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春風萬里花常新

—水電十四局清蓄項目部創新紀實

發布日期：2015-07-24來源：中國電力建設集團編輯：靳明偉

[摘要]

　　三項國家實用新型專利：“一種斜井運輸小車防墜落制動裝置”、“一種提升設備防墜落試驗用的脫繩裝置”、“用于斜豎井施工的JTP改進型提升絞車”;中國爆破協會科學進步一等獎、中電建協2013年度電力建設科學技術成果三等獎：“清蓄電站地下工程精細爆破關鍵技術研究及應用”;以及云南省第二屆“職工創新工作室”的榮譽稱號……這一項項熠熠生輝的成績，無不彰顯著水電十四局清遠抽水蓄能電站項目部出色的創新成果。

　　 2015年7月15日，清蓄電站如期充水，這一重大節點目標的完成，與過程中各項創新成果的運用密不可分。清蓄電站的建設，不僅僅是每個員工一線奮戰的汗水，更是每個員工善于突破、大膽創新的智慧結晶。創新，始終貫穿于清蓄項目的建設過程中。多方面改進斜豎井提升系統清蓄斜井總長360米，其中直線段長291.8米，上彎段長為30.6米，下彎段長為32.1米。圓形斜井開挖直徑10.6米，混凝土厚度60厘米，直線段傾角為50度。兩條豎井，其中排風豎井長244.25米，開挖直徑6.4米，襯砌后直徑5.6米;尾水調壓井長115.6米，由大井和升管段兩部分構成，大井開挖直徑19.4米，深63米，襯砌后直徑18米;升管段開挖直徑10.6米，深52.6米，襯砌后直徑9.2米。如此長的斜、豎井，這么大的斷面，要組織混凝土施工，難度不言而喻。作為國內承建蓄能電站最多的水電施工企業，十四局有著豐富的斜、豎井襯砌施工經驗，然而斜井、豎井混凝土施工，工序復雜，施工風險極高，安全生產隱患十分突出，歷來是水電工程施工的難題。項目部不敢掉以輕心，沒有依賴于以往的經驗，而是多方探索，尋求在保證安全、最大程度降低施工風險的前提下，如何順利進行施工。

　　經過大量調研，項目部選擇了與水電施工十分接近的礦山用絞車系統，與廠家共同改進，研發出一套滿足水電施工行業規范的絞車提升設備。礦山用絞車在施工中具有不少優點，但是基本為露天使用，體積比較龐大，布置占用空間大，而水電施工大多需要在洞內進行安裝，絞車的布置難免受到空間限制，無法直接在洞內使用。針對這一情況，項目部與絞車廠家在水電和礦山行業規范的框架下對原礦山用提升絞車進行改進，將原絞車電動機、減速箱與主軸裝置(卷筒)的同軸布置改為90 布置，即由“I”字型布置改為“L”字型布置。改制后的絞車占用空間大大減小，既能適合在有限的空間內布置，又能采用PLC控制系統對絞車的各部位進行全面監控。當絞車運行參數超過設定值時，絞車會自動制動停車，消除因人為疏忽導致安全事故的隱患。然而，由于斜井滑模施工的特殊性，上下交叉作業無法避免，缺少保護裝置的運輸小車，就好比懸在井下作業人員頭上的一把“尖刀”。如小車跑車，后果不堪設想。項目部針對目前國內水電站斜井施工中，缺少一種能有效解決運輸小車因失去牽引力而墜落的保護裝置情況，又與某礦山機械廠共同研制出符合水電站斜井施工，用于防止運輸小車跑車的抱軌裝置，于2013年7月18日進行現場脫鉤試驗獲得成功。抱軌裝置安裝在運輸小車底盤上，該裝置能夠在運輸小車失去牽引力后成功地進入抱軌制動狀態，防止意外跑車的發生。斜井運輸系統抱軌裝置的使用，開創了國內在傾角為50 的大傾角斜井中使用抱軌裝置的先河，在水電施工領域也尚無前例。抱軌裝置的成功使用填補了水電斜井施工長期以來運輸系統無安全保護裝置的空白，促進了斜井施工技術的改進升級，具有廣泛的社會效益。“一種斜井運輸小車防墜落制動裝置”于2014年3月19日獲國家實用新型專利。一次創新成果的成功運用并不意味著一勞永逸，在斜豎井提升系統的使用中，項目部不斷進行全面改進，增加一系列安全保護措施，保證施工過程中人員的安全。斜井提升系統的成功經驗，隨后又成功運用到豎井施工中，為清蓄斜、豎井施工提供了有力保障。清水混凝土廣受好評清水混凝土，即鏡面混凝土，以表面光潔如鏡而得名。清水混凝土產生于20世紀20年代，在國內仍處于發展階段。隨著綠色建筑的客觀需求，人們環保意識的不斷提高，返璞歸真的自然思想深入人心，我國清水混凝土工程的需求在道路橋梁、廠房和機場、工業與民用建筑中也得到了一定的應用。然而，在國內水電工程建設中，清水混凝土大多局限于“巖錨梁”等個別部位的運用，成功大面積運用的工程實例幾乎沒有。清蓄地下廠房的清水混凝土，成為工程的一大亮點。

