CN113981918A - 一种用于引水式水电站截流的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于引水式水电站截流的施工方法，包括以下过程，将溢洪道混凝土浇筑施工至弧形闸门支臂的支铰座安装高度后，在弧形闸门支臂的支铰座上安装两孔弧形闸门；两孔弧形闸门安装完成后，将河流引流至溢洪道控制段过流，并开始沥青墙混凝土堆石坝坝体施工，剩余三孔底孔弧形闸门在溢洪道浇筑至坝顶后利用枯水期水流量小的时候，在上游孔口使用检修闸门的门叶挡水，下游修筑围岩挡水安装剩余三孔底孔弧形闸门。提前进入沥青心墙混凝土堆石坝坝体施工的施工方法。解决常规设计中，施工工期紧，前期施工工期滞后，导致整体施工无法如期发电的施工项目。

Description

一种用于引水式水电站截流的施工方法

技术领域

本发明属于水电站施工技术领域，具体属于一种用于引水式水电站截流的施工方法。

背景技术

在引水式水电站建设施工中，整个水电站包括大坝、引水隧洞、厂房三大施工项目，大坝施工又包括防渗墙深孔灌浆施工、溢洪道施工、沥青心墙混凝土堆石坝坝体施工、进水口施工，其中防渗墙施工、溢洪道施工沥青心墙混凝土堆石坝坝体施工、溢洪道施工中按现场施工条件采用分期截流的方式分段完成上述施工项目，施工时采用分段截流分段施工的方式先完成防渗墙施工，后进行坝体段过流，控制段溢洪道施工，最终在溢洪道具备过流的情况下进行溢洪道过流，同时进行沥青心墙混凝土堆石坝坝体、溢洪道浇筑施工的方式完成大坝施工项目；

在引水式水电站建设施工中，根据施工方法及施工经验，溢洪道浇筑施工提前具备过流条件是大坝整体施工完成的一个关键性节点，溢洪道浇筑施工提前具备过流条件，不仅能提前进入沥青心墙混凝土堆石坝坝体填筑阶段，同时也将大大提高施工进度，节约施工成本。

现有技术中的施工方法，施工工期长，成本高，不能应用于施工工期紧的项目，导致整体施工无法如期发电。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于溢洪道提前具备过流条件，提前进入沥青心墙混凝土堆石坝坝体施工的施工方法。解决常规设计中，施工工期紧，前期施工工期滞后，导致整体施工无法如期发电的施工项目。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于引水式水电站截流的施工方法，包括以下过程，

将溢洪道混凝土浇筑施工至弧形闸门支臂的支铰座安装高度后，在弧形闸门支臂的支铰座上安装两孔弧形闸门；两孔弧形闸门安装完成后，将河流引流至溢洪道控制段过流，并开始沥青墙混凝土堆石坝坝体施工，剩余三孔底孔弧形闸门在溢洪道浇筑至坝顶后利用枯水期水流量小的时候，在上游孔口使用检修闸门的门叶挡水，下游修筑围岩挡水安装剩余三孔底孔弧形闸门。

优选的，具体包括以下步骤，

步骤1，在安装液压启闭机前安装两孔弧形闸门，采用预埋箱形梁悬挂两孔弧形闸门的方式完成两孔弧形闸门的安装并悬挂；

步骤2，在溢洪道底部过流面上设置预埋件，用来布置卷扬机和导向滑轮；

步骤3，下游闸室设置挡水围堰，上游检修闸门闸室内利用检修闸门的门叶挡水；

步骤4，通过塔机将弧形闸门门叶和弧形闸门支臂吊入下游挡水围岩内，使用卷扬机将弧形闸门门叶和弧形闸门支臂分别拖入弧形闸门闸室进行弧形闸门的安装工作。

进一步的，安装两孔弧形闸门的具体包括以下过程，

在溢洪道的孔弧形闸门闸室上方设置预埋件和箱梁用于悬挂弧形闸门，使用塔机吊装弧形闸门门叶和弧形闸门支臂的方式完成弧形闸门的安装，安装完成后使用箱梁提升悬挂的施工方法进行底孔两孔弧形闸门的安装并悬挂。

优选的，在混凝土浇筑时，在弧形闸门支臂的上方预埋支臂安装吊点，其中一个吊点预埋在支臂重心点正上方，另一个吊点预埋在支绞座侧边，弧形闸门支臂和支绞座整体进行吊装，通过手拉葫芦进行支臂角度调整。

