大河家水电站下闸蓄水施工方案

一 工程概况黄河大河家水电站位于青海省民和县官亭镇与甘肃省积石山县大河家镇交界的黄河干流河段上，是黄河龙羊峡青铜峡河段水电开发规划中的第12个梯级电站，上游约5.8km是在建的积石峡水电站，下游约11km是已建的炳灵水电站库尾。 大河家水电站工程属三等中型工程，主要开发任务是发电。枢纽主要由河床式电站厂房、泄洪闸、右岸砂砾石坝、左岸混凝土防渗墙和中控楼、GIS室等建筑物组成。水库正常蓄水位1783.00m，总库容390万m3。电站等别为三等中型工程，主要建筑物级别为3级。电站总装机容量142MW，4台GZ(928)WP700型灯泡贯流式机组，单机容量35.5MW，额定水头9.3m；多年平均发电量5.591亿kWh。合同范围：坝0+000.00以左河床电站厂房、副厂房、安装间、刺墙、进水口引渠和护岸、尾水渠和护岸、GIS室和出线站、中控楼钢筋混凝土工程和其初装修、左岸进厂公路、圬工工程和金属结构安装工程施工；以和为完成上述工程项目的所需的所有临建工程。金属结构安装主要包括机组进水口平板检修门和埋件安装，机组进水口拦污栅和埋件安装，尾水事故门和埋件安装，排砂孔进口事故门和埋件、排砂孔出口工作门和埋件、排砂孔出口检修门和埋件安装，以和其它金属结构制安等几部分。机组进水口4孔，每孔分别有一扇拦污栅和一扇检修门。检修闸门底槛高程底槛高程1751.82m，门槽中心线桩号坝下0+007.05，闸门型式为平面滑动钢闸门，制造单元共分为6节，安装时每三节拼接为一节，共2节，闸门启闭设备为坝顶22000/630KN双向门机，拦污栅底槛高程1752.85m，栅槽中心线桩号坝0+003.350，均由坝顶22000/630KN双向门机进行操作。尾水事故门共4扇，底槛高程1752.40m，门槽中心线桩号坝下0+067.00，闸门形式为平面滑动闸门，由尾水22000/400KN双向门机进行操作。排砂孔共有3孔，布置于2#-4#机，排沙孔进口事故门底槛高程1748.00m，门槽中心线桩号坝下0+005.20，排沙孔事故门为平板定轮门，由坝顶门机操作。排砂孔出口工作门和检修门底槛高程1759.00m，门槽中心线桩号分别为坝下0+065.90和坝下0+068.50，工作门和检修门为平面简支轮钢闸门，均由尾水门机进行操作。大河家水电站厂房标段设备安装主要包括一台22000/630KN坝顶双向门机、一台21000/400KN尾水双向门机的安装。施工依据：招投标文件，设计图纸和修改通知，设计技术要求和有关施工和验收规范，项目部上报监理的文件和批复等。二 工程形象2.1 一期围堰，包括一期纵向围堰、一期上游横向围堰、一期下游横向围堰，全部拆除完毕。2.2 电站厂房进水口闸门和厂房尾水闸门，安装、有水调试完成。2.3 右岸砂砾石坝已填筑至EL1784.00m高程，坝前钢筋笼护坡、预制块已码放完成；2.4 厂房坝段1#4#机组、安装间A、B、C块，引水渠与引水段、尾水段与尾水渠均已达到设计高程（3#4#机管型座二期砼除外）；三 水库运行方式和下闸蓄水计划3.1水库运行方式大河家水电站正常蓄水位1783m，死水位1782m，调节库容(淤积平衡后)仅77万m3。电站开发任务为发电，其上游有已建和在建的龙羊峡、拉西瓦、尼那、李家峡、直岗拉卡、康扬、公伯峡、苏只、积石峡等水电站，除龙羊峡水库具有多年调节能力外，其余水库均具有日调节能力，大河家在日运行方式上可直接与上游积石峡水电站同步运行，其运行方式相对比较简单。在汛期，当入库流量较大时，应充分利用水量多发电，全厂满发时承担系统基荷。在非汛期，可与上游积石峡水电站同步运行，承担部分峰荷和腰荷。按照龙刘梯级水电站联合运行调度原则，大河家水电站应尽量按径流电站运用，减少日调节水头损失，以获取最大发电效益。