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摘 要：为尽快恢复某水电站的生产和发电，结合工程的地形地质条件、项目结构特点，全面分析了水下抢险基本方案、钢闸门围堰施工环节和安全管理措施，确保了围堰的可靠性及安全性。
关键词：水电站；尾水出口；钢闸门围堰；水下抢险施工
1.电站的基本情况
某水电站处于亚热带季风气候区，四季分明，常年多雨。相关资料显示，此地区一天内最大降雨量约160mm，平均年降雨量约1400mm。坝址以上集雨面积15000km2，约占流域总面积的95%，年平均流量约为400m3/s，总库容2亿m3，正常蓄水位117m，死水位112m。
某水电站为河床式电站，主要任务为发电，主要建筑物由溢流坝、两岸接头重力坝、发电厂房及开关站等组成，坝顶全长164m。电站安装3台轴流转桨式水轮发电机组，装机总容量75MW。
2.水下抢险基本方案.
在一次电站年度检修中，因上游突发超标洪水，一号机组二号尾水出口检修闸门受洪水冲击，造成止水板后二期混凝土崩塌、二号尾水门损毁，导致厂房进水。
为尽快恢复生产和发电，要对受损的门槽二期混凝土予以修复，满足重新下闸挡水条件。电站厂房下游地势陡峭、河床面较宽、水流湍急，需修筑围堰形成干地施工条件。如采用常规土石围堰施工方案，进场道路布置困难、工序多、工程量大、汛前无法完成门槽修复，且土石围堰难以完全拆除势必抬高发电尾水水位。经方案比选，充分利用现有的闸墩、底板，在闸墩尾部安装临时钢闸门，闸墩、底板、临时钢闸门围堰之间形成封闭施工区域，抽干堰内积水后，即可形成干地施工条件，见附图：
3.施工环节.
现场施工条件：机组下游▽116.00m尾水平台设有10t的电动葫芦，现场其他起吊条件有限。尾水闸门底部高程85.27m，发电最低尾水位为97m，300m3/s流量时下游水位▽97.3m，600m3/s流量时下游水位▽99.08m，尾水下层工作平台高程101.21m；尾水上层工作平台高程116m。
3.1.临时钢闸门设计.
需安装临时钢闸门的尾水孔口净宽5.5m，两侧闸墩中心间距8m。3#闸墩轴线88m～90m高程处有2条检修排水管，应避开。施工时，按300m3/s控制下泄流量，故临时钢闸门设计宽度选为7.5m，高度为12m，施工时根据施工水位情况，需要时加设挡水板。
考虑到现场起重吊装能力有限（注：10t电动葫芦），现场地形条件限制及道路、水面运输条件，拟将临时闸门分四节制作，每节高度3m。每节段临时钢闸门构造体加工成全封闭箱状以利浮运。
经计算：1#块选用Q235材质I45b型工字钢作受力构件，间距40cm；2#块选用Q235材质I45b型工字钢作受力构件，间距53cm；3#块选用Q235材质I45b型工字钢作受力构件，间距80cm；4#块选用Q235材质I45b型工字钢作受力构件，间距120cm.。
3.2.施工工序
本次钢闸门围堰施工主要工序为：钢闸门制作 — 钢闸门陆上运输 — 钢闸门水上运输 — 钢闸门现场组合拼装 — 钢闸门水中调整姿态立直 — 钢闸门下沉就位 — 钢闸门外围潜水堵漏 — 围堰内抽干水，修复受损闸门与门槽— 钢闸门拆除。
3.2.1临时钢闸门制作.
闸门制作，委托有资质的企业予以加工，完成制作后，先在厂内予以组装，再运到施工现场。
3.2.2.临时钢闸门运送.
通过汽车运输的方式，将厂内制作好的钢闸门块体运到距电站下游12km的旧渡口处，再通过吊车吊入河道中，通过浮运措施把钢闸门运到施工现场。
3.2.3.临时钢闸门安装.
