飛來峽水利樞紐工程建設管理實踐與創新

(廣東省飛來峽水利樞紐管理處 511825)

1 工程簡介

飛來峽水利樞紐是廣東省建設規模最大的綜合性水利工程，位于北江中游清遠市境內，捍衛廣州及珠三角地區2000多萬人口及兩萬多億產值的安全。主壩長2358m，最大壩高53m，總庫容19億m3，最大泄洪量每秒28700m3，總裝機容量14萬kW，船閘可通過500t級組合船隊，總投資52.9億元。工程由工程建設總指揮部和廣東省飛來峽水利樞紐管理處(曾名為建設管理局、管理局)主持建設，設計單位為水利部珠江水利委員會勘測設計研究院，監理單位為廣東省水電設計院，由廣東水電二局股份有限公司、廣東省水利水電第三工程局、廣東省源天工程公司等單位施工。

樞紐由溢流壩、土壩、船閘、電站廠房、副壩等建筑物組成，附屬工程設施包括社崗防護工程、大壩安全監測工程、樞紐水情遙測預報調度系統工程、輸電線路工程、防洪及電力通信工程等內容。樞紐工程規模宏大，工程量巨大見下表。

飛來峽水利樞紐工程量表

工程于1994年10月18日開工建設，1999年10月18日建成運行，工程建設歷時五年，工程于2000年7月通過竣工初步驗收，于2010年5月通過竣工驗收。

2 工程科技創新與新技術應用

2.1 工程設計創新

科學合理的設計是工程建設能否成功的基礎，設計單位在本項目設計過程中進行了大量的創新與優化，成效顯著。

a.結合北江的梯級開發，選擇控制上中游洪水最有利的河段、修建低水頭大型的河道型水庫調蓄洪水，形成堤庫結合的防洪體系。提高下游廣州地區和珠江三角洲的防洪能力，達到防御300年一遇的防洪標準。水庫運行調度方式的設計，兼顧了防洪、航運和發電的要求，協調了上游淹沒和下游防洪、排澇之間的矛盾。

b.采用扇型分流墩群的透水堤頭形式設計，結合溢流壩閘門同步均勻開啟和電廠燈泡機組允許不帶負荷過流等，運行調度有效地改善了電廠尾水和下游航道口門區的水流條件及泥沙運動流程形態。

c.針對高淹沒度、面流消能、泄洪調度頻繁等工作條件，通過優化溢流壩體型和改善閘門底緣的結構設計，改變了閘下水流的流態。

d.施工導流設計，較好地解決了在大流量、深覆蓋層中修建土石圍堰的有關技術問題，尤其是圍堰防沖的設計和施工通航設計有其特色、效果顯著。高噴板防滲體系是成功的，保證了工程安全施工，而且速度快、成本低。

e.在燈泡貫流式水輪發電機組的招標設計中，根據國際招標的新情況對機組臺數及參數進行了優化設計。最終推薦選用4臺燈泡貫流式機組(進口)方案，比初設方案年發電量增加1600萬kW·h(模型驗收值)，參數達國際先進水平，為業主贏得了性能價格比優越的機組，效益顯著。為防止汛期電站尾水泥沙回淤，首次在大型燈泡貫流式機組，利用貫流式水輪機的飛逸特性在超低水頭下過流泄水。

f.采用計算機綜合自動化設計，對電站運行調度，水情遙測及水庫防洪調度、溢流壩泄水閘及船閘控制均全面實現了自動化，并達到了國內先進水平。

2.2 工程施工技術創新與新技術應用

2.2.1 創新攔河大壩新壩型

在主河床深覆蓋沙礫層上填筑永久土壩難度大，處理技術復雜。樞紐主河床土壩采用吹砂回填擋水土壩新結構，即在14.0m高程以下采用吹砂回填加密筑土壩，14.0m高程以上采用常規粘土壩。本工程采用分層回填沙料，大功率機械振沖加密處理方法，解決了該技術難題。在國內首次運用吹填砂振沖筑壩新技術，使填充壩體相對密度達到0.7以上。避免了大范圍開挖處理，縮短了工期，節約了投資。