汛期发生洪水时，当入库流量小于等于水库正常蓄水位相应的泄量时，通过调节闸门开度，按入库流量下泄，水库水位维持在1783m运行；当入库流量大于水库正常蓄水位相应的泄量时，开启全部闸门，电站敞泄，以确保大坝安全。3.2 蓄水计划根据工程施工总进度安排，大河家水电站2014年12月下闸蓄水，下闸蓄水前坝前水位约1773m，相应的库容约为5.4万m3。按照水电工程水利计算规范（DL/T5105-1999）：“初期蓄水计算应采用时历法，设计来水频率可采用75%80%”，大河家水库初期蓄水计算采用频率75%的来水流量。对1919年2000年81年龙青段梯级水电站群联合调节计算中大河家水电站12月的入库流量系列分别进行排序，12月频率75%来水流量为576m3/s。3.3 初期蓄水计算大河家水电站水库库容较小，从坝前水位1773m蓄至正常蓄水位1783m，蓄水量约385万m3。根据环保要求，初期蓄水期间必须下泄不小于125m3/s的生态流量。按12月份75%来水流量576m3/s，在通过泄洪闸保证下泄125 m3/s生态流量的条件下，初期蓄水历时约为2.37h。若按上游积石峡水电站分别下泄半台机组流量288m3/s、一台机组流量576m3/s、一台半机组流量864m3/s，两台机组流量1152m3/s，三台机组流量1728 m3/s时，大河家初期蓄水时间计算见表3.1。表3.1 初期蓄水时间计算表序号积石峡运行工况积石峡下泄流量（m3/s)大河家下泄生态流量（m3/s)蓄水流量（m3/s)蓄水历时（h）175%频率5761254512.372半台机2881251636.553一台机5761254512.374一台半机8641257391.455两台机115212510271.046三台机172812516030.67以上六种初期蓄水情况，均保证下泄流量125m3/s，满足下游河道生态蓄水要求，蓄水时间约0.67h6.55h，蓄水时间较短。3.4 对下游的影响由于大河家上游紧接积石峡水电站，下闸前应与积石峡水电站密切协商，可由积石峡临时控制发电下泄流量，满足大河家下闸蓄水要求。大河家水库初期蓄水期间通过泄洪闸控制下泄流量125m3/s，满足了下游河道生态和社会各类用水要求，对下游生态和社会各类用水基本无影响。由于初期蓄水量仅385万m3，初期蓄水时间仅0.67h6.55h，下游梯级大多具有一定的调节性能，其对下游梯级发电量影响甚微。四 金属结构施工质量控制与评定我部已完成设计要求的蓄水前需完成的项目，主要检测成果分析和质量评定情况如下： 门（栅）槽埋件安装检查门（栅）槽埋件安装主要检查埋件对门（栅）槽中心线偏差、对孔口中心线偏差、底坎高程、门楣中心对底槛面的距离、工作表面一端对另一端的高差、工作表面平面度、工作表面组合处的错位、表面扭曲和门（栅）槽清理等检查项目。检查的各项结果均满足设计图纸和施工规范的有关要求。 门（栅）叶安装检查门（栅）叶安装过程中对门（栅）叶整体尺寸、水封平整度、压缩量、水封中心距、顶水封中心对底槛距离、接头粘接、螺栓紧度和外观检查、防腐、静平衡试验等各方面进行检查，检查结果符合设计要求和水利水电工程钢闸门制造、安装和验收规范的要求。 闸门和拦污栅质量评定进口一线闸门和拦污栅安装质量评定明细表单元工程名称检查项目数（个）合格项目数（个）优良项目数（个）合格率（%）优良率（%）质量等级1#机拦污栅槽埋件安装101010100100优良2#机拦污栅槽埋件安装1010810080优良3#机拦污栅槽埋件安装101010100100优良4#机拦污栅槽埋件安装101010100100优良1#机检修门槽埋件安装777100100优良2#机检修门槽埋件安装777100100优良3#机检修门槽埋件安装777100100优良4#机检修门槽埋件安装777100100优良1#排沙孔事故门槽埋件安装776100100合格2#排沙孔事故门槽埋件安装776100100合格3#排沙孔事故门槽埋件安