小浪底水利枢纽建设中的重要技术创新

导读：在党中央、国务院的关怀下，在全国人民支持和广大水利同行的帮助下，我们坚持以工程建设为中心，以"建设一流工程，总结一流经验，培养一流人才"为总体目标，全面推行项目法人责任制、招标投标制和建设监理制，在建设管理模式上实现与国际惯例接轨；以合同..

在党中央、国务院的关怀下，在全国人民支持和广大水利同行的帮助下，我们坚持以工程建设为中心，以"建设一流工程，总结一流经验，培养一流人才"为总体目标，全面推行项目法人责任制、招标投标制和建设监理制，在建设管理模式上实现与国际惯例接轨；以合同为依据，充分调动设计、监理和承包商（包括外国承包商）的积极性和创造性，妥善处理进度、质量和投资三者关系；建立健全技术、质量管理规章制度，落实技术、质量管理责任制，明确了以项目业主总工程师为中心的技术管理体系——即项目业主总工程师代表业主进行工程技术问题决策，对水利部和国家负责，小浪底咨询公司对工程建设的质量、进度和投资进行全面控制，并向业主负责，黄委会设计院承担工程设计责任并向业主负责，承包商落实施工技术措施并保证工程质量；同时，建立了由国内知名专家组成的技术委员会，聘请了加拿大CIPM公司国际咨询专家组和世界银行大坝安全特别咨询专家组，与参建各方的技术机构相结合，形成了完善、高效、权威的小浪底工程建设技术保障体系；在项目实施过程中，严格管理，尊重科学，积极引进，大胆创新，积极采用新技术、新方法、新工艺、新材料和先进配套的大型施工设备，成功地解决了工程建设中一系列高难度课题，取得了一批重要技术成果创造了多项优质高产新记录。
    一、高土石坝联合机械化作业高强度施工
    小浪底大坝为壤土斜心墙堆石坝，设计坝高154m，右岸深槽实际施工最大坝高达160m，坝顶长度1667m，总填筑量5185万m3，填筑量位居全国同类坝型第一位，在世界上也名列前矛。坝体由防渗土料、反滤料、过渡料、堆石、护坡、压戗等多达十七种材料组成，每种材料按合同技术规范规定，都有严格的材质、级配、含水量、干密度、压实度等要求，结构复杂，质量要求高。
    大坝工程于1994年5月30日发布开工令，要求1997年11月1日截流，2001年12月31日竣工。根据施工进度安排，分为两个阶段施工：第一阶段为截流前，在纵向围堰保护下进行右岸滩地的施工，坝体填筑量约占20%；第二阶段为截流后大坝工程主要施工期，按计划要求完成80%的坝体填筑量和主坝混凝土防渗墙、上游围堰高压旋喷防渗墙工程。由于采用了高效率大型配套的联合机械化作业、计算机控制的反滤料加工系统，严格有序的料场开采和便捷的交通布置，科学合理的管理和冬季施工措施，并且经试验采用了堆石填筑中不加水技术、先进快捷的核子密度仪质量检测技术等，工程进度始终超前合同目标。大坝填筑较合同工期提前13个月，于今年6月下旬达到坝顶高程。工程质量良好。
    截流后从1997年11月到2000年6月共32个月的平均月填筑强度为105.5万m3。其中，在大坝主要填筑期，从1998年7月17日到2000年4月底21个月中，达到了平均月强度120.4万m3，平均月上升高度6.66m。1999年创造了坝体填筑的最高年、月、日强度记录，分别达到了1636.1万m3/年、158.0万m3/月（3月）、6.7万m3/日（元月22日）。大坝月上升最大高度，在截流前右岸填筑时为12.5m（1997年元月），截流后主填筑期为9.5m（1998年11、12月）。截流后大坝填筑月不均匀系数达到了1.31，截流前为1.44。以上指标表明，小浪底大坝施工水平位居全国同类坝型第一位，达到世界先进水平。
    二、大坝基础深复盖层防渗墙施工的技术创新
    考虑黄河多泥沙在坝前淤积后可形1000成天然铺盖的特殊条件，小浪底大坝采用带内铺盖的斜心墙堆石坝。
    坝基砂砾石层最大厚度超过80米，坝基深复盖层防渗处理是小浪底工程的一大难题。经过多年研究论证，并经现场试验，采用厚1.2m的砼防渗墙，其最大造孔深度81.9m，是目前中国最深的防渗墙。防渗墙轴线总长407.4m，总截渗面积21800m2。其中右岸台地部分，由中国水利水电基础工程局完成，左岸河床部分由黄河承包商（YRC）及其分包商法国地基建筑公司（BSG）承建。
    左岸河床部分防渗墙长151m，最大深度70.3m，成墙面积5086m2，共建造23个主槽孔和22个横向接头槽孔，采用HF4000履带自行式液压铣槽机（双轮铣），KL1200型机械抓斗等先进设备，在国内外首次采用"横向槽孔填充塑性砼保护下的平板式接头"新工艺。这是防渗墙施工技术的一项创新。该项创新技术的要点是：在一、二期槽孔接头处先开挖一个横向槽孔，在槽孔内回填塑性混凝土（1~2Mpa）；在开挖一期槽孔时伸入二期槽孔10cm；在一期槽孔浇筑完混凝土并将二期槽孔开挖完成后，用先进的"双轮铣"将一期槽孔伸入的10cm砼铣掉；最后浇筑二期槽孔砼。这样就在一、二期槽孔间形成了一个有波纹状铣刀痕迹的、紧密的竖直平面接缝，而开挖后留存的横向接头槽塑性混凝土包裹在接缝的上、下游端，起着附加防渗和保护的作用。