在施工前，由于下层工作平台处于安装临时钢闸门的垂直上方，应事先在工作平台上钻穿成孔，以利钢丝绳穿过牵引。同时，将尾水底板安放钢闸门位置的底部接触面杂物清除干净。
根据现场条件及水深情况，通过潜水作业配合，在水面将1#块和2#块拼接。将吊点挂在2#块上，向1#块箱内缓慢注水，将1#、2#块合体扶正，使闸门在起重设备的牵引下缓缓沉放至底部，并在潜水员作业配合下精确定位，依次将3#块、4#块安装就位。各号块体之间设橡胶止水板，用螺栓拼接结固，临时钢闸门与闸墩接触面设橡胶止水板。
3.2.4.临时钢闸门的固定与预压。
通过潜水员予以水下钻孔，在此基础上装置锚杆，把闸门固定于闸墩，同时潜水员通过安装手拉葫芦等措施对钢闸门箱体进行加压，让闸门和闸墩全面贴合。
3.2.5.查看围堰密闭状态.
若检查到缝隙，则通过棉絮予以塞堵，直到其足够严密即可。如果发现闸板底端接触面存在缝隙，水压力大不能通过常规方法解决时，那么就要终止抽水，同时让内外水位平衡，用水下混凝土堵漏的方法确保止漏，达到抽干水的目标。
3.7.修复受损闸门和门槽。
在具备干地修复条件后，按照现场实际状态与受损程度修复受损闸门和门槽。
3.8.临时钢闸门拆除.
尾水闸门下闸后，向围堰内注水，水位平衡后，潜水员拆除临时闸门块间连接螺栓。向临时钢闸门箱体中灌入充气排水，由上至下按照顺序进行拆除。
4.钢闸门围堰施工的安全管理措施.
4.1钢闸门设计和制作
本次施工任务时间紧、钢闸门制作技术要求高、加工精度要达到钢闸门制作的规范要求，因此，本项目将钢闸门设计和制作外包给有资质的专业单位进行设计和生产，并按有关法律法规签定外包合同。
4.2钢闸门陆上运输：
与物流企业签署相合同，把运输钢闸门的运输环节予以外包给专业的运输公司。
4.3钢闸门水上运输：
4.3.1主要危险源识别：a.钢闸门漏渗水下沉；b. 施工人员溺水；c. 急滩；d. 不良气候条件。 4.3.2安全管理措施：
a. 将钢闸门吊入水中处于浮动状态，定时检查闸门箱体是否存在漏渗水现象，如有，将钢闸门起吊上岸，补焊修复，并进行气密性检查，确保钢闸门箱体内不漏水，以保证浮运过程安全。
b. 按船甲板工作相关规定，进行人员组合，施工人员按规定穿戴救生衣，配备专门救生工作船舶随拖值守。出现紧急情况时进行施救。
c. 遇急滩安全措施：选用大功率拖带船舶，按拖带船舶规范要求悬挂旗标，必要时通知电站调整泄下流量，以利通过急滩。
d. 密切关注天气预报，避免大雾大雨等不良天气拖运。
4.4.钢闸门现场组合拼装、水中姿态调整立直、下沉就位、拆除
4.4.1主要危险源识别：a.水面作业安全；b. 高处落物打击。
4.4.2安全管理措施：
a. 按规定佩戴安全帽，救生衣和其它劳动保护配置，配备救助工作站；
b. 在施工区域上方设置警示标志，避免无关人员出入。
c.专人统一协调指挥，限位钢缆绳牢固可靠。
d.钢闸门内注水的时间节点和注水量调整，密切观察调整钢闸门的水中姿态，在注水过程中，将人员安排处于安全位置。
4.5潜水堵漏
按潜水作业相关规范执行，设专人与潜水员进行专门联系，强调日常对潜水设备进行维护保养，保证潜水设备处于良好状态。强调潜水上浮注意事项，避免职业病危害。
4.6围堰抽水
作业时实时观察堰体内外水位，主动掌握泄水流量数值，预判坝前水位，第一次堰内抽干水时，注意观察钢闸门堰体的变形及稳定性，强调保持最大水位差经12h后，观察判断钢闸门堰体处于稳定可靠下施工人员方可进入堰内施工作业。专人观察堰外水位，若出现堰外水位上升并可能漫坝时， 立即安排堰内作业人员撤离到堰外，同时停止堰内抽水，并回注水平衡堰体内外水位差。准备相应物资材料，当预判下泄流量大于300m3/s时，及时加高钢闸门顶部高程1m，尽量避免水漫堰体状态出现。
5.总结.