装777100100优良1#机拦污栅安装222100100优良2#机拦污栅安装222100100优良3#机拦污栅安装222100100优良4#机拦污栅安装222100100优良1#机检修闸门安装555100100优良2#机检修闸门安装555100100优良3#机检修闸门安装555100100优良4#机检修闸门安装555100100优良1#排沙孔事故闸门安装111100100优良2#排沙孔事故闸门安装111100100优良3#排沙孔事故闸门安装111100100优良合计共22个单元，其中合格22个单元，合格率为100%，优良20单元，优良率为91%尾水出口一线闸门和埋件质量评定明细表单元工程名称检查项目（个）合格项目（个）优良项目（个）合格率（%）优良率（%）质量评定1#尾水事故门埋件安装777100100优良2#尾水事故门埋件安装777100100优良3#尾水事故门埋件安装777100100优良4#尾水事故门埋件安装777100100优良1#排砂孔工作门埋件安装777100100优良2#排砂孔工作门埋件安装777100100优良3#排砂孔工作门埋件安装777100100优良1#排砂孔检修门埋件安装777100100优良2#排砂孔检修门埋件安装777100100优良3#排砂孔检修门埋件安装777100100优良1#尾水事故门门叶安装111100100优良2#尾水事故门门叶安装111100100优良3#尾水事故门门叶安装111100100优良4#尾水事故门门叶安装111100100优良1#排砂孔工作门门叶安装111100100优良2#排砂孔工作门门叶安装111100100优良3#排砂孔工作门门叶安装111100100优良排砂孔检修门门叶安装110100100合格共18个单元，其中合格18元，合格率为100%，优良17元，优良率为94.44% 上游启闭机质量控制和成果分析主要检测项目一览表部位检查项目设计值（mm）允许偏差(mm)实测值(mm)合格数合格率结论轨道安装中心线偏差-3（0，2）170100%合格轨 距90005（-2，3）20100%合格同跨平行轨道标高相对差-8（0，5）85100%合格轨道接头-1（0，1）15100%合格机架机架对角线相对差-5（-3，2）2100%合格运行机构大车跨度90005（-2，4）2100%合格同一端梁上车轮同位差-2（0，2）4100%合格轮子垂直偏斜h/4001（0，1）8100%合格轮子水平偏斜L/10001（0，1.）8100%合格荷载试验起吊1.25倍额定负荷主梁实测上拱度跨中0.7L/1000L=1750012.2516.52100%合格起吊额定负荷主梁实测下挠度跨中L/700L=175002542100%合格上游启闭机荷载试验门机通过无负荷、静负荷和动负荷载试验，对电气设备、机械部件、升降机构等给部位进行了详细检查，结果显示门机运行平稳，各制动器、安全装置、限位开关装置的工作灵敏、准确、可靠，各轴承处和电动、液动、气动元件的温升正常。安装的各项性能指标均能达到设计和规范的要求。坝顶门机荷载试验主要检测项目一览表项目质量标准检验记录无负荷电动机运行平稳、三项电流平衡运行平稳、三项电流平衡电气设备无异常发热现象无异常发热现象限位、保护、连锁装置动作正确、可靠动作正确、可靠控制器接头无烧毁现象无烧毁现象大、小车行走时滑块滑动平稳、无卡阻、跳动和严重冒火花现象平稳、无卡阻、无跳动、无火花机械部件运转时，无冲击声和异常声响，构件连接处无松动、裂纹和损坏无异常、无松动、无裂纹、无损坏轴承和齿轮润滑良好，机箱无渗油，轴承温度65润滑良好，无渗油，轴承温度47运行时制动瓦全部离开制动轮，无任何摩擦无任何摩擦钢丝绳、滑动轮钢丝绳不碰刮，定、动滑轮运转灵活无碰刮，运转灵活无卡阻静负荷升降机构制动器能制止住1.25倍额定负荷升降，且动作平稳、可靠能制止住1.25倍额定负荷升降，动作平稳、可靠小车停在门架中间起吊1.25倍额定负荷，停留10分钟、卸荷，检查门架变形，反复三次后，主梁实测上拱度应大于0.8L/1000（L-跨度）15.2mm起吊1.25倍额定负荷，停留10分钟、卸荷，主梁上拱度0.7cm小车停在门架中间起吊额定负荷，测量主梁下挠度不大于L/700(L-跨度)27mm起吊额定负荷，下挠度测量值为0.77cm动负荷升降机构制动器能制止住1.1倍额定负荷升降，且动作平稳、可靠能制止住1.1倍额定负荷升降，动作平稳。