陈敏,男,汉族,1987年出生,四川眉山人,大学本科,中共党员,现任中国水利水电第五工程局有限公司白鹤滩水电站泄洪洞项目经理部总工程师,工程师。
2009年毕业以来,陈敏一直从事建设一线技术管理工作,主要负责项目施工规划、技术方案的编制工作,参与项目经营、质量、施工、安全管理。近九年来一直在目前在建规模世界第一的“金沙江白鹤滩水电站’从事技术管理工作,为保证工程安全、准点、高质的推进,他带领项目技术团队编制了各种技术方案和安全措施500余项。期间主要解决了以下技术问题:
一、解决了导流隧洞进口围堰水下爆破拆除技术难题。
由于导流洞开工滞后近6个月,为满足工程导流节点目标,导致左岸导流洞进口围堰的拆除工作与进水塔混凝土浇筑需同步施工,拆除环境尤为复杂,同时围岩轴线长度达到315米,水下岩坎深度达到15米,拆除工程量31万m³。针对围堰拆除工程量大、工期紧、爆破风险高的施工困难,陈敏合理对拆除顺序进行了规划,采用先拆除岩坎顶部混凝土岩体,再进行预留岩坎的内外减薄,最后经济岩坎的拆除顺序,保证了围岩拆除过程中仍然具备挡水条件,为进水塔和洞内提供了安全的施工环境。为了加快围堰拆除进度,对于水下岩坎拆除,采用了跟管钻钻孔工艺,单孔单响的控制爆破工艺实现了水下岩坎一次性爆破拆除。
二、解决了复杂地质条件下大断面洞室的开挖支护技术难题
白鹤滩泄洪是目前国内最大规模的无压泄洪洞群,最大开挖断面尺寸20×23m(宽×高城门洞型),洞身围岩以II、III类为主,洞身广泛分布断层、层间层内错动带,柱状节理、发育裂隙等不良地质构造。针对大型洞室,陈敏制定了分三层开挖的施工工艺,其中第一层为揭顶层、第二层为减量层、第三层为保护层。在第一层开挖时采用了单临空面楔形掏槽周边光爆技术,第二层采用了两侧预裂中部梯段爆破技术,保护层采用了水平光面爆破平推技术。开挖过程中针对不同的围岩类别和特殊地质段,他不段优化爆破参数,确保了6.7Km的洞室群按期开挖完成,同时整个洞室平均超挖值控制在12cm,半孔率达到94%以上,开挖质量优良。
三、形成了三支臂弧门反坡一次爆破开挖工法
泄洪洞进水口工作门为国内最大规模的三支臂弧门,其支臂基础设计为反斜面,具体参数为顺水流分布长度11米,左右跨度为20米,开挖高度20.21米,1#、2#泄洪洞顶部反斜面坡度为1:0.83,3#泄洪洞顶部为1:0.8和1:0.83的反折面。工作弧门在蓄水后将承受11000吨水推力,因此其支臂基础的开挖质量要求极为严格,必须保证体型,同时减少爆破扰动,其他类似工程均采用小分层自上而下慢慢掏挖,这样开挖进度较慢,且多分层后必然造成层间错台和爆破孔不在一条线上的问题,同时需多次搭拆钻孔和装药平台,成本较大。鉴于此陈敏选择了三面预留2米保护层整体光面爆破一次成型的施工技术,通过采用该技术,反坡面爆破体型如切割面,半孔达98%,超挖小于10cm,基础面无爆破裂隙产生,确保了弧门的安全运行。
四、实现了泄洪洞进水塔大跨度胸墙一次性浇筑成型。
为了获得较好的泄洪水流形态,白鹤滩泄洪洞进水口采用椭圆曲面设计,其流道跨度15米,高度12~16米,其底板为半径为2米的圆弧面,边墙和顶壳均为椭圆曲线,其中顶壳厚度4米,设计混凝土强度等级为C9040。按照一般方法,流道胸墙采用普通脚手架搭设支撑体系后铺散拼模板,按照1~1.5米分层高度实施分层浇筑。如此施工必然存在多次分层后降低了大跨度结构的整体性。鉴于此陈敏将传统水平分层,调整为台阶分层,实现了胸墙一次性浇筑成型,同时采用了定型钢模板确保了浇筑体型的精准,由于一次性浇筑成型压缩了分层浇筑带来的等强时间,从而加快了施工进度。
五、形成了洞室衬砌高边墙“镜面混凝土施工技术’
