倒装，锚筋加固，最后安装凑合节方法。

斜井段压力钢管（暗管）总工程量600吨，考虑现场无场地，临建布置需费用，最终选择300公里外加工卷焊，工地对焊方式，既经济又方便。平洞段运输采用叉车，斜坡段采用卷扬机拉运钢架小车运送，洞内焊接采用单坡口焊接，降低施工难度，加快施工进度。

倒虹吸管桥施工：考虑现场交通道路宽度不足，便桥单薄，不能预制后运送，高度小、桥墩完成后采用现场堆渣形成基础，现场浇筑10cm垫层，整体预制，此项节省费用150多万。

3.4 压力钢管道、压力前池及泄槽、调压井

压力前池及泄槽明挖采用自上而下机械开挖，岩石地段采用手风钻钻爆。  压力钢管道明挖采用挖掘机自上而下翻渣开挖，局部岩石松动爆破，跨团结大沟引水渠段先进行钢立柱+模板保护，通水停止三天、挖掘机翻渣一直开挖到厂房区域，底部装渣拉运至渣场，开挖结束后检查团结大沟渠道内有无施工裂缝，再进行通水。

调压井因高度较小36.6m，井口锚固浇筑后开挖采用人工开挖竖井，再全断面扩挖，混凝土浇筑因设计方量960方、外露为异形扩大尺寸结构、滑模不经济、选用隧道洞口混凝土泵车向上输送，钢筋采用龙门吊垂直运送，作业平台采用满堂红脚手架，模板选用4m高散钢模，模板层高2m、监测埋件预留孔洞及管路施工。

3.5厂房施工

厂房开挖前先进行围堰混凝土防渗墙施工，按照工期及强度规划乌卡斯钻机数量，按规范施工，厂房开挖同压力前池明挖。

厂房浇筑塔机布置于尾水渠底部中间位置，拌和站就近布置，再按照结构规划：大坪电站主厂房，副厂房，安装间各自独立，尤其副厂房各有四边墙，因此先浇筑主厂房，墙体结束再进行副厂房墙体，主厂房框架结构同步施工;对于轩秀水电站主厂房后墙与副厂房共用，左墙与安装间共用，右墙与出线楼共用，全部采用大面平起，分部位浇筑，工作面互不影响，蜗壳采用整体吊装，岔管全部采用明管，一次吊装到位、二期混凝土及时跟进、屋顶采用现场拼装桁架。需要注意的是下部墙体大体积浇筑以混凝土输送泵供料较快，塔机较慢，可辅助钢筋运送。

4.设计优化及效果

1.大坪水电站5#支洞上游洞挖至桩号K9+122段遇到大涌水（482m3/h）+后续流沙，在小导管施做后，因自然水流还是无法灌浆、施工单位提议，监理设计业主同意修改轴线：涌水流沙工作面后退20m，偏角30度布线60m，与上游再连接，9+122作为泄压泄水口，开挖中工作面全断面线状渗水，喷射混凝土施工错后6m 进行作业后，历经2月隧洞贯通，抢回耽误1个月工期。

2.泄槽顶部增加盖板形成一体化箱涵结构，避免泄水外扬，冲刷边坡。

3. 5#施工支洞斜井修改为平洞，加快了出渣进度，降低了施工安全风险。

4.轩秀水电站隧洞原设计为马蹄形，针对碳质泥岩地质情况，钢支撑安装后承压受力存在侧墙变形大、施工单位提议修改为城门洞形，设计业主同意，加快了施工进度，确保了施工安全。

5.轩秀水电站厂房围堰原设计为草土围堰+帷幕灌浆，河道砂砾石透水性较好、设计修改为混凝土防渗墙，基坑开挖中渗水很小，确保了混凝土施工进度及防洪度汛要求。

5.施工索赔及变更

“索赔”是一种涉及合同甲乙双方的，通常是指工程承包方因他人未履行合同要求而导致其产生的损失，比如在施工过程中由于合同另一方因素所导致的工期延后、费用超出预期等所对整体工程造成的影响，工程承包方根据合同相关条款在发生上述可导致损失的行为发生后，向合同另一方所提出赔偿损失、共担风险的行为，称之为“索赔”。这种行为是一种合同上的权责利益关系。索赔的主要内容包括两类：经济利益赔付;施工周期补偿、即施工周期延长的索赔。施工单位一般依据合同文件中相关索赔条款提出索赔或通过法律途径来实现索赔，从根本上保证工程的顺利完工、保障施工企业的经济利益。

做好变更索赔工作的对策和建议

1.强化全员经营意识。变更索赔工作是一项由全员参与的工作，其涉及面广，不是仅依靠哪个部门或个人就能把这项工作做好的。因此，只有经過经常性的培训和思想灌输提高全体管理层变更索赔管理的观念和知识，提高职工对变更索赔事件的敏感性。

2.加强变更索赔队伍建设。变更索赔人员不但要具有工程、经济、法律方面的知识，还要求有良好的公关能力;既能与业主、监理有良好的共事关系，必要时也要敢于据理力争维护施工企业的应得利益。为此，要求经营人员既懂工程技术又懂经济管理，现场实践必须有至少2年，了解各种工序，项目部选择那些业务素质高、学习能力强、知识面广、责任心强、经常能够深入一线的人员充实变更索赔队伍。

3.完善变更索赔管理制度。变更索赔管理是一项系统性很强的工作，它必须融合于整个工程项目管理之中。合同部要与其他管理职能部门如计划管理、技术管理、物资管理及信息管理等密切联系，完善变更索赔管理制度，促进部门之间的横向协作，使合同部门能够及时准确的了解施工项目中的各种信息，为做好变更索赔工作夯实基础。

4.采取恰当的变更索赔策略。变更索赔策略也是影响变更索赔工作能否顺利进行的重要因素，以下策略可以使变更索赔工作事半功倍：（1）时间策略：当工程项目具有变更索赔的条件时，要有计划的开展变更索赔项目的申报工作，这是变更索赔能否成功的开端，即变更索赔项目的审报工作应根据施工进度及与业主的沟通情况选择合适的时机逐步进行。（2）不平衡报价策略：施工企业在投标阶段可采取不平衡的报价策略，为将来变更索赔做好铺垫工作。

6.结束语

小型水电站施工设计“麻雀虽小、五脏俱全”、难度不小战线长、尤其长距离引水工程地质较差段难以避免、唯有遵循施工规范、提高施工技术水平、加强现场管理、灵活适当进行设计优化才能确保工程顺利完工，同时在出现合同的变更索赔问题的时候，一定要按照规定的流程展开，将工程的损失降到最低。

【参考文献】

[1]. 甘学文，张涛，王长春.浅析水利水电工程合同管理中变更索赔的风险分析与对策[J].会计师，2011，（04）.

[2]张云.关于水利水电工程索赔的原因及对策研究[J].吉林水利，2011，（02）.