电站厂房工程研究管理论文

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1、工程介绍

三峡水利枢纽左岸电站厂房二期开挖工程因其在平面位置上涉及到2个标段的范围，在合同关系上牵涉2家施工单位，在施工安排上有开挖、混凝土浇筑、基础处理、金属结构及机电埋件安装的交叉作业，又由于其开挖工程量大、工期短、开挖轮廓复杂（特别是安Ⅲ段），是关系到另一施工单位青云公司能否按计划进行左岸电站厂房坝段混凝土（ⅡA标段）施工的关键因素，是关系到左岸电站厂房混凝土能否按期浇筑、三峡水利枢纽能否实现2003年首批机组按时发电的先决条件。尤其是安Ⅲ一线（左岸电站厂房安Ⅲ坝段、安Ⅲ及其尾水渠段、部分7＃坝段、部分7＃机组段及其尾水渠段）开挖，其制约因素较多，因而又是左岸电站厂房开挖工程能否按期顺利完成的决定性因素。

2、主要的制约因素

安Ⅲ一线开挖在开挖施工过程中，因其所处位置及施工时段的特殊性，即其以左是左岸电站厂房1＃～6＃机小基坑（以下简称小基坑），已经开始混凝土浇筑；以右是厂坝大基坑（以下简称大基坑），第一阶段水位与河床水位相同，第二阶段水位随大基坑抽水水位的降低而下降；其间经历了一个汛期，遭遇了连续8次洪峰，最大坝址流量61000m3／s的特大洪水过程。该部位的开挖施工在实施过程中受到许多不利因素的制约（注：50年一遇洪水流量为72300m3／s）：

（1）占压安Ⅲ一线开挖工作面的苏覃路连接上下游横向围堰（以下简称上下游围堰）交通，上下游围堰防渗墙施工能否按期顺利完成是关系到三峡工程1998年能否安全渡汛，是关系到整个三峡工程能否按计划施工、按计划发电的最关键施工项目。苏覃路的断路时间要视上下游围堰防渗墙施工的进度来确定，这在很大程度上制约着安Ⅲ一线开挖的施工进展。

（2）安Ⅲ一线在大基坑抽水到高程40m之前担负着正在浇筑混凝土的小基坑的挡水任务，在汛期未过、大基坑水位没有下降到安全水位以下之前不能进行常规进度的开挖和大的爆破作业。常规进度的开挖使安Ⅲ一线挡水石埂高程下降过快，低于大基坑水位时不仅无法进行常规的干地开挖，而且将导致小基坑被淹。由于安Ⅲ一线岩体的完整性从总体上来说欠佳，大的爆破作业会使下一梯段岩体产生不同程度的裂隙，轻则加大小基坑的排水强度，重则导致小基坑被淹。特别是20＋300．00m以下部位，大部分地段属于一期工程的回填区，渗透系数大，更应该留出足够的挡水宽度，以防进入小基坑的渗水量大增。

（3）爆区距混凝土浇筑区很近。安Ⅲ机组段放炮时，青云公司正在进行左岸5＃厂房坝段的混凝土浇筑，三七八联营总公司正在进行左岸厂房5＃机右块的混凝土浇筑施工，距新浇混凝土的最小水平距离为38.30m。为避免爆破对新浇混凝土的振动影响，在爆破设计中采用了小间排距、小装药量的控制爆破，同时采取各种手段控制爆破飞石。

（4）安Ⅲ排水廊道的开挖与其上部岩体的梯段爆破开挖、相邻6＃坝段钢管槽、隔墩的危石及欠挖处理、安Ⅲ左侧边坡的锚杆施工穿插进行，相互间有一定的干扰。安Ⅲ排水廊道的开挖不得不时挖时停。

（5）由于安Ⅲ机组段高程42m平台及其左侧、下游侧按设计开挖到位，右侧开挖到高程34m平台形成左侧、右侧、下游侧3个临空面后，该处岩体上诸多断层、裂隙有不同程度的张开，相互切割形成不稳定块体，左右下角已有崩塌，地基岩体的整体性削弱。经业主、设代、监理、施工单位现场研究决定：“对安Ⅲ地质缺陷采用对穿锚筋桩及局部锚杆加固处理”。共布置有孔径90mm的锚桩29根，孔径90mm的锚杆4根，孔径42mm的锚杆8根。地质缺陷的处理占用了安Ⅲ一线开挖的直线工期，并影响到相邻部位的开挖和混凝土浇筑施工。

