電站廠房工程研究管理論文

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1、工程介紹

三峽水利樞紐左岸電站廠房二期開挖工程因其在平面位置上涉及到2個標段的范圍，在合同關系上牽涉2家施工單位，在施工安排上有開挖、混凝土澆筑、基礎處理、金屬結構及機電埋件安裝的交叉作業，又由于其開挖工程量大、工期短、開挖輪廓復雜（特別是安Ⅲ段），是關系到另一施工單位青云公司能否按計劃進行左岸電站廠房壩段混凝土（ⅡA標段）施工的關鍵因素，是關系到左岸電站廠房混凝土能否按期澆筑、三峽水利樞紐能否實現2003年首批機組按時發電的先決條件。尤其是安Ⅲ一線（左岸電站廠房安Ⅲ壩段、安Ⅲ及其尾水渠段、部分7＃壩段、部分7＃機組段及其尾水渠段）開挖，其制約因素較多，因而又是左岸電站廠房開挖工程能否按期順利完成的決定性因素。

2、主要的制約因素

安Ⅲ一線開挖在開挖施工過程中，因其所處位置及施工時段的特殊性，即其以左是左岸電站廠房1＃～6＃機小基坑（以下簡稱小基坑），已經開始混凝土澆筑；以右是廠壩大基坑（以下簡稱大基坑），第一階段水位與河床水位相同，第二階段水位隨大基坑抽水水位的降低而下降；其間經歷了一個汛期，遭遇了連續8次洪峰，最大壩址流量61000m3／s的特大洪水過程。該部位的開挖施工在實施過程中受到許多不利因素的制約（注：50年一遇洪水流量為72300m3／s）：

（1）占壓安Ⅲ一線開挖工作面的蘇覃路連接上下游橫向圍堰（以下簡稱上下游圍堰）交通，上下游圍堰防滲墻施工能否按期順利完成是關系到三峽工程1998年能否安全渡汛，是關系到整個三峽工程能否按計劃施工、按計劃發電的最關鍵施工項目。蘇覃路的斷路時間要視上下游圍堰防滲墻施工的進度來確定，這在很大程度上制約著安Ⅲ一線開挖的施工進展。

（2）安Ⅲ一線在大基坑抽水到高程40m之前擔負著正在澆筑混凝土的小基坑的擋水任務，在汛期未過、大基坑水位沒有下降到安全水位以下之前不能進行常規進度的開挖和大的爆破作業。常規進度的開挖使安Ⅲ一線擋水石埂高程下降過快，低于大基坑水位時不僅無法進行常規的干地開挖，而且將導致小基坑被淹。由于安Ⅲ一線巖體的完整性從總體上來說欠佳，大的爆破作業會使下一梯段巖體產生不同程度的裂隙，輕則加大小基坑的排水強度，重則導致小基坑被淹。特別是20＋300．00m以下部位，大部分地段屬于一期工程的回填區，滲透系數大，更應該留出足夠的擋水寬度，以防進入小基坑的滲水量大增。

（3）爆區距混凝土澆筑區很近。安Ⅲ機組段放炮時，青云公司正在進行左岸5＃廠房壩段的混凝土澆筑，三七八聯營總公司正在進行左岸廠房5＃機右塊的混凝土澆筑施工，距新澆混凝土的最小水平距離為38.30m。為避免爆破對新澆混凝土的振動影響，在爆破設計中采用了小間排距、小裝藥量的控制爆破，同時采取各種手段控制爆破飛石。

（4）安Ⅲ排水廊道的開挖與其上部巖體的梯段爆破開挖、相鄰6＃壩段鋼管槽、隔墩的危石及欠挖處理、安Ⅲ左側邊坡的錨桿施工穿插進行，相互間有一定的干擾。安Ⅲ排水廊道的開挖不得不時挖時停。

（5）由于安Ⅲ機組段高程42m平臺及其左側、下游側按設計開挖到位，右側開挖到高程34m平臺形成左側、右側、下游側3個臨空面后，該處巖體上諸多斷層、裂隙有不同程度的張開，相互切割形成不穩定塊體，左右下角已有崩塌，地基巖體的整體性削弱。經業主、設代、監理、施工單位現場研究決定：“對安Ⅲ地質缺陷采用對穿錨筋樁及局部錨桿加固處理”。共布置有孔徑90mm的錨樁29根，孔徑90mm的錨桿4根，孔徑42mm的錨桿8根。地質缺陷的處理占用了安Ⅲ一線開挖的直線工期，并影響到相鄰部位的開挖和混凝土澆筑施工。