行走机构制动器能刹住大车和小车，且车轮不打滑和引起振动和冲击能刹住大车和小车，车轮不打滑，无振动和冲击上游启闭机质量评定通过门机负荷试验的各项试验结果显示，安装的各项性能指标均能达到设计和规范的要求。坝顶门机运行平稳，各制动器、安全装置、限位开关装置的工作灵敏、准确、可靠，各轴承处和电动、液动、气动元件的温升正常。试验结果符合设计图纸和水利水电工程启闭机制造、安装和验收规范的有关要求，安装质量达到优良等级。主要项目质量评定明细表工程部位名称检查项目数（个）合格项目数（个）优良项目数（个）合格率（%）优良率（%）门机安装质量等级大车行走机构和门架999100100优良小车机构安装666100100优良制动器安装333100100优良联轴器安装333100100优良荷载试验141414100100优良门机轨道安装555100100优良合 计404040100100优良尾水启闭机主要检测成果分析尾水门机主要检测成果表部位检查项目设计值（mm）允许偏差(mm)实测值(mm)合格数合格率结论轨道安装中心线偏差-3（0，2）170100%合格轨 距70005（-2，3）20100%合格同跨平行轨道标高相对差-8（0，5）85100%合格轨道接头-1（0，1）15100%合格机架机架对角线相对差-5（-3，2）2100%合格运行机构大车跨度105005（-2，4）2100%合格同一端梁上车轮同位差-2（0，2）4100%合格轮子垂直偏斜h/4001（0，1）8100%合格轮子水平偏斜L/10001（0，1.）8100%合格荷载试验起吊1.25倍额定负荷主梁实测上拱度跨中0.7L/1000L=105007.357.572100%合格起吊额定负荷主梁实测下挠度跨中L/700L=105001542100%合格尾水启闭机荷载试验门机通过无负荷、静负荷和动负荷载试验，对电气设备、机械部件、升降机构等给部位进行了详细检查，结果显示门机运行平稳，各制动器、安全装置、限位开关装置的工作灵敏、准确、可靠，各轴承处和电动、液动、气动元件的温升正常。安装的各项性能指标均能达到设计和规范的要求。主要检测项目见表3-21。尾水门机荷载试验主要检测项目一览表项目质量标准检验记录无负荷电动机运行平稳、三项电流平衡运行平稳、三项电流平衡电气设备无异常发热现象无异常发热现象限位、保护、连锁装置动作正确、可靠动作正确、可靠控制器接头无烧毁现象无烧毁现象大、小车行走时滑块滑动平稳、无卡阻、跳动和严重冒火花现象平稳、无卡阻、无跳动、无火花机械部件运转时，无冲击声和异常声响，构件连接处无松动、裂纹和损坏无异常、无松动、无裂纹、无损坏轴承和齿轮润滑良好，机箱无渗油，轴承温度65润滑良好，无渗油，轴承温度47运行时制动瓦全部离开制动轮，无任何摩擦无任何摩擦钢丝绳、滑动轮钢丝绳不碰刮，定、动滑轮运转灵活无碰刮，运转灵活无卡阻静负荷升降机构制动器能制止住1.25倍额定负荷升降，且动作平稳、可靠能制止住1.25倍额定负荷升降，动作平稳、可靠小车停在门架中间起吊1.25倍额定负荷，停留10分钟、卸荷，检查门架变形，反复三次后，主梁实测上拱度应大于0.8L/1000（L-跨度）15.2mm起吊1.25倍额定负荷，停留10分钟、卸荷，主梁上拱度0.7cm小车停在门架中间起吊额定负荷，测量主梁下挠度不大于L/700(L-跨度)27mm起吊额定负荷，下挠度测量值为0.7cm动负荷升降机构制动器能制止住1.1倍额定负荷升降，且动作平稳、可靠能制止住1.1倍额定负荷升降，动作平稳。