优选的，弧形闸门门叶安装时在液压启闭机平台上搭设一根吊梁，利用卷扬机和导向滑轮进行弧形闸门门叶的吊装。

进一步的，预埋件的预埋吊点在溢洪道混凝土浇筑施工时在钢筋绑扎完成后预埋，预埋件选用Q235B的钢板和钢筋焊接的铁板登为预埋材料。

进一步的，预埋件在使用完成后刷涂防锈漆。

优选的，弧形闸门门叶安装完成后使用卷扬机进行悬挂，卷扬机布置在闸室下游侧，卷扬机布置位置安装预埋件，卷扬机在布设位置焊接固定，卷扬机使用时利用箱型梁悬挂绳及悬挂绳定滑轮进行工作，定滑轮与箱型梁连接，定滑轮与弧形闸门吊点双跑头连接，卷扬机的钢丝绳与定滑轮牵引绳连接，所述定滑轮启动拉起弧形闸门，起升的规定的高度后使用适当高度的吊索进行悬挂。

优选的，弧形闸门门叶的底部与洪水期的水位高程有1m间隙。

优选的，挡水围岩使用内装沙袋的钢筋轮子配合土石方进行挡水围岩设置，下游侧挡水围岩与闸墩之间的距离满足弧形闸门门叶和弧形闸门支臂的存放空间，所述挡水围岩施工前上游检修闸门孔口位置使用检修闸门门叶进行挡水，挡水完成后下游开始实施挡水围岩设置。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供了一种用于引水式水电站截流的施工方法，主要是针对三期导流施工，在工期紧、任务重的大坝施工中，溢洪道未能浇筑至液压启闭机室高程，底孔弧形闸门及启闭机未安装调试完成，不具备过流条件的情况下，溢洪道提前进入过流阶段，进入沥青心墙混凝土堆石坝坝体施工工序。本方法主要是根据溢洪道的实际布置，改变底孔弧形闸门及启闭机安装方案的一种施工方法，利用溢洪道的有利结构形式，同时利用河流的枯水期水流量小等有利因素实现了本施工方法的可行性。在未安装液压启闭机的情况下安装两孔弧形闸门，采用预埋箱形梁悬挂两孔弧形闸门的方式完成底孔两孔弧形闸门的安装并悬挂。本方法是针对工期紧，任务重的施工项目，是为保证大坝整体施工进度，保证水电站整体建设工期，确保水电站如期发电的一种施工方法，通过改变弧形闸门及液压启闭机安装方案提高大坝整体施工进度，将剩余3孔弧形闸门的安装时间、液压启闭机安装调试时间及溢洪道悬挂梁至液压启闭机室的混凝土浇筑时间折叠成沥青心墙混凝土堆石坝坝体施工，节约施工工期近6个月，节约施工成本近亿元，是引水式水电站施工的一种重大突破。

附图说明

图1为箱梁布置及弧门提升示意图；

图2为支绞座整体吊装示意图；

图3为液压启闭机机架吊装示意图；

附图中：1为卷扬机；2为第一滑轮组；3为弧形闸门门叶；4为第二滑轮组；5为弧形闸门支臂；6为液压启闭机机架。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明提供一种提前过流的底孔弧形闸门安装的技术方案：根据现场实际情况，水电站防渗墙深孔灌浆施工、大坝沥青混凝土堆石坝坝体施工、溢洪道浇筑施工采用三期导流方案分期分段进行施工，三期导流主要施工内容如下：

一期导流利用原河床过流，施工位于右岸的溢洪道坝段、引渠和挑流鼻坎和右岸滩地混凝土防渗墙等。一期导流标准为100年一遇洪水，相应洪峰流量为1214m3/s。

二期导流采用主河床上、下游围堰挡水，右岸滩地临时明渠泄流，施工位于原河床位置的混凝土防渗墙和左岸基坑开挖。二期导流分为两个阶段，即枯水期阶段和洪水期阶段；枯水期导流流量为109m3/s，洪水期导流设计流量为733m3/s。

三期导流的泄水建筑物为右岸溢洪道，主要包括上游引渠段、过水控制段、下游泄槽及挑坎段和挑坎下游导水渠段等。三期导流分为两个阶段，即枯水期阶段和洪水期阶段；枯水期采用控制段右侧2孔过流，导流标准采用5年枯水期标准，相应导流流量为58m3/s；洪水期导流设计流量为1214m3/s，采用控制段5孔过流。枯水期为确保左侧剩余3孔金结施工条件，左侧剩余3孔上游位置安装检修闸门门叶进行挡水，控制段下游设置临时混凝土围堰。

本发明主要是针对三期导流施工，在工期紧、任务重的大坝施工中，溢洪道未能浇筑至液压启闭机室高程，底孔弧形闸门及启闭机未安装调试完成，不具备过流条件的情况下，溢洪道提前进入过流阶段，进入沥青心墙混凝土堆石坝坝体施工工序。