3、施工組織

由于受到以上諸多因素的制約，安Ⅲ一線開挖在施工中干擾大，難度高；更由于安Ⅲ一線開挖在二期工程施工中占據著重要的戰略地位，安Ⅲ一線開挖的施工組織就擺到了空前重要的位置。安Ⅲ一線開挖平面如圖1所示。

施工組織的合理與否、優化程度，是直接關系到安Ⅲ一線開挖能否按期順利、保質完成的關鍵因素，是直接關系到三七八聯營總公司能否取得預期的經濟效益的重要環節。因此，在施工組織上結合大基坑抽水的情況，將安Ⅲ一線開挖施工人為地分成3個階段，各階段開挖工程量見表1

3．1第一階段開挖第一階段開挖的施工時段是從1998年元月中旬至1998年3月中旬，歷時2個月。本階段開挖施工的主要特點是大基坑水位較高（約為高程67m，基本上與河床水位齊平），開挖與防汛渡汛的矛盾很大；開挖與蘇覃路改道同時進行，蘇覃路沿線供上下游圍堰防滲墻施工用的水電線路經常受到爆破飛石砸壞的嚴重威脅；爆破施工區距新澆筑混凝土很近，每一次放炮都應嚴格的控制爆破。

本階段開挖的主要目的是為了減少開挖對混凝土澆筑的影響，削減1998年開挖高峰強度，提前對擋水石埂、安Ⅲ一線進行開挖。

施工布置：在保證小基坑渡汛安全的前提下，根據現場的具體施工情況，對多個方案進行分析、比較后選定以下施工方案。在上下游橫向圍堰間的蘇覃路段外側河床內，布置一條路面寬度不小于20m的施工道路，上游至上游圍堰左端，下游從3＃點接原蘇覃路，回填區全長719．26m，此道路作為蘇覃路改道后的公共施工道路，最低高程為68m，最大縱坡為8％。道路填筑完成前，原蘇覃路不中斷。視當時的施工干擾情況，施工道路回填分2段進行。先回填上游段，自原蘇覃路和高程90m平臺相接起坡處開始下河床，沿高程90m平臺外圍向上游方向填筑，推進到上游圍堰左端，并在此段形成足夠的回車場地，然后利用該回車場，按設計路線向下游方向填筑推進，完成下游段施工道路的鋪筑。上游從樁號20＋118．0m以上（壩段部分）利用已有的施工道路進行高程77m以下土石方開挖，開挖石渣用于道路的填筑；下游從樁號20＋430．81m附近，在保證原蘇覃路留有足夠寬度的前提下形成高程67m施工平臺，開挖料亦運至上游進行道路回填。

施工方法：開挖采用自上而下分層梯段爆破的方法進行，梯段高度為8～10m。壩段部分臨近設計建基面開挖采用微差爆破，控制爆破規模和藥量，并預留2．5m厚保護層，手風鉆造孔，水平光面爆破挖除；設計永久邊坡部位采用預裂爆破。全風化巖石及強風化巖石上部開挖直接采用CAT375、PC650－5、PC400－6、ROBEX420挖掘機挖裝，20t、15t自卸汽車出渣。石方開挖采用全液壓鉆機造孔，人工裝藥爆破。ROBEX420裝載機配合H95、CAT375、PC650－5、PC400－6挖掘機挖裝，T320、TY220推土機集渣并平整、清理工作面，32t、20t、15t自卸汽車出渣。

鉆爆設計：采用全液壓鉆機造垂直孔，孔徑為76mm；梅花型布孔，孔距×排距＝3．0m×2．5m；超鉆深度為0．1～0．15h；孔口堵塞長度為1．5～2．0m；藥卷采用乳膠φ70mm及φ60mm藥卷，連續裝藥結構，網絡形式為孔內和孔間微差相結合的形式；最大單響藥量根據爆區離被保護物的遠近程度及混凝土澆筑的時間計算。

