硬梁包水電站位于四川省甘孜藏族自治州瀘定縣大渡河干流上,為大渡河干流最新規劃28級方案的第14級電站。
由水電五局承建的硬梁包水電站廠區樞紐工程主要包括引水系統、廠房系統、尾水系統、自然邊坡、機電金結工程、廠區建筑及裝修等。其中地下廠房地質復雜,開挖規模宏大,最大開挖高度28.30米,長度為 196.90米。調壓室開挖總長248.80米,高度118.2米,是目前世界同類規模最大的地下埋藏阻抗式超大型長廊式調壓室,引水隧洞最大開挖洞徑達16.7米,刷新國內引水式水電站隧洞開挖直徑的最大紀錄。
自開工建設以來,項目部緊緊圍繞著科技創新提升工程履約、進度質量安全,收獲了一系列亮眼成果。面對大型地下洞室開挖施工、危巖體監測處理、混凝土澆筑方法等,定期開展技術交流研討,激發團隊創新思維的火花,攻克諸多技術難題,讓每一處細節都經得起嚴苛檢驗,穩步朝著精品工程邁進。
科研攻關,助施工穩進
硬梁包水電站地質條件復雜,呈典型的“硬、碎、雜”特點,巖石普遍存在綠簾石化面蝕變現象,地下洞室群規模大、洞室密集、結構復雜,整體穩定和安全問題突出,巖錨梁施工集光面爆破、錨固、混凝土、應力、應變、圍巖變形量測等多種工程技術于一體,技術要求高,引水隧洞洞徑大,構造裂隙發育,地下水豐富,極易出現坍塌風險,地下洞室施工強度高、通道密集復雜、對外通風接口少、通透性差,尾水高邊坡危巖體密布,地形陡峭,不穩固因素多,安全施工難度高……為工程的建設帶來了極大的挑戰。
面對以上施工難題,硬梁包項目攻堅團隊相繼開展《地下洞室圍巖穩定施工技術研究》、《基于穩定控制的高邊墻地下洞室開挖施工技術研究》、《大水平埋深復雜交叉地下洞室群施工通風技術研究》、《基于LiDAR和航攝影像融合的邊坡危巖體變形監測預警技術研究》等課題。在施工中,采用地質條件系統性基礎資料編錄、巖石強度試驗、巖體聲波測速分析等手段詳細勘查地質情況,為下一步爆破設計提供針對性的調整依據;針對構造裂隙發育情況下的圍巖穩定問題,采用巖體預錨固、預灌漿、預保護、加強支護等技術措施改善圍巖穩定性;采用鉆孔導向、內外套管聯合限位技術方式、聚能管裝藥、巖臺區光爆孔密孔小藥量、預裂孔“金字塔形”個性化裝藥結構及數碼電子雷管微差起爆技術應用等措施嚴格控制爆破振動,圍巖較差易出現坍塌風險區域,超前小導管注漿先行,穩固巖體,鋼拱架接力搭配高強度錨桿,形成穩固支撐,采用激光測量手段,嚴密監測圍巖變形動態,全面提升施工安全質量,施工期間采用先進的斯威德通風設備,構建地下廠房大水平埋深復雜交叉洞室群通風的復雜三維數值模型,獲得多斷面施工、多點聯動通風的風流方向、路徑,找到風流組織過程中存在的風流較弱的洞室通道,分析有害氣體在地下洞室群中的動態變化過程及規律,提高通風效率、消除有害氣體滯留,針對高邊坡危巖體,運用多尺度維度特征與 SVM 算法,精準提取高陡邊坡植被與坡面信息。采用基于激光點云直接比較算法,算出危巖體變形區域、位移量及速度,明晰其演變與破壞機理,構建變形計算模型。利用無人機影像,自動測算危巖體表面位移,標定圖像測裂縫寬度,數值分析計算落石軌跡,確定防護要點。
硬梁包項目部攻堅團隊直面復雜地質條件的嚴苛挑戰,從未停止探索創新的腳步。在現場施工中反復試煉、深度鉆研,不僅保障工程建設穩步推進,更以一系列開創性技術手段為先導,從全新的爆破方案,到精準的圍巖加固技術,再到智能化監測體系,全方位的驅動了精細化施工管理落地。
勇拓先趨,助難題破冰
硬梁包項目調壓室長度248.80米,最大高度118.2米,跨度25.4米,其規模位居同類調壓室“世界第一”。
面對襯砌高度超過60米,7.9萬方混凝土,不足1年的襯砌工期,為了確保首臺機組發電目標,在施工前,項目部綜合比選了常規定型模板、對撐式滑模、液壓爬模三種施工方案,嚴謹開展滑模的深化設計及論證工作,針對調壓室閘室、邊墻、端墻均為不同結構體型和尺寸的客觀情況,通過多節組裝式滑模模體設計,組裝成適合不同區域的對稱式滑模。針對調壓室門槽二期混凝土腳手架搭設高、澆筑難度大、安全風險高的客觀問題,創新性地提出了超大斷面對稱式滑模+門槽云車軌道一次成型技術進行調壓室閘室及邊墻襯砌混凝土施工,并分8個區域分別滑升。單區滑模混凝土最快澆筑時間17天,日上升高度達到3.6米,澆筑速度及質量得到參建各方的一致好評,大幅度節約了輸水線路施工工期。
基于世界最大的地下埋藏阻抗式調壓室對稱式滑模的首次應用,項目攻堅團隊持續發力,催生一系列新工藝、技術、專利等,自主研發超大型洞室混凝土滑模自平衡施工技術,結合對稱滑模施工方案,革新施工工藝,為后續類似工程建設注入強勁創新動能。
科技賦能,助工程進階
硬梁包項目引水隧洞總長度2.73公里,最大開挖洞徑達16.7米,所在區域構造復雜,圍巖裂隙發育,且較大范圍存在蝕變帶,受裂隙與蝕變帶不利組合地下水等因素影響,且歷經多次塌方變形,導致混凝土襯砌施工工期尤為緊張。
在引水隧洞混凝土澆筑的初始方案里,底板施工原本打算采用翻模工藝,實際施工時,諸多棘手的問題接踵而至:施工進度遲緩、外觀質量極差,質量進度無從保障。為攻克難題,項目攻堅團隊前往同標段單位學習參觀,實地觀摩學習了全圓針梁臺車混凝土澆筑法。一番了解下來,雖然進度提高,但設備購置成本高昂,液壓系統運維工作繁雜,底拱氣泡、麻面質量缺陷突出,修補耗時費力,大大增加了施工成本與時間成本。
項目攻堅團隊鑒于實際情況和參觀學習經驗,創新引進了下置式液壓針梁滑模臺車,得到了成功運用,通過針梁支座系統和門架支腿系統的支撐作用和卷揚機動力牽引系統實現臺車及滑行模板移動,以及臺車自重完成抗浮,各系統間配合完成仰拱的混凝土襯砌,施工方便、節約成本、效率高、節約工期,有效解決了模板工序繁雜、表觀質量缺陷及仰拱無系統支護抗浮的問題。
工程建設期間,水電五局硬梁包項目部借科技創新之力破浪前行。秉持雷厲作風,持續探索創新,高效轉化成果,無畏克難,憑精益態度真抓實干,以科技創新推動工程建設,全力打造精品工程!
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