　　清遠抽水蓄能電站地下廠房主要由安裝間、主廠房、副廠房構成，總長169.5米。其中主廠房長108.5米，寬25.5米，高55.7米，由下至上分為6 層：集水廊道層、管道廊道層、蝸殼層、水泵水輪機層、中間層、發電機層。根據甲方要求，蝸殼層底板37.54米高程以上至發電動機層底板56.935米高程范圍內的外露板梁柱、邊墻、機墩、風罩混凝土全部采用清水混凝土工藝進行施工，共計2萬余方混凝土。如何才能在地下廠房澆出“素面朝天”的免裝修清水混凝土?清水混凝土要求一次澆注成型，不做任何外裝飾，直接采用現澆混凝土的自然表面效果作為飾面，表面平整光滑、色澤均勻、棱角分明、無碰損和污染，工藝要求極高。素面朝天看似簡單，其實比金碧輝煌還難弄得多。清水混凝土主要施工程序與傳統混凝土相當，但它要求各工序精細管理和施工，主要體現在項目管理的科學與嚴謹上。對于一個復雜的工程，最重要的就是有契合的優良的運作系統。

　　從組織設計、安排施工到項目管理與監督，確保每一個環節都運行良好。為使清水混凝土澆筑達到預期效果，項目部專門成立了清水混凝土質量控制組，從選材、試驗、澆筑，確保每個細節均有人管控。項目部立足于電站現有地材，優選混凝土外加劑、摻合料、模板、脫模劑等，明確具體的采購與使用程序，以保證原材料產地統一，膠凝材料盡可能用同一廠家同一批次，砂、石的色澤和顆粒級配均勻，為清水混凝土的成功運用奠定了基礎。由于清水混凝土一次澆筑完成、不可更改的特性，不容許在正式運用時出現任何紕漏，因此，項目部先后進行了多次原材料、混凝土配合比試驗，并以實體構件尺寸在室外模擬進行了4次工藝試驗。通過一次次試驗之后的分析總結，項目部解決了傳統混凝土的漏漿、爛根、麻面、表面氣泡大等問題，逐步找到最優的工藝參數組合，確定了工藝參數與流程，編寫了相關的方案和清水混凝土施工作業指導書，為清水混凝土的正式施工確立的控制標準。清蓄電站清水混凝土的成功運用，具有一系列工藝特點：樓板采用維薩木模板，結構成型尺寸更有保證。柱子、機墩、風罩采用定型鋼模板，邊墻采用常規鋼模，解決了鋼模上設置明縫條的問題，加大了模板的周轉次數。摒棄傳統脫模劑，采用清水混凝土專業模板漆，模板表面光潔、不會污染混凝土表面。摒棄傳統扣件連接，模板連接全部采用螺栓，拼接緊固、變形小。采用低、高頻振搗器交替振搗，混凝土表面氣泡少。立柱倒圓角：倒角圓順、外表美觀。墻柱無拉筋孔眼：無需修補孔眼。明縫：規則平直、立體感強。清蓄電站地下廠房清水混凝土成型質量，受到業主的認可，業內專家的贊賞。2014年3月29日，國家能源局副局長劉琦一行到清蓄調研，對廠房清水混凝土澆筑質量給予了高度肯定。