3、施工组织

由于受到以上诸多因素的制约，安Ⅲ一线开挖在施工中干扰大，难度高；更由于安Ⅲ一线开挖在二期工程施工中占据着重要的战略地位，安Ⅲ一线开挖的施工组织就摆到了空前重要的位置。安Ⅲ一线开挖平面如图1所示。

施工组织的合理与否、优化程度，是直接关系到安Ⅲ一线开挖能否按期顺利、保质完成的关键因素，是直接关系到三七八联营总公司能否取得预期的经济效益的重要环节。因此，在施工组织上结合大基坑抽水的情况，将安Ⅲ一线开挖施工人为地分成3个阶段，各阶段开挖工程量见表1

3．1第一阶段开挖第一阶段开挖的施工时段是从1998年元月中旬至1998年3月中旬，历时2个月。本阶段开挖施工的主要特点是大基坑水位较高（约为高程67m，基本上与河床水位齐平），开挖与防汛渡汛的矛盾很大；开挖与苏覃路改道同时进行，苏覃路沿线供上下游围堰防渗墙施工用的水电线路经常受到爆破飞石砸坏的严重威胁；爆破施工区距新浇筑混凝土很近，每一次放炮都应严格的控制爆破。

本阶段开挖的主要目的是为了减少开挖对混凝土浇筑的影响，削减1998年开挖高峰强度，提前对挡水石埂、安Ⅲ一线进行开挖。

施工布置：在保证小基坑渡汛安全的前提下，根据现场的具体施工情况，对多个方案进行分析、比较后选定以下施工方案。在上下游横向围堰间的苏覃路段外侧河床内，布置一条路面宽度不小于20m的施工道路，上游至上游围堰左端，下游从3＃点接原苏覃路，回填区全长719．26m，此道路作为苏覃路改道后的公共施工道路，最低高程为68m，最大纵坡为8％。道路填筑完成前，原苏覃路不中断。视当时的施工干扰情况，施工道路回填分2段进行。先回填上游段，自原苏覃路和高程90m平台相接起坡处开始下河床，沿高程90m平台外围向上游方向填筑，推进到上游围堰左端，并在此段形成足够的回车场地，然后利用该回车场，按设计路线向下游方向填筑推进，完成下游段施工道路的铺筑。上游从桩号20＋118．0m以上（坝段部分）利用已有的施工道路进行高程77m以下土石方开挖，开挖石渣用于道路的填筑；下游从桩号20＋430．81m附近，在保证原苏覃路留有足够宽度的前提下形成高程67m施工平台，开挖料亦运至上游进行道路回填。

施工方法：开挖采用自上而下分层梯段爆破的方法进行，梯段高度为8～10m。坝段部分临近设计建基面开挖采用微差爆破，控制爆破规模和药量，并预留2．5m厚保护层，手风钻造孔，水平光面爆破挖除；设计永久边坡部位采用预裂爆破。全风化岩石及强风化岩石上部开挖直接采用CAT375、PC650－5、PC400－6、ROBEX420挖掘机挖装，20t、15t自卸汽车出渣。石方开挖采用全液压钻机造孔，人工装药爆破。ROBEX420装载机配合H95、CAT375、PC650－5、PC400－6挖掘机挖装，T320、TY220推土机集渣并平整、清理工作面，32t、20t、15t自卸汽车出渣。

钻爆设计：采用全液压钻机造垂直孔，孔径为76mm；梅花型布孔，孔距×排距＝3．0m×2．5m；超钻深度为0．1～0．15h；孔口堵塞长度为1．5～2．0m；药卷采用乳胶φ70mm及φ60mm药卷，连续装药结构，网络形式为孔内和孔间微差相结合的形式；最大单响药量根据爆区离被保护物的远近程度及混凝土浇筑的时间计算。