在本此修复工程中，充分利用现有的闸墩和底板，采用钢闸门围堰施工方案，从钢闸门制作开始，到钢闸门围堰建成挡水，仅耗时一个月内，投资省、工期短、拆除方便，为迅速恢复电站生产和发电创造了有利条件，取得了非常良好的社会经济效益，为同类型电站的修复工程提供了有益借鉴。
关键词：水电站；尾水出口；钢闸门围堰；水下抢险施工
1.电站的基本情况
某水电站处于亚热带季风气候区，四季分明，常年多雨。相关资料显示，此地区一天内最大降雨量约160mm，平均年降雨量约1400mm。坝址以上集雨面积15000km2，约占流域总面积的95%，年平均流量约为400m3/s，总库容2亿m3，正常蓄水位117m，死水位112m。
某水电站为河床式电站，主要任务为发电，主要建筑物由溢流坝、两岸接头重力坝、发电厂房及开关站等组成，坝顶全长164m。电站安装3台轴流转桨式水轮发电机组，装机总容量75MW。
2.水下抢险基本方案.
在一次电站年度检修中，因上游突发超标洪水，一号机组二号尾水出口检修闸门受洪水冲击，造成止水板后二期混凝土崩塌、二号尾水门损毁，导致厂房进水。
为尽快恢复生产和发电，要对受损的门槽二期混凝土予以修复，满足重新下闸挡水条件。电站厂房下游地势陡峭、河床面较宽、水流湍急，需修筑围堰形成干地施工条件。如采用常规土石围堰施工方案，进场道路布置困难、工序多、工程量大、汛前无法完成门槽修复，且土石围堰难以完全拆除势必抬高发电尾水水位。经方案比选，充分利用现有的闸墩、底板，在闸墩尾部安装临时钢闸门，闸墩、底板、临时钢闸门围堰之间形成封闭施工区域，抽干堰内积水后，即可形成干地施工条件，见附图：
3.施工环节.
现场施工条件：机组下游▽116.00m尾水平台设有10t的电动葫芦，现场其他起吊条件有限。尾水闸门底部高程85.27m，发电最低尾水位为97m，300m3/s流量时下游水位▽97.3m，600m3/s流量时下游水位▽99.08m，尾水下层工作平台高程101.21m；尾水上层工作平台高程116m。
3.1.临时钢闸门设计.
需安装临时钢闸门的尾水孔口净宽5.5m，两侧闸墩中心间距8m。3#闸墩轴线88m～90m高程处有2条检修排水管，应避开。施工时，按300m3/s控制下泄流量，故临时钢闸门设计宽度选为7.5m，高度为12m，施工时根据施工水位情况，需要时加设挡水板。
考虑到现场起重吊装能力有限（注：10t电动葫芦），现场地形条件限制及道路、水面运输条件，拟将临时闸门分四节制作，每节高度3m。每节段临时钢闸门构造体加工成全封闭箱状以利浮运。
经计算：1#块选用Q235材质I45b型工字钢作受力构件，间距40cm；2#块选用Q235材质I45b型工字钢作受力构件，间距53cm；3#块选用Q235材质I45b型工字钢作受力构件，间距80cm；4#块选用Q235材质I45b型工字钢作受力构件，间距120cm.。
3.2.施工工序
本次钢闸门围堰施工主要工序为：钢闸门制作 — 钢闸门陆上运输 — 钢闸门水上运输 — 钢闸门现场组合拼装 — 钢闸门水中调整姿态立直 — 钢闸门下沉就位 — 钢闸门外围潜水堵漏 — 围堰内抽干水，修复受损闸门与门槽— 钢闸门拆除。
3.2.1临时钢闸门制作.
闸门制作，委托有资质的企业予以加工，完成制作后，先在厂内予以组装，再运到施工现场。
3.2.2.临时钢闸门运送.
通过汽车运输的方式，将厂内制作好的钢闸门块体运到距电站下游12km的旧渡口处，再通过吊车吊入河道中，通过浮运措施把钢闸门运到施工现场。
3.2.3.临时钢闸门安装.
在施工前，由于下层工作平台处于安装临时钢闸门的垂直上方，应事先在工作平台上钻穿成孔，以利钢丝绳穿过牵引。同时，将尾水底板安放钢闸门位置的底部接触面杂物清除干净。
根据现场条件及水深情况，通过潜水作业配合，在水面将1#块和2#块拼接。将吊点挂在2#块上，向1#块箱内缓慢注水，将1#、2#块合体扶正，使闸门在起重设备的牵引下缓缓沉放至底部，并在潜水员作业配合下精确定位，依次将3#块、4#块安装就位。各号块体之间设橡胶止水板，用螺栓拼接结固，临时钢闸门与闸墩接触面设橡胶止水板。
3.2.4.临时钢闸门的固定与预压。
通过潜水员予以水下钻孔，在此基础上装置锚杆，把闸门固定于闸墩，同时潜水员通过安装手拉葫芦等措施对钢闸门箱体进行加压，让闸门和闸墩全面贴合。
3.2.5.查看围堰密闭状态.