    施工完成后布设了12个检查孔，检查槽孔接缝质量。结果表明：大部分芯样的一、二期槽孔混凝土已融为一个整体，但可据不同颜色找出接缝位置；少量芯样在非常密合的缝面内，膨润土干粉末不足1mm（国内工程一般>1cm，有的达2~3cm），取芯率97%以上；接缝间压水试验共作了13段，透水率均小于规定的5Lu，最大仅2.42Lu，大于1Lu的5段，0Lu的5段。1999年10月25日下闸蓄水以来的观测资料表明，混凝土防渗墙防渗效果良好。
    三、在帷幕灌浆中采用GIN新型灌浆技术
    GIN法灌浆即"灌浆强度值法"，是目前国际上正在推广应用的一项新的灌浆技术。小浪底工程两岸山体帷幕灌浆中采用了GIN法灌浆技术。通过大量室内试验和678m的现场试验，经专家鉴定后，在工程中进行试验性生产和推广应用共28970m。这是在我国广泛使用的孔口封闭、自上而下孔内循环灌浆法基础上首次较大规模嫁接GIN法灌浆技术，是适合我国国情的一项创新。
    在大量试验基础上，筛选出用于施工的稳定浆液水灰比为0.7:1和0.75:1，其具有良好的稳定性和流动性，可满足小浪底GIN法灌浆施工和质量要求。同时根据不同的地质条件和上覆盖重情况，选定不同的灌浆强度值（GIN），一般控制为：孔深20m以内，50~150Mpa·1/m；20~40m，150~200Mpa·1/m；大于40m，200~250Mpa·1/m。另外，还在国内首次采用对多台（8台）灌浆机组实行远距离监控的计算机系统。该系统可实时输出多种灌浆过程曲线，提高了灌浆施工的科学性，便于GIN法灌浆的质量控制。
    这种新的、先进的GIN法灌浆方法，在小浪底帷幕灌浆试验性生产和推广应用中，与常规灌浆相比，具有优质、高效、低耗的显著优点。具有较高的实用价值和明显的经济效益。
    四、复杂地质条件下密集洞室群的设计与施工
    小浪底水利枢纽按千年一遇洪水设计，万年一遇洪水校核，要求在正常运用水位下的总泄流能力不小于17000m3/s，在正常蓄水位230m时，总泄流能力不小于8000m3/s。由于小浪底水利枢纽采用土石坝挡水，故只有采用以隧洞为主的泄流方式。同时，装机6′300MW的电站采用典型的岸边引水式三洞室布置地下厂房方案。又考虑到地质地形条件限制和水库调水调沙及进口防淤堵的要求，最终形成了小浪底枢纽进水口集中，出水口集中，泄洪、排沙、引水发电等洞室群集中布置的独特枢纽布置型式。加之交通洞、排水洞、灌浆洞、施工洞、吊物井、通风井、电缆井等，在大约一平方公里的左岸单薄山体内，就形成了在不同高程布置、平面上纵横交错的大小一百多条隧洞、斜井、竖井等组成的密集洞室群，实属水电工程中所罕见。部分洞室间距达不到规范的要求，如发电引水洞和泄水洞群在立面上斜交，交叉段围岩最小厚度仅8m，致使施工十分困难，施工安全问题突出。主厂房最大开挖尺寸为长251.5m，宽26.2m，高61.44m，三条导流洞洞身直径14.5m，最大开挖直径近20m；三条尾水洞最大开挖断面12.8′19.5m（宽′高）；还有主变室、明流洞等，均属大型洞室。加之岩层破碎，节理裂隙发育，四组结构面切割，层面又近于水平（倾角一般8~120），更增大了开挖难度。开挖施工中锚杆、挂网喷砼支护工作量巨大，超挖难以控制。据统计初期施工的导流洞平均超挖61cm，砼超填量达35%。以后施工的洞室超挖控制较好。另外，开挖爆破还要考虑对相邻洞室施工安全的影响，需合理安排施工程序。
    地下厂房是小浪底最大的地下洞室，上覆岩体厚70~110m，其中有四层泥化夹层，对顶拱稳定十分

免责声明：《小浪底水利枢纽建设中的重要技术创新 》一文仅代表作者个人观点，与水利在线无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实，对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，请读者仅作参考，并请自行核实相关内容。凡注明为其他媒体来源的信息，均为转载自其他媒体，转载的目的只是为了传播更多的信息，并不代表本网赞同其观点，也不代表本网对其真实性负责。您若对该稿件内容有任何疑问或质疑，请即与水利在线联系(QQ:593295900)，本网将迅速给您回应并做处理。如果您觉得本文不错，可以点击下面的打赏按钮，对本站进行打赏支持！