青島永泰長榮
標題: 防城港電廠循環(huán)水引水溝道的設計與施工 [打印本頁]
作者: 永泰長榮 時間: 2023-12-30 17:38
標題: 防城港電廠循環(huán)水引水溝道的設計與施工
廣西防城港電廠為直流循環(huán)的海邊電廠，采用預制鋼筋混凝土引水溝道，形狀復雜、覆土很深、 溝道重量很大。本文對氣囊助浮及200起重船助吊的施工方案及設計進行了介紹，值得推廣應用。
關鍵詞：電廠；引水溝道；氣囊；安裝。
Abstract The Fangchenggang pwer phnt in Guangxi prow ne is a seasile powerplant of direct waler coolng tpe.The pecast re inforead cmcrete itake chamels as of com ples shapes and of heavy w eight and they w ill be overed w ih deep earth This ariclk mainy intnduces the design and the construction scheme of these chamek wih huoyaney a ir chanber and boat cane w ih a tonnage of200.The scheme intoduced is of great value and w orth being spead
K eywordls powerplant intake channel ai chamber erecton
1 工程概況
防城港電廠位于廣西防城港市企沙臨海工 業(yè)區(qū)。電廠規(guī)劃容量為4×600MW 機組， 一期 工程建設2×600MW 機組。
采用海運來煤，電廠配套建設10萬噸級專 用煤碼頭。煤碼頭布置于廠區(qū)回填前沿邊界之 外約450m。取水口與碼頭聯合布置， 一、二期 工程的取水頭分別布置于碼頭的兩端。運煤專 用碼頭至廠區(qū)間的海域為規(guī)劃回填區(qū)，且海底
為巖基，循環(huán)水取水采用暗溝取水方案。
循環(huán)水取水泵房位于廠區(qū)西南角，引水溝 道的長度約450m, 冷卻海水通過預制鋼筋混凝 土溝道自流至循環(huán)水取水泵房前池內，經水泵 加壓后，通過壓力管道，將海水送至主廠房內。
循環(huán)水通過地下鋼筋混凝土溝道，自電廠 的東北角向北排至大海。
考慮到場地條件的限制以及土建施工的工 藝要求，本期的循環(huán)水取水泵房、結合運煤碼 頭的取水口以及難以分期施工的部分引水溝道
如永久護岸下的引水溝道等，按4×600MW 機 組設計、 一次施工，設備分期安裝。
2 自然條件
2.1 水文條件
2.1.1 潮位特征值(黃海高程，下同) 最高潮位： 3.62m
最低潮位： -1.63 m
平均潮位： (035m
平均高潮： 1.75m
平均低潮： -0.80m
最大潮差： 5.39m
平均潮差： 2.55m
2.1.2 設計潮位
設計高潮位：2.52m (潮峰累積頻率10%)
設計低潮位： -1.14 m (潮谷累積頻 率90%)
極端高水位：4.01m (重現期為200年一遇) 極端高水位：3.88m (重現期為100年一遇) 極端高水位：3.76m (重現期為50年一遇)
2.1.3 乘潮水位
不同歷時和保證率的乘潮水位見表1。
表1各種乘潮歷時和乘潮水位
2.2 工程地質條件
場地地貌類型為微傾斜平地，地形總體較 平緩，微傾向大海，地貌成因類型為海漫灘~ 海積階地。表層為第四系海相沉積的細砂，厚 約0.50m; 下部為全風化、強風化的粉砂質泥 巖、泥質粉砂巖、粉砂巖、頁巖。
3 循環(huán)水引水溝道的設計
