中梁一级电站压力钢管安装方案探讨

摘要:重庆市巫溪县中梁水利水电枢纽一级电站压力钢管上下高差123米，斜管段倾角达70度，最大管内径4米，且无施工道路到达上平段。施工难度之大在国内罕见，为保证安全施工完成，特对一级压力钢管施工方案进行探讨，以选择最优施工方案进行施工。

关键词:水利水电 压力钢管 中梁水电枢纽

中图分类号： TV 文献标识码： A 文章编号：

中梁水电枢纽位于重庆市巫溪县，分三个梯级电站开发，其中中梁一级水电站厂房为地下下厂房，内装3台混流式型水轮发电机组，单机容量24MW，总容量72MW。由首部引水隧洞通过引水隧洞到调压井，调压井与厂房之间以埋藏式高压钢管相连，采用一管三机供水方式，在一条主管上通过前后两个岔管分流，再经三条支管向三台机组引水，如图1.1布置。中梁一级水电站压力钢管上下高差123米，斜管段倾角达70度，最大管内径4米，且无施工道路到达上平段。

图1.1中梁一级电站压力钢管布置图

一、问题提出

钢管空间布置分为上平段、上弯段、斜直段、下弯段和下平段。下平段包括三条支管及两个岔管。整个安装难点主要为斜直段为70度布置，管径全为4米，长百余米。施工难度大。且工期要求特别紧。

二、提出方案

为此对各种可实施施工方案进行技术和经济比较。

方案一：

‘顺运正装’，通常隧洞内（有斜井）压力钢管的安装采用‘顺运正装’的施工方法，即通过车辆等运输方式将钢管运至上平段洞内，通过卷扬机牵引钢管下滑的方式，将下平段始装节钢管先行安装到位，再依次逐节安装从下游至上游的钢管，以上平段最后一节钢管收尾。

方案二：

‘倒运正装’，此方法是通过车辆将钢管运输至下平段洞内，通过卷扬机牵引钢管上升，先行运输上平段最后一节钢管，并将其拖至安装部位的上游端临时放置，依次拖运下节钢管，直至将所有上平、上弯、斜井、下弯段钢管全部拖至上游平洞，安装时首先安装下平段压力钢管段，安装完毕浇筑混凝土，随后通过卷扬机下滑下弯段压力钢管与已经安装好的下平段钢管进行对接，依次逐节安装至上平段最后一节钢管收尾。

方案三：

‘倒挂正装’，此方法与‘倒运正装’法的钢管运输顺序一致，不同之处在于每节钢管临时放置在其相应的安装部位附近，并斜井段钢管临时倒挂在斜井轨道上，每节钢管独立悬挂，安装时首先安装下平段压力钢管段，安装完毕浇筑混凝土，随后拆除临时倒挂在轨道上的下弯段钢管，通过卷扬机下滑下弯段压力钢管与已经安装好的下平段钢管进行对接，依次逐节拆除临时固定并安装至上平段最后一节钢管收尾。

方案四：

‘倒挂倒装’，此方法与‘倒运正装’及‘倒挂正装’法钢管的运输顺序一致，不同之处在于将上平段最后一节钢管（此方法的始装管）运输至安装部位后，直接进行定位并加固，再依次安装上平段全部钢管并浇筑混凝土，随后依次安装上弯、斜井、下弯、下平段压力钢管，运一节安装焊接一节，下平段始装节收尾。

三、方案比较

方案一顺运正装，在国内许多工程正常应用，中梁二级电站也采用此种安装方式，特点是技术难度低，安全性高，工期较少，相对成本比较低。中梁一级电站高水头导致压力钢管上下平段落差很，而且是全埋藏式，压力钢管上平段无施工道路到施工现场，现场不具备筑路条件。若采用此方案须在施工支洞外架设台车或索吊将其运输到上平段。经实际考查，施工支洞洞径过小，不足以运输钢管，还须要扩挖支洞。辅助设施为运输台车或索道并扩挖支洞，辅助设施成本较高。

方案二倒运正装，与方案一比较不同在与运输到施工部位的方式不同。倒运正装运输途径为从须安装压力钢管的部位进行运输，从上平段第一节开始逐节运输，将所有运输的钢管全部堆放在隧洞内，共需占用调压井上游隧洞近300米。此种方法相对施工成本较低，安全性高，技术难度低。根据中梁一级电站总体发电目标，调压井上游隧洞必须进行衬砌，此处衬砌施工为整个工程直线工期，且由于地质原因，无施工道路到达现场，施工难度大。为保证整体目标的实现，不得占用调压井上游引水隧洞衬砌部位，此种方案不可能实施。

方案三‘倒挂正装’，此方法与‘倒运正装’法的钢管运输顺序一致，不同之处在于每节钢管临时放置在其相应的安装部位靠上游位置，斜井段钢管临时倒挂在斜井轨道上，此种施工方法不占用实测隧洞衬砌施工部位。此种施工方法技术难度最大，要保证压力钢管在70度斜井固定后再下放，安全性最低。成本较高，相当于两次安装。

方案四：

‘倒挂倒装’，此方法与‘倒运正装’及‘倒挂正装’法钢管的运输顺序一致，不同是直接就位进行安装，一次安装到位。且在上平段安装完成后可进行砼浇筑，相对安全性能增加。

对四种施工方案进行比较如下表3.1。

表 3.1方案比较

综合比较，传统的‘顺运正装’施工方案最为合理，但是由于没有可供利用的汽车运输道路（从沿线公路进入压力钢管上平段隧洞内）及土建施工支洞无法顺利通行压力钢管等原因，此方案难以实现，‘倒运正装’方案由于占用土建施工部位，会导致土建无法正常施工不能保证总工期的实现，所以不被采纳，倒挂倒装安全性能太低，不能建议实施。由于上述原因，中梁一级电站压力钢管主管段安装选择 ‘倒挂倒装’的施工方案。

四、结语

中梁一级电站压力钢管高差大，角度大在国内少见，施工难度大。经多方专家评审，中梁一级压力钢管采用了，倒挂倒装的施工方法，在实施过程中虽有很多意想不到的因素，但是总体上还是可靠可行的施工方案。