4 主要的设计优化和调整及施工方案优化
4.1 导流洞
4.1.1 原设计方案及施工方案
原设计方案导流洞布置在右岸,洞线呈折线布置,共布置2个弯段,全长300.17m(断面尺寸宽6m、高7m),进口设封堵闸排架闸室;隧洞进出口段为长度依次为50m、70m全断面钢筋混凝土衬砌,其余洞段为喷锚段,底板为素混凝土。施工从导流洞进、出口同时进行。
4.1.2 进行优化和调整缘由
根据导流洞出口的实际地形和地质条件,将出口向上游适当平移可减少边坡开挖并能减少不良地质洞段的长度;由于当地阻工,厂坝施工道路形成晚,仅从导流洞进、出口施工面临汛期度汛问题,按照项目总进度计划在开工当年年底实现截流目标难度极大。
4.1.3 优化和调整情况
(1)根据导流洞出口地形和地质情况,在保持出口洞段洞轴线弧线半径不变的前提下整体向上平移15m,纵坡由i=0.0233变为纵坡i=0.0252,导流洞出口向上游平移20.76m,隧洞长度缩短26.25m;在导流洞进口增设一条长度123m、断面4.8m×4.8m城门洞形施工支洞。
(2)鉴于导流洞为临时建筑物,截流流量、流速不大,分流条件较好,截流难度相对较小,取消导流洞进口闸室,调整为简易闸门,用汽车吊调入。导流洞进口工作面开挖至洞口20m时停止开挖,作为预留岩塞段,在支洞工作面与导流洞出口贯通后开挖。
(3)根据导流洞开挖后地质条件揭露情况,隧洞支护调整为:将出口段58m的全断面钢筋混凝土衬砌调整为钢拱架加钢纤维喷射混凝土,底板厚70cm钢纤维素混凝土铺底,该喷锚段与出口末端的12m全断面衬砌段平顺相接;出口下游边坡增加10m贴坡混凝土并将导流洞底板延出3m长混凝土防护底板。经过上述优化调整后,实现了导流洞在开工当年底的截流目标。
4.2 闸坝灌注桩
4.2.1 原设计方案
闸基砂卵石与基岩分界线位于3#泄水闸。3#泄水闸部分闸基置于砂卵石、部分闸基置于弱风化云母石英片岩。为防止闸基可能产生的不均匀沉降,原设计于3#泄水闸左侧闸墩部位布置了2排冲孔灌注桩,桩直径1m、间距2.1m、长度5~15m、2排共26根C25钢筋混凝土灌注桩,桩端持力层进入基岩面以下1.0m。
4.2.2 进行优化和调整缘由
在施工了7根灌注桩过程中发现砂砾石地层成孔较困难,灌注桩施工进度缓慢。同时发现3#泄水闸左侧闸墩局部基岩面出露高程较原设计预计的高。
4.2.3 优化和调整情况
鉴于上述原因,经设计进行抗滑稳定及变形验算,将灌注桩基础调整为开挖至基岩后用C15混凝土回填。实施后既加快了施工进度,又节约了投资。建设期和电站运营后的闸坝安全监测显示闸坝安全稳定。
4.3 引水隧洞
4.3.1 原设计方案及施工方案
引水隧洞由暗涵段、砂砾石洞段和岩石洞段构成,全长4952.749m,共布置了三条施工支洞。砂砾石洞段(城门洞形)和Ⅳ、Ⅴ类围岩洞段(开挖马蹄形)为全断面钢筋混凝土衬砌(衬砌后圆形),Ⅱ、Ⅲ类围岩洞段(开挖与Ⅳ、Ⅴ类围岩洞段同规格马蹄形)底板为15cm素混凝土、Ⅱ类围岩段边顶拱随机素喷、Ⅲ类围岩段边顶拱锚喷支护。全断面衬砌洞段进行回填和固结灌浆。
4.3.2 进行优化和调整缘由
砂砾石洞段进口为高边坡开挖,且存在26户移民搬迁;由于受尼泊尔国内罢工、征地等因素影响,引水隧洞开工日期滞后进度计划。
4.3.3 优化和调整情况
(1)调整1#、2#施工支洞位置,在1#施工支洞上游增设0#施工支洞。
(2)为了少扰动后方高边坡,将砂砾石洞进口位置前移25.5m,洞脸上方坡比按1∶0.75进行开挖,两边按1∶1放坡开挖。此调整虽增加了不良地质洞段开挖,但避免了高边坡开挖和支护以及高边坡开挖引起的移民搬迁。采取管棚施工措施代替原施工方案的在洞顶进行井点降水措施,采取分上下两层级预留核心土的方案。此项优化调整经过参建各方讨论,并聘请专家进行了三次现场咨询论证。
(3)为保证引水隧洞整体断面的连续,有利于施工,减少水头损失,将喷锚段底板开挖高程抬高35cm,使喷锚段与全断面衬砌段底板平顺连接;将Ⅱ、Ⅲ类围岩洞段夹有长度小于12m的Ⅳ类围岩洞段采用加强喷锚支护替代全断面混凝土衬砌,将Ⅳ、Ⅴ类围岩洞段夹有小于8m长度的Ⅱ、Ⅲ类围岩洞段采用全断面混凝土衬砌替代喷锚支护。引水隧洞开挖完成后,岩石洞段(扣除砂砾石洞段)实际Ⅳ、Ⅴ类围岩洞段长度为1787.7m,调整后的全断面衬砌长度为1660.7m,减少全断面衬砌127m,增设加强喷锚支护段长度为239m。
(4)根据开挖后地质揭露情况,取消砂砾石洞段的固结灌浆;依据岩石洞段3种典型岩性的生产性灌浆试验,对岩石洞段的固结灌浆进行了优化,引水隧洞固结灌浆孔调整为每排6孔,间排距4m,入岩3m。加强锚喷段顶拱120°范围内不需进行回填灌浆,共减少灌浆量57.5%。经过隧洞充排水试验、发电后的放空检查及监测数据证明,优化合理科学。
4.4 厂房-坝区道路优化调整
4.4.1 原设计方案
暗涵处冲沟桥设计为:桥总宽5.5m、车行道3.5m、桥梁上部结构采用现浇空心板结构,跨度2m×12m,桥台采用U形桥台,扩大基础,桥墩为实体重力式,扩大基础;冲沟护岸及厂坝路采用混凝土挡墙;交通洞为钢筋混凝土全断面衬砌。
厂房尾水桥(当地人民要求提供可通行拖拉机的交通)设计为:桥梁采用现浇钢筋混凝土箱梁结构,设1跨22m,桥梁全长35.44m。行车道宽度为3.5m。
4.4.2 进行调整缘由
暗涵处冲沟缺乏冲沟水文资料,设计未调研当地对冲沟治理和道路河侧防护的经验做法。在经历两个汛期及走访当地居民后做出优化调整。
4.4.3 优化和调整情况
将空心板混凝土桥优化调整为总跨度为10m、单孔5m的箱涵,设计荷载和安全等级与原设计的桥相同;经过调研中马和下马两个电站及当地对冲沟治理及道路河侧防护经验做法后,将冲沟混凝土挡墙调整为铅丝石笼,将厂坝路河侧防护调整为铅丝石笼和大块石防护。已施工完成段已经过三个汛期的考验,安全可靠。
将厂房尾水桥调整为净宽4m的贝雷桥,在尼泊尔进行EPC公开招标,既便于施工又节约投资。