防城港电厂循环水引水沟道的设计与施工
广西防城港电厂为直流循环的海边电厂，采用预制钢筋混凝土引水沟道，形状复杂、覆土很深、 沟道重量很大。本文对气囊助浮及200起重船助吊的施工方案及设计进行了介绍，值得推广应用。关键词：电厂；引水沟道；气囊；安装。
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 speadK eywordls powerplant intake channel ai chamber erecton
1 工程概况防城港电厂位于广西防城港市企沙临海工 业区。电厂规划容量为4×600MW机组， 一期 工程建设2×600MW 机组。采用海运来煤，电厂配套建设10万吨级专 用煤码头。煤码头布置于厂区回填前沿边界之 外约450m。取水口与码头联合布置， 一、二期 工程的取水头分别布置于码头的两端。运煤专 用码头至厂区间的海域为规划回填区，且海底
为岩基，循环水取水采用暗沟取水方案。循环水取水泵房位于厂区西南角，引水沟道的长度约450m,冷却海水通过预制钢筋混凝 土沟道自流至循环水取水泵房前池内，经水泵 加压后，通过压力管道，将海水送至主厂房内。循环水通过地下钢筋混凝土沟道，自电厂 的东北角向北排至大海。考虑到场地条件的限制以及土建施工的工 艺要求，本期的循环水取水泵房、结合运煤码 头的取水口以及难以分期施工的部分引水沟道
如永久护岸下的引水沟道等，按4×600MW 机 组设计、 一次施工，设备分期安装。2自然条件2.1 水文条件2.1.1 潮位特征值(黄海高程，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： 2.55m2.1.2 设计潮位设计高潮位：2.52m (潮峰累积频率10%)设计低潮位： -1.14 m(潮谷累积频 率90%)极端高水位：4.01m (重现期为200年一遇) 极端高水位：3.88m (重现期为100年一遇) 极端高水位：3.76m (重现期为50年一遇)2.1.3 乘潮水位不同历时和保证率的乘潮水位见表1。表1各种乘潮历时和乘潮水位
ZP乘 潮 水 位; :历时/h
0.51.01.52.02.53.03.54.0
102.752.722.672.622.552.462.372.27
202.542.512.472.422.352.282.202.10
302.402.372.322.282.212.142.061.97
402.262.232.192.142.092.021.941.85
502.122.102.052.011.951.891.811.71
601.961.931.891.841.801.731.661.58
701.761.731.701.661.601.541.481.41
801.501.481.451.401.361.301.251.19
901.171.151.131.101.011.010.980.91
2.2 工程地质条件场地地貌类型为微倾斜平地，地形总体较 平缓，微倾向大海，地貌成因类型为海漫滩~ 海积阶地。表层为第四系海相沉积的细砂，厚 约0.50m;下部为全风化、强风化的粉砂质泥 岩、泥质粉砂岩、粉砂岩、页岩。3 循环水引水沟道的设计为避免泊船以及卸煤等对引水的不利影响， 一、二期工程的取水头分别布置于码头的两端。 引水沟道需穿越码头引桥。引水沟道区域的海底标高约-3.0~-5.0 m, 规划回填的顶标高约5.30m, 引水沟道底板 顶标高-9.50~-10.0m。引水沟道为2×(3.5m×3.5m) 的双孔预 制钢筋混凝土方涵。根据不同工况对沟道的顶 板、底板、侧墙以及隔墙进行配筋计算和限裂 计算。对于沟顶深约11～14m 的覆土，考虑了1.20的垂直土压集中系数。对于裂缝宽度限制， 各规范的要求不尽一致。 《钢筋混凝土设计规范 》GB50010-2002 要求为小于0.20mm《 巷口工程混凝土结构设计规范》TJ267-98 中要求小于0.30mm,《 给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50069-2002中要求小于025mm。 沟道的壁厚、配筋是裂缝宽度控制的。采用何种控制标准对沟道的设计影响较大。经分析设计采用的裂缝控制宽度为0.30mm。 经计算，沟道壁厚采用750mm根据沟顶覆土厚度的不同， 配置不同的钢筋面积。沟道在平面、垂直面上均有变化，异形段 较多，沟道壁厚较大，考虑施工的方便，尽量 减小预制段长，设计段长约20m, 取水沟道共 41件。引水沟道平面布置如图1。引水沟道纵 向从取水头向水泵房方向采用不同的底标高，取水头后第一段底标高为： -13 m, 第二段为变坡段，底标高从-13m过渡为-11m, 第三段的 底标高为-9.5m,并与循环水泵房围堰内的现 浇双孔引水沟道连接。预制引水沟道分单孔和 双孔两种形式，最轻的为340t 最重的 为1134t4 循环水引水沟道的施工沟道首先在预制场进行预制，沟道达到设 计强度后用气囊卷扬机搬运至半潜驳上，拖轮 将半潜驳拖航至码头港池抛锚就位。引水沟道的重量较大，仅靠沟道本身的浮 力是不够的，必须辅以起吊设备方可安装。