行走机构制动器能刹住大车和小车，且车轮不打滑和引起振动和冲击能刹住大车和小车，车轮不打滑，无振动和冲击尾水启闭机质量评定通过门机负荷试验的各项试验结果显示，安装各项性能指标均能达到设计和规范的要求。门机运行平稳，各制动器、安全装置、限位开关装置的工作灵敏、准确、可靠，各轴承处和电动、液动、气动元件的温升正常。试验结果符合设计图纸和水利水电工程启闭机制造、安装和验收规范的有关要求，安装质量达到优良等级。尾水门机分部工程质量评定明细表工程部位名称检查项目数（个）合格项目数（个）优良项目数（个）合格率（%）优良率（%）门机安装质量等级大车行走机构和门架999100100优良小车机构安装666100100优良制动器安装333100100优良联轴器安装222100100优良荷载试验141414100100优良门机轨道安装777100100优良合 计424242100100优良五 混凝土工程混凝土工程包括主厂房14机组段、主厂房、尾水副厂房、安装间和刺墙、中控楼和GIS室、引渠段、尾水渠段等工程部位。2011年11月18日主体工程第一块混凝土垫层开盘浇筑，目前除3#4#机管型座二期混凝土外其他混凝土全部施工完成；5.1 原材料检测5.1.1钢筋2011年11月2014年9月，对用于厂房标的进场钢筋取样检测259组，其中螺纹钢检测204组，光圆钢检测55组；各项检测性能指标合格率均为100； 5.1.2水泥检测本工程所用水泥主要是业主指定的青海乐都水泥厂生产的“金鼎”牌中热硅酸盐PO42.5水泥，所有水泥进入施工现场后进行抽样和送样检测，检测过程中监理和业主试验中心进行不定期旁站监测。2011年11月2014年3月，水电四局大河家试验室对金鼎PO42.5袋装水泥的物理力学和化学性能进行了检测，共计5组；其检测成果均满足规范技术要求，合格率达到100%。根据规范要求指标，水泥质量较为稳定，均满足规范GB/T2002003和GB/175-2007要求；5.2 混凝土施工混凝土施工工序：清基或施工缝面处理、清洗基础面验收测量放线立模、绑扎钢筋预埋件安装清仓仓号验收混凝土浇筑拆模养护。5.3 缺陷处理由我部承建的工程项目存在的主要缺陷是错台挂帘、拉筋头、水气泡、拼接模板印痕等，缺陷处理措施如下： 错台挂帘对形成错台的部位，先将突出的混凝土凿除，预留约5mm厚度，然后对预留的部位作打磨处理。磨除坡度：平行水流方向1/10；垂直水流方向1/20，磨除后与成型混凝土平顺连接。挂帘直接打磨平整。 拉筋头用手持切割机紧贴混凝土面将拉筋头割除，保持拉筋头与混凝土面齐平切不损伤混凝土，割除后的拉筋头做防锈处理。 水气泡用水将水气泡空腔内清洗干净后将同标号水泥净浆（参适量107胶）用挂灰刀抹平。 模板印痕对凸出的模板印痕和模板变形造成的凸出部位，采用打磨的方式进行处理。磨除坡度：平行水流方向1/10；垂直水流方向1/20。 裂缝和处理措施对厂房标段的裂缝进行了详细的统计汇总，共计45条裂缝，全部为类裂缝，线状表现为龟裂或呈细微规则性，多由于干缩所产生，对结构应力、耐久性和安全无影响，无需进行处理。厂房标段裂缝统计汇总表 序号裂缝部位裂缝宽度（mm）裂缝长度（cm）裂缝深度（cm）裂缝个数裂缝分类备注1尾水平台EL1780.50m 0.100.2010841.02.114类2安装间EL1771.00m平台0.150.2030501.52.12类31#4#机B块EL1771.00m平台0.100.2022451.22.23类4安装间坝段A块坝顶EL1786.00m 0.100.20302401.22.114类51#4#机A块坝顶EL1786.00m 