2.2.2 科學解決施工期通航問題

原計劃截流及河床段土壩施工工期為8個月，該方案對北江航運影響巨大。建設單位充分利用樞紐閘孔堰面高程與河床高程基本一致的有利條件，通過多方面的對比分析研究和模型試驗，截流期間工程成功應用了溢流壩閘孔臨時通航方案，確保了截流到下閘蓄水期間北江航運不斷航，節省了工程投資，最大限度地減少了工程施工對北江航運的影響，獲得了廣泛好評。

2.2.3 摻硅粉防沖高強混凝土技術的應用

由于樞紐位于北江干流中下游段，洪水期水流中含有較多的河床推移質，溢流壩泄洪時水流流速大，存在泄水建筑物沖刷和沖磨問題。在樞紐的溢流面及船閘輸水廊道等水流沖刷部位，采用外摻15%NSF硅粉劑抗沖磨混凝土技術。經運行后歷年水下拍攝檢查，溢流面未發現沖刷脫落現象，運行穩定。

2.2.4 外摻Mg0混凝土防裂技術的應用

樞紐工程混凝土設計方量達108.8萬m3，且主要為大體積混凝土。為解決夏季施工的溫控防裂問題，簡化溫控設施，加快工程進度，樞紐采用外摻MgO微膨脹混凝土技術，解決了大體積混凝土高溫季節施工的防裂問題。

2.2.5 燈泡貫流式機組安裝新技術

優化機組施工組織設計，采用管型座整體吊裝、空中翻身等先進工藝，飛來峽水電站4臺單機35MW燈泡貫流式機組的安裝和投入運行，僅僅用了13個月的時間，實現了快速高效的要求，確保了提前發電。

2.3 工程建設與管理創新

2.3.1 “建管合一”模式的成功實踐

1996年4月，經省編制委員會批準成立了廣東省飛來峽水利樞紐建設管理局，作為項目法人負責工程的建設和管理，即采用“建管合一”的模式。

建設管理推行“項目法人制”，采用“建管合一”的模式，使建設管理單位充分考慮運行管理的需要，又使運行人員提前介入工程建設過程，在廣東省水利工程建設中尚屬首例，改變了過去水利建設項目由建設和管理兩個獨立行為主體組成、建管脫節的狀況，改變了過去水利建設“重建輕管”的現象，對發揮樞紐的最大效益起到了重要作用。

2.3.2 水庫移民安置的探索與實踐

在現代水利工程，特別是水庫工程的建設中，移民安置往往關系到工程成敗，而水庫移民安置的關鍵是采用什么樣的移民安置模式以及如何對移民安置工作進行管理。省委、省政府非常重視飛來峽水利樞紐的移民工作，明確指示要使移民“搬得出、穩得住、富得起”。飛來峽水利樞紐從實際出發，積極探索并提出了以城鎮為依托、集中就近建鎮為主的水庫移民安置新模式和采用移民監理對移民安置工作進行管理的新機制，取得顯著成效。

2.3.3 運用系統工程理論，建成了自動化綜合集成管理系統

飛來峽水利樞紐針對開發目標多、信息量大而復雜的實際，從系統的觀點出發，將樞紐自動化系統分成11個子系統，然后采用集成技術，將各子系統整合，形成飛來峽水利樞紐集成管理系統［FLX－CIMS］，以實現防洪、通航、發電和水資源利用等數據和信息共享，為樞紐工程的運行和管理決策提供支持。