清水混凝土在清蓄電站地下廠房工程嘗試和成功大面積應用，豐富了公司的技術水平，為之后同類工程施工提供了可供借鑒的寶貴經驗。針梁鋼模再創新隧洞采用針梁鋼模全斷面襯砌是一項目前比較先進的施工工藝，國內外針梁鋼模的研制與施工應用已比較成熟，但國內傳統針梁鋼模將針梁置于隧洞中下部，底拱模板呈封閉狀，具有底部氣泡難以根除，施工人員通行不便的弊病。在惠州抽水蓄能電站的施工中，十四局成功創新運用了上置式針梁鋼模，并已獲得國家專利。上置式針梁鋼模解決了傳統全斷面模板底拱氣泡及人員通行和材料搬運通道的問題，同時進一步提高了針梁鋼模的穩定性及底拱部位混凝土表面成型質量。惠蓄電站雖然成功運用了上置式針梁鋼模襯砌隧洞混凝土，但在一定程度上仍存有不足，主要體現為：針梁鋼模底拱開口范圍38度，底拱開口角度較小，其底部還是會產生部分氣泡，影響混凝土澆筑質量;針梁鋼模前后各一條支腿，在澆筑隧洞混凝土尤其是坡度較大隧洞混凝土過程中需要進行輔助穩定，影響針梁鋼模襯砌速度。同時在澆筑坡度較大隧洞混凝土時，針梁鋼模支腿根部有時會出現斷裂的情況。清蓄項目部在總結上述問題的基礎上，對上置式針梁鋼模進行了進一步的改進和優化，使得上置式針梁鋼模襯砌隧洞混凝土施工技術更加先進和完善，有效提升了上置式針梁鋼模的運用效果。清蓄尾水隧洞長850.382米，前79.58米為方形變城門洞形，再變圓形，其余為圓形斷面，襯砌后洞徑9.2米。2012年4月10日，尾水隧洞襯砌啟動，同年11月18日，澆筑結束。與惠蓄電站相比，清蓄電站對上置式針梁鋼模進行了一系列改造創新。首先，底拱開口角度由38度增加到51度，增大了底拱人工抹面面積，進一步減小了底拱混凝土表面氣泡面積，有利于提高混凝土質量。其次，在針梁鋼模上增加了一條支腿，不僅提高了針梁鋼模的穩定性，而且在混凝土澆筑及移動模板過程中，無需借助外力即可保證針梁鋼模平穩運行，解決了在澆筑角度較大隧洞混凝土時針梁鋼模支腿根部出現斷裂的問題，保證了施工進度。在這一前提保證下，針梁鋼模混凝土澆筑速度能達到5天完成兩倉，最快時3天完成兩倉，每一倉的進尺能達到9米。

　　在已有的創新成果上持續改進，體現著清蓄項目部嚴謹求實的工作精神，不滿足于現有成績，時刻邁著創新的步伐，為清蓄項目的創新成果添上又一筆光彩。清遠抽水蓄能電站項目部是一個出成績、出人才的營地，與項目部全體上下勇于創新、勤于創新的良好氛圍密不可分，一張張專利證書、獲獎證書也許只是其中一部分看得見的成績，一個質量過硬、技術先進的工程才是每個清蓄人的追求，而一批思維活躍、銳意進取的人才也在創新中不斷成長，為十四局的不斷進步積累了可貴的財富。春風萬里，創新之花鮮妍常新，清遠抽水蓄能電站為技術創新提供了肥沃的土壤，開出一朵朵創新的花朵，生機勃勃，活力無限。