本方法主要是根据溢洪道的实际布置，改变底孔弧形闸门及启闭机安装方案的一种施工方法，利用溢洪道的有利结构形式，同时利用河流的枯水期水流量小等有利因素实现了本施工方法的可行性。

如下所述施工方法是在未安装液压启闭机的情况下安装两孔弧形闸门，采用预埋箱形梁悬挂两孔弧形闸门的方式完成底孔两孔弧形闸门的安装并悬挂。

如图1所示，在溢洪道1-2#孔弧形闸门闸室上方布置埋件及箱梁用来提升并悬挂弧形闸门，使用塔机吊装门叶及弧形闸门支臂5的方式完成弧形闸门的安装，安装完成后使用箱梁提升悬挂的施工方法进行底孔2孔弧形闸门的安装并悬挂，箱梁安装高程2212.5，里程WS 0-2.4，保证弧形闸门提升后满足洪水期过流要求。箱梁布置及弧门提升示意图见下图。为保证本施工方法的可行性进一步的进行弧门提升启闭力计算。

本水电站施工项目溢洪道底孔共有5孔弧形闸门、1孔检修闸门，表孔共有5孔弧形闸门、1孔检修闸门，本施工方法仅是针对底孔闸门的安装的一种施工方法，在底孔两孔弧形闸门安装悬挂完成后，剩余3孔底孔弧形闸门在溢洪道浇筑至坝顶后利用枯水期水流量小的有利条件，上游孔口使用检修闸门门叶挡水，下游修筑围岩挡水的方式安装剩余3孔弧形闸门。

如下所述为剩余3孔弧形闸门安装的施工技术方案，

剩余三孔弧门在底孔过流后安装，利用卷扬机1和滑轮组2、滑轮组4进行吊装。安装前在溢洪道底部过流面上预埋埋件，用来布置卷扬机1和导向滑轮，导向滑轮包括第一滑轮组2和第二滑轮组4，剩余三孔弧形闸门在坝顶形成后，即2239.5高程安装。施工前在下游闸室设置挡水围堰，上游检修闸门闸室内利用检修闸门门叶挡水，在完成上述工作后，利用塔机将弧形闸门门叶3及支臂吊入下游挡水围岩内，使用卷扬机1将支臂和门叶分别拖入弧形闸门闸室进行弧形闸门安装工作。具体安装方案如下：

第三节门叶储存在门楣上方的廊道，利用卷扬机1和滑轮组2、滑轮组4进行安装。

混凝土浇筑时在支臂上方预埋支臂安装吊点，其中一个吊点预埋在支臂重心点正上方，另一个吊点预埋在支绞座附近，支臂和支绞座整体进行吊装，利用16吨手拉葫芦进行支臂角度调整，吊装示意图如图2所示。

门叶安装时在液压启闭机平台上搭设一根吊梁，利用卷扬机1和和滑轮组2、滑轮组4进行门叶吊装。由于第二节门叶与顶部吊点存在一定角度，起吊时门叶会向下游倾荡，因此需在上游布置两块预埋件通过手拉葫芦拉住门叶，然后缓慢松放至吊点正下方后再进行起吊，如图3所示。

一种用于引水式水电站大坝溢洪道混凝土浇筑施工及闸门等金属结构安装施工中，为保证施工进度，节约施工成本，提前完成溢洪道过流，进入沥青心墙混凝土堆石坝施工，本施工方法主要包括过流前两孔弧形闸门的安装及悬挂施工、过流后剩余3孔弧形闸门的安装施工，所述过流前2孔弧形闸门的安装主要包括预埋吊点设置，箱梁的制作，箱梁的安装布置，卷扬机1的固定，弧形闸门支臂5的吊装，弧形闸门门叶3的吊装，安装完成后弧形闸门的悬挂；所述过流后剩余3孔弧形闸门的安装包括预埋吊点设置，上游检修闸门门叶挡水，下游挡水围岩设置，支臂及门叶吊装。

如下所述为过流前两孔弧形闸门安装详细阐述；

预埋吊点制作及安装，所述预埋吊点在溢洪道混凝土浇筑施工时在钢筋绑扎完成后预埋，预埋件选用Q235B的钢板及钢筋焊接的铁板登为预埋材料，所述预埋包括吊点预埋和固定卷扬机1预埋，预埋位置根据实际现场施工条件进行放点测量布置。