0.100.20361850.52.312类类裂缝：一般缝宽3.010-31.010-3结论符合要求/符合要求符合要求排水体料干密度成果统计表 统计取样部位试验时段含水率(%)实测干容重(gcm3)设计干容重(gcm3)合格率(%)取样组数排水体料2014.4.142014.4.291717/平均值1.072.422.40100最大值1.42.432.40100最小值0.752.412.40100检测结果符合质量要求反滤料干密度成果统计表 统计取样部位试验时段含水率(%)实测干容重(gcm3)设计干容重(gcm3)合格率(%)取样组数反滤料2014.4.142014.4.291717/平均值1.102.202.16100最大值1.502.352.16100最小值0.702.182.16100检测结果符合质量要求垫层料干密度成果统计表 统计取样部位试验时段含水率(%)实测干容重(gcm3)设计干容重(gcm3)合格率(%)取样组数上游垫层料2014.5.012014.5.121010/平均值1.082.182.16100最大值1.42.192.16100最小值0.752.172.16100检测结果符合质量要求砂砾石料干密度成果统计表 统计取样部位试验时段含水率(%)实测干容重(gcm3)设计干容重(gcm3)合格率(%)取样组数砂砾石料2014.4.142014.5.122828/平均值5.852.342.16100最大值7.92.582.16100最小值3.92.242.16100检测结果符合质量要求 对坝体的每一层填筑面，进行工程隐蔽部位的验收，取样所测定的干密度，平均值应不小于设计值，标准差应不大于0.1g/cm3。当样本数小于20组时，按合格率不小于90%，不合格干密度不得低于设计干密度的95%控制。 6.3.2施工质量评定截止目前砂砾石坝填筑共计28个单元工程，其中合格28个，合格率为100%，优良26个单元，优良率为92.8%。七 施工质量评价大河家水电站大坝1#-4#机混凝土已浇筑至EL1786.00m，金属结构工程已全部施工完毕，右岸砂砾石副坝和混凝土预制块护坡施工至EL1784.00m，钢筋笼护坡全部完成。在施工过程中制定科学合理的施工措施，投入了足够的资源，各部施工制定了详细的施工方案，实施了每仓“仓面浇筑设计图”制度并进行详细的技术交底，质量保证体系和监督体系完善，规章制度基本齐全，在工序控制方面从原材料控制到各工序检查验收执行正常，质量管理体系运行有效，工程施工在受控状态，质量状况良好，施工过程控制中间产品和工程实体质量满足设计和规范要求。大河家水电站厂房土建、左副坝和安装间坝段金属结构安装工程，通过两年多的施工，已全部完工，通过各种原材料和中间产品检验检测，各种指标满足设计和规范要求，各项工程质量符合设计要求，具备蓄水条件。八 蓄水过程注意事项大河家电站库区蓄水时间约0.67h6.55h，蓄水时间较短，本方案重点考虑在蓄水、充水过程中的安全操作，对建筑物在运行期间的质量、安全性能的检查、监测和有关数据资料的积累，确保建筑物安全，同时考虑蓄水期间对上下游居民安全的影响。成立蓄水指挥部，总指挥、副总指挥由业主领导担任，指挥由业主有关领导、总监、各施工单位项目经理担任，有关操作、观测、监视点，由相关专业人员组成。大坝工程设置有渗透观测和位移观测，此项工作由相关施工单位负责实施，在蓄水前做好各项准备工作，在蓄水、放空过程中，按有关要求做好观测、记录工作，发现异常情况要立即上报指挥部。在蓄水、充水过程中，各参建单位按指挥部统一部署配备足够人员对枢纽全线进行监视，重点部位有：大坝、闸门、进水口、厂房内部。各工作区域的监视人员要坚守岗位、遵守纪律、认真负责，发现位移、渗漏等异常情况或其它安全隐患要立即向指挥部报告。在蓄水过程中，如发现危急安全的异常情况，应立即停止可能造成危害的操作，指挥部立即做出处理决定，确保工程安全。