白鹤滩泄洪洞是目前在建的规模最大的无压洞室群,泄洪流速高达50m/s。对于一个水电站而言,泄洪洞工程能够安全运行是保证大坝和库区的重点,因此泄洪洞工程衬砌混凝土质量要求相比其他建筑物都高,尽管如此国内外已经建成的泄洪洞中在运行后破坏的案例还是较多。常见的破坏诱因有,气蚀破坏、磨损破坏、渗透破坏。降低泄洪洞衬砌结构的破坏风险主要措施有控制温度裂缝的产生、控制体型偏差、控制接缝质量、控制外观气泡、控制止水质量等。白鹤滩工程更是提出了“打造国之重器、创世精品工程’的建设目标,对于泄洪洞工程而言,就是要实现“体型精准、平整光滑、耐磨防裂’的质量标准。
为了实现泄洪洞精品工程目标,陈敏带领体术团队,在借鉴其他类似工程经验基础上,从配合设计、浇筑工艺、衬砌装备、质量管理等方面开展了大量的创新探索。
1、研发了低坍落度混凝土连续入仓系统。经过对其它类似电站泄洪洞的调研,发现大多数泄洪洞的衬砌混凝土浇筑都采用泵送的方式进行入仓,个别采用提升料斗入仓,还有长臂反铲入仓。对于泵送和提升料斗方式而言,要求混凝土坍落度都需12cm以上,不满足浇筑5~7cm的要求,用长臂反差入仓安全风险较大,且还能实现连续浇筑。对此他主持研发了上平段“低坍落度混凝土连续入仓系统’,该系统的工艺流程是采用自卸车进行混凝土的水平运输,通过中转料斗集料后,再用改制扒渣机上料,通过60米长的斜坡皮带垂直输送,再通过台车顶部的伸缩、旋转皮带进行均匀布料。该套系统成功解决了5~7cm的低坍落度砼连续入仓,目前通过利用该系统,已经全部完成了上平段边墙的衬砌,衬砌效率可达到7仓/月,比泵送入仓方式效率还高。
2.研制了大坡度液压自行变断面自行台车。白鹤滩泄洪洞龙落尾段最大坡度达到22.6°,同时为了减少高流速的空蚀破坏,布置了3道“底+侧’相结合的掺气坎,导致了龙落尾衬砌存在多种断面宽度。为了保证大坡度情况下衬砌混凝土的施工质量和施工安全,陈敏主持研发了变断面液压自行液压衬砌台车。
3.研制了大坡度自动供料系统。为了实现泄洪洞龙落尾段边墙低坍落度混凝土入仓,首先要解决的如何将砼安全的在坡道上运输至台车附近,对此陈敏选择了卷扬机牵引小车运输的工艺。如何保证小车精准定位和安全运输是最大的难点,对此他们选择了PLC程控的变频卷扬机,通过设定小车的停机点、加速段、减速段程序,实现了小车自动加速、减速、精准停机。为了防止在卷扬机失效和钢丝绳断裂的情况下小车能够及时制动不发生下滑和倾翻,在卷扬机上安装了抱闸制动和钳盘制动装置,小车上安装了速度检测装置和报轨系统等多种措施。
4、研发了智能保湿养护系统。衬砌混凝土浇筑结束后及时养护是保证结构不产生裂缝的重要措施,传统的人工养护难免造成养护不到位的情况,长流水养护用水两较大,对此陈敏与武汉大学一起研发了泄洪洞高边墙智能保湿养护系统,该系统能够测定环境温度、湿度和风速,然后将环境参数回馈到控制程序,设定养护时间进而控制养护系统的喷水时间,这样既保证混凝土表面的养护湿度,也降低了用水成本。
十余年来,陈敏在工程建设一线技术管理岗位上,他工作积极、尽职尽责较好的完成了所参建工程的技术支撑和服务工作,同时他也勇于进行技术优化和工艺创新工作的开展。陈敏主持编写的《大型洞室二次刻槽开挖施工工法》、《大跨度、高流速、异形断面进水口流道混凝土施工工法》、《高流速大断面泄洪洞低塌落度砼入仓施工工法》获得电建集团功法;《大跨度异形断面流道砼施工工法》、《大面积狭窄空间钢衬砼施工工法》获电力建设企业协会工法,《复杂地质条件下大型洞室开挖施工工法》、《围堰预留岩坎水下控制爆破拆除施工工法》获得四川省工法。主持和参与研发的《高流速大断面泄洪洞低塌落度砼入仓系统》、《一种金属卷材定型加工装置》、《智能养护系统》获得实用新型专利,已经完成专利申报和公示的专利13项。他也因此先后获得公司“先进工作者’2次、公司“科技英才’、公司“2018~2019年度劳动模范’、公司“十大杰出青年’、三峡集团“工程优秀建设者’、三峡集团白鹤滩水电站“十大科技人才’等荣誉。
编辑:学工办