3．2第二阶段开挖第二阶段开挖的施工时段是从1998年3月中旬至8月底，历时5个多月。本阶段开挖施工的主要特点是大基坑水位前期相对较高，大基坑抽水受围堰施工的制约下降较慢（6月下旬才降至高程40m），开挖与防汛渡汛的矛盾仍然很突出；原苏覃路改道完成，开挖工作面有所增大，上下游出渣道路顺畅，开挖工程量及月强度增大——高峰月强度为19．84万m3，发生在1998年8月（Ⅲ标段二期工程开挖高峰月强度为52．46万m3，发生在1998年9月）；坝段及厂房机组段开始进行边坡预裂和保护层开挖施工；爆破施工区距新浇筑混凝土较近，大部分开挖放炮仍需采用控制爆破。本阶段开挖的主要目的仍然是进一步削减1998年开挖高峰月强度，满足渡汛形象要求，削减开挖放炮对混凝土浇筑施工的影响。

施工布置：安Ⅲ开挖体型复杂，受挡水石埂和5＃、6＃机坝段、厂房机组段的制约，在狭窄的工作面上布置道路异常困难。特别是在开挖体型复杂多变、相对高差很大的19＋964．5m～20＋209m狭长地段施工道路的布置是控制开挖进度的关键。据此，在施工中形成了如下道路：

（1）安Ⅲ坝段开挖，在7＃坝段桩号19＋975．0m～20＋100m、高程70～53m间布置一条通往上游的施工道路，路宽12～15m，用于高程67～53m的开挖和高程53～50m的保护层开挖，同时亦用于安Ⅲ机组段、尾水段高程60～52m开挖的出渣道路。

（2）安Ⅲ厂房、尾水段开挖，按开挖爆破梯段的高度分别布置高程67m、高程60m、高程52m、高程45m和高程45m以下数道通向工作面的施工道路，其中高程52m道路上下游贯通。

（3）上游高程70～53m的施工道路在施工安排上要提前修建，力争在4月15日前完工，这样在5＃机混凝土浇筑时，安Ⅲ坝段开挖爆破的临空面和起爆方向就可以选择向右河床方向，减少对混凝土浇筑的干扰。由于5＃机厂房机组段基础混凝土在4月中旬开始浇筑，开挖爆破与混凝土浇筑将要进行近距离交叉作业，以服从混凝土浇筑的大局为重点，确保5＃机厂房机组段基础混凝土浇筑质量、强度、进度不受开挖的影响，特采取如下措施。

（1）4月中旬前尽全力加大投入多开挖。

（2）调整工作面和突出重点，抢挖20＋118m附近的高边坡部位。

（3）5＃机厂房机组段混凝土开始浇筑后，在爆破规模上进行严格控制，一次起爆总药量控制在300kg以内。

（4）布孔造孔、装药结构、起爆方向进行必要的调整，起爆方向朝右河床侧和下游，且在左侧自由面减少药量。

（5）单响药量在高程45m以上部位控制在100kg以内，高程45m以下控制在50kg以内，并要求严格执行。

（6）爆破作业时间应选择在混凝土浇筑收仓后和开仓前时段进行，由现场调度统一安排，适时穿插。

（7）6月中旬以后，随着混凝土浇筑减少，全力抢挖安Ⅲ一线剩余工程量，8月完成除保护层以外的全部开挖。

开挖与防汛渡汛矛盾的解决：

（1）安Ⅲ坝段部位施工道路的布置，由于长度和坡比的限制将在19＋975m～20＋020m段穿越预留石埂，最低高程为63m，考虑洪水可提前3d预报，确立以“抢险为主，进行临时封堵”的原则。在安Ⅲ坝段坝前坡挖风化砂进行碾压封堵，前后坡用草袋灌装风化砂垒堤压坡，以防坍塌。

（2）在20＋110m、48＋390m附近，高程53m道路旁增设一个3m×3m×3m的泵坑，安装一台4″水泵，备用一台6″水泵，用于施工期排水。

施工方法及钻爆设计与第一阶段开挖近似。

3．3第三阶段开挖第三阶段开挖的施工时段是从1998年9月初至12月底，历时4个多月。本阶段开挖施工的主要特点是大基坑亮底，开挖工作面开阔，上下游出渣道路顺畅；坝段及厂房机组段开始进行大规模的边坡预裂和保护层开挖施工；爆破施工区距新浇筑混凝土较近，部分开挖放炮仍需采用控制爆破。本阶段开挖的主要目的是进一步完成开挖形象，坝段部分陆续进行清基工作，并向ⅡA标段施工单位移交工作面；厂房机组段开始保护层开挖和清基交面工作，为6＃机开始浇筑混凝土创造条件。