3．2第二階段開挖第二階段開挖的施工時段是從1998年3月中旬至8月底，歷時5個多月。本階段開挖施工的主要特點是大基坑水位前期相對較高，大基坑抽水受圍堰施工的制約下降較慢（6月下旬才降至高程40m），開挖與防汛渡汛的矛盾仍然很突出；原蘇覃路改道完成，開挖工作面有所增大，上下游出渣道路順暢，開挖工程量及月強度增大——高峰月強度為19．84萬m3，發生在1998年8月（Ⅲ標段二期工程開挖高峰月強度為52．46萬m3，發生在1998年9月）；壩段及廠房機組段開始進行邊坡預裂和保護層開挖施工；爆破施工區距新澆筑混凝土較近，大部分開挖放炮仍需采用控制爆破。本階段開挖的主要目的仍然是進一步削減1998年開挖高峰月強度，滿足渡汛形象要求，削減開挖放炮對混凝土澆筑施工的影響。

施工布置：安Ⅲ開挖體型復雜，受擋水石埂和5＃、6＃機壩段、廠房機組段的制約，在狹窄的工作面上布置道路異常困難。特別是在開挖體型復雜多變、相對高差很大的19＋964．5m～20＋209m狹長地段施工道路的布置是控制開挖進度的關鍵。據此，在施工中形成了如下道路：

（1）安Ⅲ壩段開挖，在7＃壩段樁號19＋975．0m～20＋100m、高程70～53m間布置一條通往上游的施工道路，路寬12～15m，用于高程67～53m的開挖和高程53～50m的保護層開挖，同時亦用于安Ⅲ機組段、尾水段高程60～52m開挖的出渣道路。

（2）安Ⅲ廠房、尾水段開挖，按開挖爆破梯段的高度分別布置高程67m、高程60m、高程52m、高程45m和高程45m以下數道通向工作面的施工道路，其中高程52m道路上下游貫通。

（3）上游高程70～53m的施工道路在施工安排上要提前修建，力爭在4月15日前完工，這樣在5＃機混凝土澆筑時，安Ⅲ壩段開挖爆破的臨空面和起爆方向就可以選擇向右河床方向，減少對混凝土澆筑的干擾。由于5＃機廠房機組段基礎混凝土在4月中旬開始澆筑，開挖爆破與混凝土澆筑將要進行近距離交叉作業，以服從混凝土澆筑的大局為重點，確保5＃機廠房機組段基礎混凝土澆筑質量、強度、進度不受開挖的影響，特采取如下措施。

（1）4月中旬前盡全力加大投入多開挖。

（2）調整工作面和突出重點，搶挖20＋118m附近的高邊坡部位。

（3）5＃機廠房機組段混凝土開始澆筑后，在爆破規模上進行嚴格控制，一次起爆總藥量控制在300kg以內。

（4）布孔造孔、裝藥結構、起爆方向進行必要的調整，起爆方向朝右河床側和下游，且在左側自由面減少藥量。

（5）單響藥量在高程45m以上部位控制在100kg以內，高程45m以下控制在50kg以內，并要求嚴格執行。

（6）爆破作業時間應選擇在混凝土澆筑收倉后和開倉前時段進行，由現場調度統一安排，適時穿插。

（7）6月中旬以后，隨著混凝土澆筑減少，全力搶挖安Ⅲ一線剩余工程量，8月完成除保護層以外的全部開挖。

開挖與防汛渡汛矛盾的解決：

（1）安Ⅲ壩段部位施工道路的布置，由于長度和坡比的限制將在19＋975m～20＋020m段穿越預留石埂，最低高程為63m，考慮洪水可提前3d預報，確立以“搶險為主，進行臨時封堵”的原則。在安Ⅲ壩段壩前坡挖風化砂進行碾壓封堵，前后坡用草袋灌裝風化砂壘堤壓坡，以防坍塌。

（2）在20＋110m、48＋390m附近，高程53m道路旁增設一個3m×3m×3m的泵坑，安裝一臺4″水泵，備用一臺6″水泵，用于施工期排水。

施工方法及鉆爆設計與第一階段開挖近似。

3．3第三階段開挖第三階段開挖的施工時段是從1998年9月初至12月底，歷時4個多月。本階段開挖施工的主要特點是大基坑亮底，開挖工作面開闊，上下游出渣道路順暢；壩段及廠房機組段開始進行大規模的邊坡預裂和保護層開挖施工；爆破施工區距新澆筑混凝土較近，部分開挖放炮仍需采用控制爆破。本階段開挖的主要目的是進一步完成開挖形象，壩段部分陸續進行清基工作，并向ⅡA標段施工單位移交工作面；廠房機組段開始保護層開挖和清基交面工作，為6＃機開始澆筑混凝土創造條件。