箱梁制作安装，所述箱型梁由Q235B钢板制作，所述箱型梁截面尺寸为30*400*460即钢板厚度为30mm，断面为400*460矩形，所述箱型梁的长度根据弧形闸门闸室宽度确定，所述箱型梁制作工序为先下料，之后进行拼装焊接，拼装焊接完成后探伤合格制作完成，所述箱型梁安装是在溢洪道混凝土浇筑至一定高程，根据弧形闸门启闭行程，在箱型梁悬挂钢丝绳的作用下使得弧形闸门起到位置满足过流要求即可，所述箱型梁使用塔机吊装，所述箱型梁安装位置因预埋有预埋件，所述箱型梁吊装就位后与预埋件焊接连接。弧形闸门支臂5、门叶使用塔机吊装。

弧形闸门安装完成后使用卷扬机1进行悬挂，所述卷扬机1布置在闸室下游侧，所述卷扬机1布置位置安装预埋件，所述卷扬机1在布设位置焊接固定，所述卷扬机1使用时利用箱型梁悬挂绳及悬挂绳定滑轮进行工作，所述定滑轮与箱型梁连接，所述定滑轮与弧形闸门吊点双跑头连接，所述卷扬机1钢丝绳与定滑轮牵引绳连接，所述定滑轮启动拉起弧形闸门，起升的规定的高度后使用适当高度的吊索进行悬挂。

为保证施工过程的安全稳定性，所选用的吊装钢丝绳在使用前均因检查，有无断股，有无打搅等不安全因素，弧形闸门启闭力经计算为144KN，按国家规定属于专项吊装方案，在吊装过程中因由技术人员编制专项施工方案，经过评审后方可实施。

弧形闸门悬挂完成后，大坝溢洪道便具备过流条件，大坝整体施工中便可将河流引流至溢洪道，进行沥青心墙混凝土堆石坝坝体施工，在溢洪道过流后，根据水位情况实时监控水位与弧形闸门底部位置距离满足过流要求，在实施过程中洪水期水位高程与弧形闸门底部保持留有1m间隙。

溢洪道过流后大坝的沥青心墙混凝土堆石坝与溢洪道浇筑工作同时进行，当溢洪道道浇筑至坝顶后，安装剩余3孔弧形闸门，所述剩余三孔弧形闸门在一般情况下施工是使用塔机吊装，吊装完成后，当溢洪道浇筑至液压启闭机室高程，安装液压启闭机后进行弧形闸门及液压启闭机联动调试，调试完成后进行溢洪道混凝土浇筑，本方法是针对工期紧，任务重的施工项目，是为保证大坝整体施工进度，保证水电站整体建设工期，确保水电站如期发电的一种施工方法，通过改变弧形闸门及液压启闭机安装方案提高大坝整体施工进度，将剩余3孔弧形闸门的安装时间、液压启闭机安装调试时间及溢洪道悬挂梁至液压启闭机室的混凝土浇筑时间折叠成沥青心墙混凝土堆石坝坝体施工，节约施工工期近6个月，节约施工成本近亿元，是引水式水电站施工的一种重大突破。

剩余3孔弧形闸门的安装包括预埋吊点、卷扬机1布置、挡水围岩设置、上游检修闸门门叶挡水设置。

预埋吊点使用Q235B钢板及钢筋制作铁板登，在混凝土浇筑过程中钢筋绑扎完成后安装，所述预埋吊点根据使用性质分为固定卷扬机1预埋件、拖拽吊点预埋件、吊装预埋件，预埋吊点的安装根据溢洪道体型图及弧形闸门结构图设置，所述预埋吊点、预埋锚固点在使用完成后刷涂防锈漆，保证溢洪道底坎过流面的验收要求。

卷扬机1布置，卷扬机1布置在水流方向下游侧如施工方法布置图所示，所述卷扬机1在溢洪道坝顶形成后，使用塔机吊装至溢洪道下游侧挡水围岩上游侧，使用预埋吊点安装的手拉葫芦牵引至卷扬机1设置位置，卷扬机1布置到位和与预埋锚固端进行焊接连接，加固完成后投入使用。

下游挡水围岩设置，挡水围岩使用内装沙袋的钢筋轮子配合土石方进行挡水围岩设置，所述下游侧挡水围岩与闸墩之间的距离需保证满足闸门门叶及支臂存放空间，所述挡水围岩施工前上游检修闸门孔口位置使用检修闸门门叶进行挡水，挡水完成后下游开始实施挡水围岩设置。