若检查到缝隙，则通过棉絮予以塞堵，直到其足够严密即可。如果发现闸板底端接触面存在缝隙，水压力大不能通过常规方法解决时，那么就要终止抽水，同时让内外水位平衡，用水下混凝土堵漏的方法确保止漏，达到抽干水的目标。
3.7.修复受损闸门和门槽。
在具备干地修复条件后，按照现场实际状态与受损程度修复受损闸门和门槽。
3.8.临时钢闸门拆除.
尾水闸门下闸后，向围堰内注水，水位平衡后，潜水员拆除临时闸门块间连接螺栓。向临时钢闸门箱体中灌入充气排水，由上至下按照顺序进行拆除。
4.钢闸门围堰施工的安全管理措施.
4.1钢闸门设计和制作
本次施工任务时间紧、钢闸门制作技术要求高、加工精度要达到钢闸门制作的规范要求，因此，本项目将钢闸门设计和制作外包给有资质的专业单位进行设计和生产，并按有关法律法规签定外包合同。
4.2钢闸门陆上运输：
与物流企业签署相合同，把运输钢闸门的运输环节予以外包给专业的运输公司。
4.3钢闸门水上运输：
4.3.1主要危险源识别：a.钢闸门漏渗水下沉；b. 施工人员溺水；c. 急滩；d. 不良气候条件。 4.3.2安全管理措施：
a. 将钢闸门吊入水中处于浮动状态，定时检查闸门箱体是否存在漏渗水现象，如有，将钢闸门起吊上岸，补焊修复，并进行气密性检查，确保钢闸门箱体内不漏水，以保证浮运过程安全。
b. 按船甲板工作相关规定，进行人员组合，施工人员按规定穿戴救生衣，配备专门救生工作船舶随拖值守。出现紧急情况时进行施救。
c. 遇急滩安全措施：选用大功率拖带船舶，按拖带船舶规范要求悬挂旗标，必要时通知电站调整泄下流量，以利通过急滩。
d. 密切关注天气预报，避免大雾大雨等不良天气拖运。
4.4.钢闸门现场组合拼装、水中姿态调整立直、下沉就位、拆除
4.4.1主要危险源识别：a.水面作业安全；b. 高处落物打击。
4.4.2安全管理措施：
a. 按规定佩戴安全帽，救生衣和其它劳动保护配置，配备救助工作站；
b. 在施工区域上方设置警示标志，避免无关人员出入。
c.专人统一协调指挥，限位钢缆绳牢固可靠。
d.钢闸门内注水的时间节点和注水量调整，密切观察调整钢闸门的水中姿态，在注水过程中，将人员安排处于安全位置。
4.5潜水堵漏
按潜水作业相关规范执行，设专人与潜水员进行专门联系，强调日常对潜水设备进行维护保养，保证潜水设备处于良好状态。强调潜水上浮注意事项，避免职业病危害。
4.6围堰抽水
作业时实时观察堰体内外水位，主动掌握泄水流量数值，预判坝前水位，第一次堰内抽干水时，注意观察钢闸门堰体的变形及稳定性，强调保持最大水位差经12h后，观察判断钢闸门堰体处于稳定可靠下施工人员方可进入堰内施工作业。专人观察堰外水位，若出现堰外水位上升并可能漫坝时， 立即安排堰内作业人员撤离到堰外，同时停止堰内抽水，并回注水平衡堰体内外水位差。准备相应物资材料，当预判下泄流量大于300m3/s时，及时加高钢闸门顶部高程1m，尽量避免水漫堰体状态出现。
5.总结.
在本此修复工程中，充分利用现有的闸墩和底板，采用钢闸门围堰施工方案，从钢闸门制作开始，到钢闸门围堰建成挡水，仅耗时一个月内，投资省、工期短、拆除方便，为迅速恢复电站生产和发电创造了有利条件，取得了非常良好的社会经济效益，为同类型电站的修复工程提供了有益借鉴。