施工布置：该时段内下游基坑开挖出渣主干道已形成，利用该主干道下卧施工支路降至高程22．2m，可完成安Ⅲ一线大部分开挖施工。安Ⅲ机组段两侧集水井开挖最低高程为8．0m，采用特殊方法施工，不单独布置施工道路。施工方法及钻爆设计与第一阶段开挖近似。

4、安Ⅲ一线开挖中的控制爆破

安Ⅲ一线开挖的战略重要性及其所处位置的特殊性决定了该部位施工必须确保万无一失，严格按设计者的思路进行施工、成型。为此，联营总公司特别制订了“有关爆破施工程序及技术要求”，要求下属3个工区应做到以下各点。

（1）坚持爆破设计审批制度，爆破设计必须提前3d上报联总技术部，要求每炮设计不少于4份。

（2）严格按爆破设计施工，施工部位、现场放样、钻孔、装药、联网必须与设计相符，严格按设计和审批意见施工。

（3）特殊部位的爆破，如永久边坡、临近建基面及保护层开挖爆破等，必须有质检人员的炮孔检查记录，且必须验收合格，装药爆破前必须通知监理。

（4）无爆破设计或未按设计施工时，禁止放炮。

（5）挡水石埂开挖爆破，最大起爆药量不得大于100kg。

（6）安Ⅲ永久边坡预裂爆破，最大段起爆药量不得大于50kg。

（7）接近保护层的爆破梯段高度不大于6m，且应适当减少孔底装药量。

（8）爆破施工时，必须考虑周围混凝土施工的影响，进行安全质点振动速度验算，严格控制最大段起爆药量；同时，控制爆破方向，加强附近机械设备的防护。

5、特殊部位的开挖3个特殊部位的开挖引起了参建各方的高度重视，它们是安Ⅲ一线开挖施工中的重点和难点。

（1）安Ⅲ竖井开挖施工方法：安Ⅲ竖井开挖采用手风钻造孔，光面爆破全断面下挖。中心采用楔形掏槽，周边光爆的微差爆破施工方法。井内人工装渣，卷扬机吊渣，堆积在高程30．0m平台，后用装载机配合T20自卸车运往陈家冲利用料堆场。

（2）安Ⅲ渗漏排水及检修集水井开挖安Ⅲ渗漏排水及检修集水井的施工安排在7＃机机组段高程22．20m建基面开挖完成后施工。采用手风钻造孔，光面爆破分2段下挖（因其开口断面积较大，S＝347．3m2）。中心采用楔形掏槽，周边光爆的微差爆破施工方法。PC650－5液压反铲挖装T20自卸汽车出渣。

（3）安Ⅲ交通排水廊道开挖考虑到洞内施工安全，安Ⅲ交通排水廊道开挖施工安排在其上覆岩体大爆破作业完成后进行。采用手风钻造孔，下导洞，上部扩挖。从高程30m平台用石渣垫路至高程22．20m，洞内手推车出渣，洞外PC600－6液压反铲挖装T20自卸汽车出渣。

6、结语

管理出效益。尤其在我国现阶段水电施工市场竞争激烈这一客观存在的情况下，加强施工管理更是重中之重。合理、优化的施工组织设计是强化施工管理的前提和基础。本文通过对安Ⅲ一线开挖施工组织的阐述，进一步强调施工组织设计在指导施工中的重要作用。越是复杂的施工条件，越要有合理、优化的施工组织设计。有了合理优化的施工组织设计，还要做到施工组织设计方案在实施中不折不扣的贯彻执行。纵观安Ⅲ一线3个阶段的开挖施工，有一条主线贯穿始终：加强施工现场的领导和调度工作，杜绝施工作业队随心所欲开工作面。联营总公司安排经验丰富的调度人员进行3班跟队，负责现场的生产指挥。现场的一切生产活动由调度全权安排。联营总公司还专门抽调一位副总经理领导开挖施工，每天到开挖现场检查指导工作，一发现问题能够即时解决。令行禁止，这一点才是安Ⅲ一线开挖施工成功的关键所在。