弧形闸门支臂5及门叶吊装，所述支臂及门叶均使用塔机吊装至下游挡水围岩上游侧存放，挡水围岩与闸门之间距离满足存放空间，吊装存放完成后使用卷扬机1配合吊点定滑轮导向轮牵引至弧形闸门闸室位置，所述吊点定滑轮导向轮布置见施工方法布置图所示，所述支臂及弧形闸门的吊装使用卷扬机1配合吊点定滑轮导向轮完成，布置图见施工方法布置图。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于引水式水电站截流的施工方法，其特征在于，包括以下过程，

将溢洪道混凝土浇筑施工至弧形闸门支臂(5)的支铰座安装高度后，在弧形闸门支臂(5)的支铰座上安装两孔弧形闸门；两孔弧形闸门安装完成后，将河流引流至溢洪道控制段过流，并开始沥青墙混凝土堆石坝坝体施工，剩余三孔底孔弧形闸门在溢洪道浇筑至坝顶后利用枯水期水流量小的时候，在上游孔口使用检修闸门的门叶挡水，下游修筑围岩挡水安装剩余三孔底孔弧形闸门。

2.根据权利要求1所述的一种用于引水式水电站截流的施工方法，其特征在于，具体包括以下步骤，

步骤1，在安装液压启闭机前安装两孔弧形闸门，采用预埋箱形梁悬挂两孔弧形闸门的方式完成两孔弧形闸门的安装并悬挂；

步骤2，在溢洪道底部过流面上设置预埋件，用来布置卷扬机(1)和导向滑轮；

步骤3，下游闸室设置挡水围堰，上游检修闸门闸室内利用检修闸门的门叶挡水；

步骤4，通过塔机将弧形闸门门叶(3)和弧形闸门支臂(5)吊入下游挡水围岩内，使用卷扬机(1)将弧形闸门门叶(3)和弧形闸门支臂(5)分别拖入弧形闸门闸室进行弧形闸门的安装工作。

3.根据权利要求1所述的一种用于引水式水电站截流的施工方法，其特征在于，安装两孔弧形闸门的具体包括以下过程，

在溢洪道的孔弧形闸门闸室上方设置预埋件和箱梁用于悬挂弧形闸门，使用塔机吊装弧形闸门门叶(3)和弧形闸门支臂(5)的方式完成弧形闸门的安装，安装完成后使用箱梁提升悬挂的施工方法进行底孔两孔弧形闸门的安装并悬挂。

4.根据权利要求1所述的一种用于引水式水电站截流的施工方法，其特征在于，在混凝土浇筑时，在弧形闸门支臂(5)的上方预埋支臂安装吊点，其中一个吊点预埋在支臂重心点正上方，另一个吊点预埋在支绞座侧边，弧形闸门支臂(5)和支绞座整体进行吊装，通过手拉葫芦进行支臂角度调整。

5.根据权利要求1所述的一种用于引水式水电站截流的施工方法，其特征在于，弧形闸门门叶(3)安装时在液压启闭机平台上搭设一根吊梁，利用卷扬机(1)和导向滑轮进行弧形闸门门叶(3)的吊装。

6.根据权利要求2所述的一种用于引水式水电站截流的施工方法，其特征在于，预埋件的预埋吊点在溢洪道混凝土浇筑施工时在钢筋绑扎完成后预埋，预埋件选用Q235B的钢板和钢筋焊接的铁板登为预埋材料。

7.根据权利要求6所述的一种用于引水式水电站截流的施工方法，其特征在于，预埋件在使用完成后刷涂防锈漆。

8.根据权利要求1所述的一种用于引水式水电站截流的施工方法，其特征在于，弧形闸门门叶(3)安装完成后使用卷扬机(1)进行悬挂，卷扬机(1)布置在闸室下游侧，卷扬机(1)布置位置安装预埋件，卷扬机(1)在布设位置焊接固定，卷扬机(1)使用时利用箱型梁悬挂绳及悬挂绳定滑轮进行工作，定滑轮与箱型梁连接，定滑轮与弧形闸门吊点双跑头连接，卷扬机(1)的钢丝绳与定滑轮牵引绳连接，所述定滑轮启动拉起弧形闸门，起升的规定的高度后使用适当高度的吊索进行悬挂。

9.根据权利要求1所述的一种用于引水式水电站截流的施工方法，其特征在于，弧形闸门门叶(3)的底部与洪水期的水位高程有1m间隙。

10.根据权利要求1所述的一种用于引水式水电站截流的施工方法，其特征在于，挡水围岩使用内装沙袋的钢筋轮子配合土石方进行挡水围岩设置，下游侧挡水围岩与闸墩之间的距离满足弧形闸门门叶(3)和弧形闸门支臂(5)的存放空间，所述挡水围岩施工前上游检修闸门孔口位置使用检修闸门门叶进行挡水，挡水完成后下游开始实施挡水围岩设置。

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