為避免泊船以及卸煤等對引水的不利影響， 一、二期工程的取水頭分別布置于碼頭的兩端。 引水溝道需穿越碼頭引橋。
引水溝道區(qū)域的海底標高約-3.0~-5.0 m, 規(guī)劃回填的頂標高約5.30m, 引水溝道底板 頂標高-9.50~-10.0m。
引水溝道為2×(3.5m×3.5m) 的雙孔預 制鋼筋混凝土方涵。根據不同工況對溝道的頂 板、底板、側墻以及隔墻進行配筋計算和限裂 計算。
對于溝頂深約11～14m 的覆土，考慮了 1.20的垂直土壓集中系數。對于裂縫寬度限制， 各規(guī)范的要求不盡一致。 《鋼筋混凝土設計規(guī) 范 》GB50010-2002 要求為小于0.20mm 《 巷 口工程混凝土結構設計規(guī)范》TJ267-98 中要 求小于0.30mm,《 給水排水工程構筑物結構設 計規(guī)范》GB 50069-2002中要求小于025mm。 溝道的壁厚、配筋是裂縫寬度控制的。采用何 種控制標準對溝道的設計影響較大。經分析設 計采用的裂縫控制寬度為0.30mm。 經計算，溝 道壁厚采用750mm 根據溝頂覆土厚度的不同， 配置不同的鋼筋面積。
溝道在平面、垂直面上均有變化，異形段 較多，溝道壁厚較大，考慮施工的方便，盡量 減小預制段長，設計段長約20m, 取水溝道共 41件。引水溝道平面布置如圖1。引水溝道縱 向從取水頭向水泵房方向采用不同的底標高，
取水頭后第一段底標高為： -13 m, 第二段為變
坡段，底標高從-13m過渡為-11m, 第三段的 底標高為-9.5m, 并與循環(huán)水泵房圍堰內的現 澆雙孔引水溝道連接。預制引水溝道分單孔和 雙孔兩種形式，最輕的為340t 最重的 為1134t
4 循環(huán)水引水溝道的施工
溝道首先在預制場進行預制，溝道達到設 計強度后用氣囊卷揚機搬運至半潛駁上，拖輪 將半潛駁拖航至碼頭港池拋錨就位。
引水溝道的重量較大，僅靠溝道本身的浮 力是不夠的，必須輔以起吊設備方可安裝。引
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圖 1 引水溝道平面布置圖
水溝道的海底標高約-3.0~-5.0m, 平均低潮 位約-080m, 在低潮位時的水深滿足200t浮 吊起吊需要的約2.50m的吃水深度要求。
當水下溝道的重量超過200t浮吊起吊能力 時，將采用孔內、溝頂設氣囊助浮的措施，減 輕溝道重量。
4.1 施工準備
4.1.1 溝道重量
各種型號的溝道重量在400~680:溝道均 需進行助浮減輕構件重量才能進行安裝施工。
4.1.2 氣囊布置及浮力
氣囊布置于溝道內孔，兩端對稱，每孔內布
置一條，氣囊充氣后靠與溝道內壁的摩擦力自行 固定，氣囊的加氣嘴設在安裝方向的正向端。當 孔內布置的氣囊不能滿足200起重船的助浮要求 時，在溝道的頂部布置高約1m 的氣囊。
根據溝道內孔尺寸以及20m 的分段長度， 選用直徑3.80m、有效長度18m的氣囊，設計 工作氣壓為：0.1MkPa 孔內單條氣囊的浮力約 為208t 溝頂氣囊的浮力約為916
4.1.3 氣囊氣壓
引水溝道的底標高最低段為第一段，為 -13m, 當潮位為+1.08m時，氣囊承受的最大 壓強約為0141MkPa 氣囊可滿足要求。
溝道預制時，頂部布置四個起重船助吊吊 點，按總吊重200t進行設計。另沿溝道頂兩邊 各均勻布置10個小吊點，單點設計受力為10 頂部氣囊采用直徑65mm 的浮水尼龍繩與小吊 點連接。
4.1.4 施工水域水深測量
在溝道安裝前，對施工水域內的水深進行 詳細測量，對不滿足要求的淺點進行開挖清除。
4.1.5 安裝測量控制
對位于水下的引水溝道，采用測量桿觀測與 潛水員水下檢查結合方法進行安裝控制。
