任 仁，劉 旭

(中國水電顧問集團成都勘測設計研究院，四川成都 610072)

1 概述

青龍水電站位于四川省阿壩藏族羌族自治州九寨溝縣境內的白水江下游，為低閘引水式電站，由首部樞紐、引水系統(tǒng)、廠房樞紐組成，以發(fā)電為主，裝機容量3×34MW。

引水隧洞位于白水江左岸，調整后的引水隧洞標為引水隧洞中段樁號4+000～12+490.57，總長度為8494.68m(包括5#主洞上游樁號調整增長的4.11m洞段)，相對合同引水隧洞增長了124.68m。引水隧洞開挖斷面為馬蹄形斷面，Ⅲ類圍巖開挖斷面為6.8m×8.8m，Ⅳ類圍巖開挖斷面為7.5m ×9.5m，Ⅴ類圍巖開挖斷面為7.9 m×9.9m。襯砌斷面后經設計優(yōu)化調整，4+000～5+786、8+184～8+460樁號段按馬蹄形斷面襯砌，5+786～12+490.6樁號中的其余洞段按圓形斷面襯砌，Ⅳ、Ⅴ類圍巖周邊實施固結灌漿。

青龍水電站引水隧洞工程圍巖地質條件復雜，以Ⅳ類、Ⅴ類圍巖為主，多為花崗斑巖和灰?guī)r。部分洞段為花崗斑巖夾薄層灰?guī)r條帶(俘虜體)洞段。在薄板狀灰?guī)r洞段，圍巖基本無強度，呈薄層狀～破碎結構，圍巖被地下涌水浸泡軟化，巖體破碎，呈散體狀結構，圍巖極不穩(wěn)定，在地下水作用下易發(fā)生崩塌;花崗斑巖夾薄板狀灰?guī)r俘虜體洞段花崗斑巖裂隙發(fā)育，塊體嵌合弱，呈巖墻形式侵入，受巖墻擴張侵入擠壓，巖體完整性極差，基本無強度，圍巖塊度一般為5～10cm，局部以灰白色巖屑、巖粉為主。開挖、支護過程中掉塊、坍塌嚴重。

2 優(yōu)化原因分析

2011年5月8日，樁號9+130～9+155段發(fā)生大面積塌方。白水江下游總承包項目部積極組織施工單位搶險施工，2011年9月18日，在準備對該段進行永久襯砌之時，再次發(fā)生大面積塌方。兩次大塌方，打亂了整個青龍水電站的整體施工計劃，嚴重影響到項目目標的實現(xiàn)。當時施工進度相對滯后，施工工期緊張的主因為:(1)引水隧洞洞內空間小，工作面有限且不易鋪開。(2)洞內施工項目多，相互之間干擾，施工協(xié)調工作多。(3)施工通道緊張，施工設備投入有限。(4)引水隧洞底板混凝土結構型式不利于混凝土的快速施工。(5)施工單位的組織管理能力較弱。

根據整體工期安排，青龍水電站引水隧洞施工進入非常關鍵時期，由于圓形底板混凝土拖模施工不能實施平行作業(yè)，成為所有工序的直線控制工期，且4#下～5#上底板混凝土長度達3100 m，按照作業(yè)面的施工安排，工期將達約150d，嚴重影響項目目標的實現(xiàn)。為研究提高底板混凝土施工進度的方法，根據青龍水電站工程特點和當時的實際施工情況進行了多次現(xiàn)場查勘，對施工現(xiàn)狀進行了分析，并對施工方案進行了充分研討，提出了確保青龍水電站引水隧洞施工關鍵線路4#下～5#上洞段施工滿足“2011年底具備發(fā)電條件”項目目標的優(yōu)化方案。

3 優(yōu)化方案

3.1 增設一支洞封堵閘門

青龍水電站引水隧洞共布置了六條施工支洞，進人門分別設置在3#洞和6#洞(表1)。封堵門間距為8286m。

表1 各施工支洞長度表

為運行中檢修方便，同時考慮到青龍水電站的工期十分緊張，需要在灌漿和隧洞清理、支洞封堵階段采取特殊手段，進一步安排平行作業(yè):在隧洞灌漿及清理的同時安排支洞封堵。因此，施工通道尤為重要。同時，由于該洞段為圓形底板，在隧洞中不能進行車輛會車，因此，在隧洞清理過程中不能投入更多的車輛進行清理作業(yè)。故決定在4#洞增設一進人門，以確保隧洞后期施工的高效進行。

增加費用:閘門制造費用約10～14萬元，進人門安裝費用約2萬元。

流程:為保證閘門盡快完成制作并投入現(xiàn)場使用(現(xiàn)場具備安裝時間為2011年10月底)，縮短流程時間，采用了設計變更程序，由采購部根據設計圖紙直接委托青龍水電站閘門制造單位——水電十局進行制造。