2.4 工程建設科技成果成效顯著

樞紐工程建設各方開展了大量的科學技術研究與實踐工作，形成了具有重大科研與實踐價值的科研成果，樞紐關鍵技術研究與實踐成果于2004年4月5日通過廣東省科學技術廳組織的科技成果鑒定，經5位院士領銜的專家委員會鑒定，本項目總體上達到了國內領先水平，其中，采用低水頭河道型水庫堤庫結合承擔重大防洪任務的研究與應用，以及吹填砂振沖筑壩新技術達到了國際先進水平。該成果獲得2004年度廣東省科技進步一等獎。

3 工程建設與運行管理成效

3.1 工程質量與安全

a.建筑物施工質量優良，內外裝修精美。水下33m處基礎廊道干燥潔凈，防滲效果優良;21m高閘墻垂直平順，誤差16mm，小于20mm規范值;土壩平均壓實度97.5%，優于設計要求97%;護坡平整美觀;輔助設備安裝規范，管線布置整齊流暢。經竣工驗收鑒定，樞紐12個單位工程中包括4個主要單位工程在內的11個單位工程為優良，優良率91.7%，外觀質量平均得分率91.17%，樞紐整體質量優良。

b.運行10多年來，樞紐主體建筑安全、穩定、可靠，經監測580m長混凝土壩，上下游位移量3mm;1778m長主土壩，上下游位移量16mm。測量極值波動范圍正常，未出現不可逆轉的變形趨勢。

c.機組連續安全運行4000多天，平均效率大于93%，較同類機組高3.5%，達到國內先進水平。

3.2 工程“四節一環保”措施成效顯著

工程采用大面積天井、太陽能、利用粉煤灰減少水泥用量等節能節材措施，“四節一環保”措施成效顯著，樞紐綠化率高，壩區綠樹成蔭，環境優美。

a.本工程從總體布置設計、壩型選擇、移民征地、施工管理等各個方面，十分注重節能、節地、節水、節材的要求。工程建設伊始便注意環境保護，各類邊坡開挖采取了噴錨、植草皮等防護手段，防止水土流失，建設花園式施工駐地，并進行灑水防塵，盡量保證施工現場不揚塵、不流土。施工中修建了攔渣壩、集油池、生活和生產廢水處理等環保設施，主體工程完工后，建設了具有130多種樹種的園林綠化工程。

b.在施工技術上，努力創新技術與新工藝的應用，如，采用混凝土外摻MgO與粉煤灰，節約了常規溫控措施材料的投入與水泥用量;采用太陽能技術節約能源等。

c.樞紐工程于2000年通過了國家環保總局組織的環境保護專項驗收。樞紐景區是首批國家水利風景區，2007年獲評“國家AAAA級旅游景區”。

3.3 工程效益顯著

樞紐建成試運行以來，樞紐全面發揮防洪、航運、發電、水資源調配及生態環境保護等效益，社會政治影響良好，社會效益顯著。防洪方面，樞紐建成標志著北江中下游防洪工程體系正式形成，提高了廣州、佛山、清遠等珠三角城市的防洪標準，達到防洪北江300年一遇洪水標準，減少了洪災威脅。樞紐自試運行至2010年底，成功調度洪峰流量4000m3/s以上洪水57場，其中2006年7月經歷了50年一遇洪水考驗，最大入庫洪峰流量17500m3/s。此外，樞紐為保障珠海澳門供水安全應急調水19次，總放水量44.3億m3。航運方面，從船閘通航至2010年底，累計通航量7152萬t。發電方面，樞紐電站機組投入運行至2010年底累計發電量55.87億kW·h，累計含稅收入26.3億元。

4 結語

樞紐工程在水利部和廣東省水利廳的領導下，經過廣大建設者的共同努力，實現了廣東省委省政府提出的“六年工期，五年完成，全優工程，把飛來峽建設成為具有現代水平的水利樞紐”的總目標。飛來峽水利樞紐的建成，是廣東水利史上的一個里程碑，是廣東省“九五”期間水利建設重要成果，工程獲得了2010年中國水利優質工程大禹獎。