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測量桿用小鋼管制作，鋼架結構。通過螺 栓與溝道頂面連接，并用墊片進行調直。溝道 安裝就位時，采用兩臺經緯儀交會觀測控制， 溝道著地后，潛水員水下檢查構件的接縫、錯 牙及高差情況，符合要求后單件溝道安裝完畢， 測量桿可進行拆除回收。
4.2 船舶就位
預制溝道在達到設計強度后，用氣囊卷揚 機搬運至半潛駁上，拖輪將半潛駁拖航至并定 位在煤碼頭的停泊水域。煤碼頭停泊地水域的 標高為-17m, 半潛駁在本水域的任何潮位下潛 都能滿足吃水要求。就位時船舶布置如圖3示。
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圖 3 船舶就位布置示意圖
4.3 氣囊充氣
半潛駁及起重船完成拋錨就位后，進行氣 囊布置及充氣。氣囊沿溝道的縱向布置。氣囊 的加氣嘴及氣壓表應保證在溝道頂淹沒1m 時仍 能露出水面， 以便檢查及加氣。加氣用的空壓 機 ( 9m3) 布置在起重船的船頭，用兩根各長 為50m 的氣管引至氣囊。氣囊布置及固定完畢 后，進行氣囊充氣。氣囊充氣應均勻加氣，充氣過程中檢查氣囊是否移位、固定氣囊的尼龍 繩是否受力均勻，并及時調整。當氣壓達到 0.14M Pa時停止充氣，并在溝道安裝著地前一 直保持這一氣壓值。
4.4 半潛駁下潛
半潛駁下潛與氣囊充氣可同時進行，但半 潛駁在下潛至海水淹沒溝道頂或頂部氣囊時， 氣囊的充氣應完成。在下潛過程中，船體應始 終保持平衡，直至起重船將溝道吊出甲板面。 在低潮位時，風浪和水流流速都較小，氣囊的 壓力也較小，是安裝施工的最佳時段，擬選在 低平潮時開始下潛。
4.5 起重船助吊
當半潛駁下潛至甲板面上的水深滿足起重 船滿載吃要求時，起重船移至溝道構件的一端， 開始掛鉤，并在氣囊助浮力的作用下，溝道被 吊離半潛駁的甲板面時，起重船向后移船，退 出半潛駁的甲板，調整溝道方向至縱軸線與起 重船的縱軸線垂直，完成溝道助吊離駁。
4.6 起重船移船
起重船在完成構件起吊后，開始重新拋錨 移船，錨艇和拖輪配合進行。移船過程中要檢 查氣囊的壓力，及時加氣，并檢查起重船的吃 水情況，同時不得起升起重船的吊鉤，使構件 或氣囊露出水面。移船過程中所經過的水域， 都要滿足起重船和溝道的吃水要求。安裝時起 重船的縱軸線與引水溝道的縱軸線垂直。
4.7 溝道安裝
起重船移至安裝位置后，縱、橫向兩經緯
儀觀測指揮起重船調整就位，當縱、橫向誤差 在50am左右時，起重船吊鉤下降，當溝道底部 離基床面約50cm時，再次復測構件位置，當構 件位置誤差在10am左右時，起重船繼續(xù)下降吊 鉤，離基床約10am 時停止，重復觀測構件位 置，當誤差在5am 時，起重船吊鉤下降至吊索 不受力狀態(tài)，使溝道底著地，再次復測構件的 位置，并派潛水員進行水下檢查，滿足要求后 打開氣囊的閥門，氣囊放氣。未滿足要求則重 復進行安裝。在氣囊放氣后，對構件進行再次 的復測和水下檢查，確認構件的各項誤差都在 允許范圍內。
4.8 單件溝道安裝結束
安裝完畢后，回收氣囊、尼龍繩等至起重 船上，解開所有鋼絲繩的連接卸扣并升起吊鉤， 潛水員拆除溝道靠取水頭一端上的測量桿，另 一端的暫時保留，以在安裝下一件溝道時作參 考就位的標志。
重復上述步驟，直至安裝完畢。
5 結語
覆土深度較大的引水溝道，其相應的重量也 較大。水上安裝的難度較大，若采用大型起吊噸 位的設備安裝，為滿足大型設備的吃水深度要 求，需要開挖60~100m 的施工航道，開挖量將 巨大。采用氣囊助浮，靈活性很大，氣囊除了布 置于孔內之外，還可靈活的布置于溝道的上部或 兩側，使得采用較小噸位的起吊設備成為可能， 是一種先進的施工措施，值得推廣應用。
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