引图 1 引水沟道平面布置图水沟道的海底标高约-3.0~-5.0m,平均低潮 位约-080m,在低潮位时的水深满足200t浮 吊起吊需要的约2.50m的吃水深度要求。当水下沟道的重量超过200t浮吊起吊能力 时，将采用孔内、沟顶设气囊助浮的措施，减 轻沟道重量。4.1 施工准备4.1.1 沟道重量各种型号的沟道重量在400~680:沟道均 需进行助浮减轻构件重量才能进行安装施工。4.1.2 气囊布置及浮力气囊布置于沟道内孔，两端对称，每孔内布置一条，气囊充气后靠与沟道内壁的摩擦力自行 固定，气囊的加气嘴设在安装方向的正向端。当 孔内布置的气囊不能满足200起重船的助浮要求 时，在沟道的顶部布置高约1m 的气囊。根据沟道内孔尺寸以及20m 的分段长度， 选用直径3.80m、有效长度18m的气囊，设计 工作气压为：0.1MkPa孔内单条气囊的浮力约 为208t 沟顶气囊的浮力约为9164.1.3 气囊气压引水沟道的底标高最低段为第一段，为 -13m,当潮位为+1.08m时，气囊承受的最大 压强约为0141MkPa气囊可满足要求。沟道预制时，顶部布置四个起重船助吊吊 点，按总吊重200t进行设计。另沿沟道顶两边 各均匀布置10个小吊点，单点设计受力为10 顶部气囊采用直径65mm 的浮水尼龙绳与小吊 点连接。4.1.4 施工水域水深测量在沟道安装前，对施工水域内的水深进行 详细测量，对不满足要求的浅点进行开挖清除。
4.1.5 安装测量控制对位于水下的引水沟道，采用测量杆观测与 潜水员水下检查结合方法进行安装控制。
测量杆用小钢管制作，钢架结构。通过螺 栓与沟道顶面连接，并用垫片进行调直。沟道 安装就位时，采用两台经纬仪交会观测控制， 沟道着地后，潜水员水下检查构件的接缝、错 牙及高差情况，符合要求后单件沟道安装完毕， 测量杆可进行拆除回收。4.2 船舶就位预制沟道在达到设计强度后，用气囊卷扬 机搬运至半潜驳上，拖轮将半潜驳拖航至并定 位在煤码头的停泊水域。煤码头停泊地水域的 标高为-17m, 半潜驳在本水域的任何潮位下潜 都能满足吃水要求。就位时船舶布置如图3示。
图 3 船舶就位布置示意图4.3 气囊充气半潜驳及起重船完成抛锚就位后，进行气 囊布置及充气。气囊沿沟道的纵向布置。气囊 的加气嘴及气压表应保证在沟道顶淹没1m 时仍 能露出水面， 以便检查及加气。加气用的空压 机 ( 9m³) 布置在起重船的船头，用两根各长 为50m 的气管引至气囊。气囊布置及固定完毕 后，进行气囊充气。气囊充气应均匀加气，充气过程中检查气囊是否移位、固定气囊的尼龙 绳是否受力均匀，并及时调整。当气压达到 0.14M Pa时停止充气，并在沟道安装着地前一 直保持这一气压值。4.4 半潜驳下潜半潜驳下潜与气囊充气可同时进行，但半潜驳在下潜至海水淹没沟道顶或顶部气囊时， 气囊的充气应完成。在下潜过程中，船体应始终保持平衡，直至起重船将沟道吊出甲板面。 在低潮位时，风浪和水流流速都较小，气囊的 压力也较小，是安装施工的最佳时段，拟选在低平潮时开始下潜。4.5 起重船助吊当半潜驳下潜至甲板面上的水深满足起重船满载吃要求时，起重船移至沟道构件的一端， 开始挂钩，并在气囊助浮力的作用下，沟道被吊离半潜驳的甲板面时，起重船向后移船，退出半潜驳的甲板，调整沟道方向至纵轴线与起重船的纵轴线垂直，完成沟道助吊离驳。4.6 起重船移船起重船在完成构件起吊后，开始重新抛锚 移船，锚艇和拖轮配合进行。移船过程中要检 查气囊的压力，及时加气，并检查起重船的吃 水情况，同时不得起升起重船的吊钩，使构件 或气囊露出水面。移船过程中所经过的水域， 都要满足起重船和沟道的吃水要求。安装时起 重船的纵轴线与引水沟道的纵轴线垂直。4.7 沟道安装起重船移至安装位置后，纵、横向两经纬仪观测指挥起重船调整就位，当纵、横向误差 在50am左右时，起重船吊钩下降，当沟道底部 离基床面约50cm时，再次复测构件位置，当构 件位置误差在10am左右时，起重船继续下降吊 钩，离基床约10am 时停止，重复观测构件位 置，当误差在5am 时，起重船吊钩下降至吊索 不受力状态，使沟道底着地，再次复测构件的 位置，并派潜水员进行水下检查，满足要求后 打开气囊的阀门，气囊放气。未满足要求则重 复进行安装。在气囊放气后，对构件进行再次 的复测和水下检查，确认构件的各项误差都在 允许范围内。4.8 单件沟道安装结束安装完毕后，回收气囊、尼龙绳等至起重 船上，解开所有钢丝绳的连接卸扣并升起吊钩， 潜水员拆除沟道靠取水头一端上的测量杆，另 一端的暂时保留，以在安装下一件沟道时作参 考就位的标志。重复上述步骤，直至安装完毕。5结语覆土深度较大的引水沟道，其相应的重量也较大。水上安装的难度较大，若采用大型起吊吨位的设备安装，为满足大型设备的吃水深度要求，需要开挖60~100m 的施工航道，开挖量将巨大。采用气囊助浮，灵活性很大，气囊除了布置于孔内之外，还可灵活的布置于沟道的上部或两侧，使得采用较小吨位的起吊设备成为可能， 是一种先进的施工措施，值得推广应用。
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