施工布置：該時段內下游基坑開挖出渣主干道已形成，利用該主干道下臥施工支路降至高程22．2m，可完成安Ⅲ一線大部分開挖施工。安Ⅲ機組段兩側集水井開挖最低高程為8．0m，采用特殊方法施工，不單獨布置施工道路。施工方法及鉆爆設計與第一階段開挖近似。

4、安Ⅲ一線開挖中的控制爆破

安Ⅲ一線開挖的戰略重要性及其所處位置的特殊性決定了該部位施工必須確保萬無一失，嚴格按設計者的思路進行施工、成型。為此，聯營總公司特別制訂了“有關爆破施工程序及技術要求”，要求下屬3個工區應做到以下各點。

（1）堅持爆破設計審批制度，爆破設計必須提前3d上報聯總技術部，要求每炮設計不少于4份。

（2）嚴格按爆破設計施工，施工部位、現場放樣、鉆孔、裝藥、聯網必須與設計相符，嚴格按設計和審批意見施工。

（3）特殊部位的爆破，如永久邊坡、臨近建基面及保護層開挖爆破等，必須有質檢人員的炮孔檢查記錄，且必須驗收合格，裝藥爆破前必須通知監理。

（4）無爆破設計或未按設計施工時，禁止放炮。

（5）擋水石埂開挖爆破，最大起爆藥量不得大于100kg。

（6）安Ⅲ永久邊坡預裂爆破，最大段起爆藥量不得大于50kg。

（7）接近保護層的爆破梯段高度不大于6m，且應適當減少孔底裝藥量。

（8）爆破施工時，必須考慮周圍混凝土施工的影響，進行安全質點振動速度驗算，嚴格控制最大段起爆藥量；同時，控制爆破方向，加強附近機械設備的防護。

5、特殊部位的開挖3個特殊部位的開挖引起了參建各方的高度重視，它們是安Ⅲ一線開挖施工中的重點和難點。

（1）安Ⅲ豎井開挖施工方法：安Ⅲ豎井開挖采用手風鉆造孔，光面爆破全斷面下挖。中心采用楔形掏槽，周邊光爆的微差爆破施工方法。井內人工裝渣，卷揚機吊渣，堆積在高程30．0m平臺，后用裝載機配合T20自卸車運往陳家沖利用料堆場。

（2）安Ⅲ滲漏排水及檢修集水井開挖安Ⅲ滲漏排水及檢修集水井的施工安排在7＃機機組段高程22．20m建基面開挖完成后施工。采用手風鉆造孔，光面爆破分2段下挖（因其開口斷面積較大，S＝347．3m2）。中心采用楔形掏槽，周邊光爆的微差爆破施工方法。PC650－5液壓反鏟挖裝T20自卸汽車出渣。

（3）安Ⅲ交通排水廊道開挖考慮到洞內施工安全，安Ⅲ交通排水廊道開挖施工安排在其上覆巖體大爆破作業完成后進行。采用手風鉆造孔，下導洞，上部擴挖。從高程30m平臺用石渣墊路至高程22．20m，洞內手推車出渣，洞外PC600－6液壓反鏟挖裝T20自卸汽車出渣。

6、結語

管理出效益。尤其在我國現階段水電施工市場競爭激烈這一客觀存在的情況下，加強施工管理更是重中之重。合理、優化的施工組織設計是強化施工管理的前提和基礎。本文通過對安Ⅲ一線開挖施工組織的闡述，進一步強調施工組織設計在指導施工中的重要作用。越是復雜的施工條件，越要有合理、優化的施工組織設計。有了合理優化的施工組織設計，還要做到施工組織設計方案在實施中不折不扣的貫徹執行。縱觀安Ⅲ一線3個階段的開挖施工，有一條主線貫穿始終：加強施工現場的領導和調度工作，杜絕施工作業隊隨心所欲開工作面。聯營總公司安排經驗豐富的調度人員進行3班跟隊，負責現場的生產指揮。現場的一切生產活動由調度全權安排。聯營總公司還專門抽調一位副總經理領導開挖施工，每天到開挖現場檢查指導工作，一發現問題能夠即時解決。令行禁止，這一點才是安Ⅲ一線開挖施工成功的關鍵所在。