3.2 隧洞底板優(yōu)化

青龍水電站引水隧洞混凝土施工方式為穿行式臺車澆筑邊頂拱，然后再用拖模澆筑底板。根據現(xiàn)場情況，調整了4#～5#洞底板混凝土結構形式，由圓形底板調整為平面底板結構形式，為此，選用了三種優(yōu)化方案進行經濟比較。三種方案為:

方案一(推薦方案):在現(xiàn)有邊頂拱底邊緣澆筑平底。

方案二:在現(xiàn)有邊頂拱底邊緣安裝40cm小鋼模后澆筑平底。

方案三:在現(xiàn)有邊頂拱底邊緣安裝60cm小鋼模后澆筑平底。

3.2.1 技術方面

(1)為確保隧洞圓形斷面的受力結構不產生較大變化，仍然維持圓形斷面的鋼筋結構，鋼筋受力未產生變化，對隧洞抗壓、抗剪、抗裂均不會產生很大影響。同時，調整后的隧洞過水面積有所減少，隧洞流速有所增加，但對隧洞過流能力影響不大;

(2)由于底板混凝土厚度增加較多，正常厚度為1.27～1.58m，加上該洞段超挖超填嚴重，底部混凝土厚度達到2m左右?？紤]到底板混凝土厚度已經較大，有必要對底板的固結灌漿進行優(yōu)化(減少或取消)。由此，將原設計的圓形底板調整為平面底板結構形式，取消相應的底板固結灌漿。對該技術方案進行分析，并經設計按照設計計算思路和理論進行驗證和確認，技術上可行。

3.2.2 經濟方面

由于按照上述方案將增加部分底板混凝土工程量，同時增加部分成本。經過計算，方案一增加混凝土澆筑13889m3，增加費用352萬元;方案二增加混凝土澆筑9983m3，增加費用325萬元;方案三增加混凝土澆筑8378m3，增加費用273萬元。

3.2.3 工期方面

根據青龍水電站剩余工程施工計劃，4#洞下游936m底板混凝土開始施工時間為2011年10月10日，施工強度為450m/月，完成時間為2011年12月10日;5#洞上游1297m鋼筋混凝土底板開始施工時間為2011年8月15日，施工強度為400m/月，完成時間為2011年11月30日。但上述施工強度是根據“2011年底具備發(fā)電條件”這一項目目標進行工期倒排后計算的施工強度。根據此前4#洞上游底板拖模施工情況，鑒于拖模施工特性，要想實現(xiàn)這一強度的底板施工非常困難(此前已經實施的最大月強度不足400m)。若按照上述建議進行優(yōu)化，采用平面底板結構后，底板混凝土的施工將不再使用模板(或使用少量的邊墻小模板而不使用拖模)，施工工藝相對簡單，底板混凝土施工強度將明顯提高，按480m/月施工強度計算，4#下游底板混凝土將在11月底施工完成，5#上游底板混凝土施工將在11月初施工完成(若不用拖模，底板澆筑過程中具備跳倉澆筑的條件，將更進一步加快底板施工工期)。同時，由于交通條件的改變，洞內灌漿施工工作面和隧洞清理工作均可以投入更多資源進行施工，進而確保隧洞施工任務的完成，這對于年底發(fā)電的項目目標將是有力保障。因此，該方案對本項目工期目標的實現(xiàn)提供了非常強有力的保障，并在很大程度上使工期有所提前。

3.2.4 成果比較

表2中的數據均為未考慮底板固結灌漿優(yōu)化的情況。

表2 三種優(yōu)化方案比較表

根據設計文件，所涉及洞段范圍底板的固結灌漿總量為7842孔延m。根據青龍水電站引水隧洞標灌漿試驗成果，超灌按650kg/m，800元/t計算，同時考慮水泥價差170元/t，減少費用為7842m ×108.06 元/m+7842m ×0.65t/m ×970 元/t=579.18(萬元)。

考慮到底板混凝土厚度較大，對該洞段的固結灌漿予以優(yōu)化，完全能由此部分或全部抵消上述混凝土導致的費用增加。

4 結語

經綜合比較后，成都院項目管理部批復同意使用第一種推薦方案。該優(yōu)化方案在青龍水電站4#下～5#上已經付諸實施，取得了顯著的效果。該優(yōu)化方案是根據現(xiàn)場施工管理遇到的實際困難，EPC項目部有針對性的提出解決問題的優(yōu)化方案，能夠體現(xiàn)EPC項目的先進性，靈活高效的解決了現(xiàn)場的施工難題，使整個工程按照既定的目標推進，是一種成功的工程管理模式。