嘉陵江巨亭水電站建設(shè)的思考

陳衛(wèi)崗　翟艷霞

摘 要：我國水電開發(fā)程度雖然不高，但“階段性后水電時代”、“后水電時代”的提法已經(jīng)開始出現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好、開發(fā)條件優(yōu)越的大中型水電站將會越來越少，文章通過對巨亭水電站建設(shè)的闡述與思考，對類似工程及嘉陵江上游其他水利水電工程施工提供借鑒，消除“階段性后水電時代”中小型水電開發(fā)的疑慮，從而達(dá)到促進(jìn)中小型水電站開發(fā)建設(shè)的目的。

關(guān)鍵詞：鐵路防護(hù)工程；分期導(dǎo)流；全年圍堰；階段性后水電時代

1 工程概況

巨亭水電站位于陜西省漢中市寧強(qiáng)縣境內(nèi)嘉陵江干流上游，是一座以發(fā)電為主要目的的徑流式電站，樞紐由重力壩、泄洪閘、發(fā)電廠房及開關(guān)站組成，正常蓄水位為599.0m，最大壩高40.0m，總裝機(jī)容量40MW，混凝土總量約14萬m3。

嘉陵江流域?qū)俦眮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū)，氣候溫和，雨量充沛，年降水量為700～1000mm，但流域內(nèi)降水年內(nèi)分配極不均勻，多集中在汛期5～10月，約占全年降水量的87%，尤其集中在7～9月份，約占全年降水量的60～70%。

嘉陵江上游干流洪水由暴雨形成，洪水特點(diǎn)是漲水快、退水慢、峰高量大，年最大流量在5～10月都有發(fā)生，大洪水多發(fā)生在6月下旬～9月，年最大流量發(fā)生在7月和9月的居多。

寶成鐵路沿嘉陵江右岸傍山而建，從巨亭水電站右岸壩肩山體建隧洞通過。電站建設(shè)期的施工布置由于寶成鐵路限制，在嘉陵江右岸無法修筑道路，只能在左岸修建道路，以滿足電站建設(shè)的交通需要。同時，巨亭水電站蓄水而形成的回水區(qū)影響寶成鐵路，電站蓄水發(fā)電的前提之一是必須確保寶成鐵路的安全。

2 建設(shè)過程

根據(jù)嘉陵江流域的降水及年最大流量的特點(diǎn)（年內(nèi)降雨量87%集中在5～10月，年內(nèi)最大流量5～10月都有發(fā)生），巨亭水電站導(dǎo)流采用枯水期全段圍堰、隧洞導(dǎo)流方式，導(dǎo)流時段為11月至次年4月，即施工時段為枯水期11月至次年4月，而5～10月不安排施工。導(dǎo)流流量為11月至次年4月5年一遇最大流量，即4月份5年一遇洪水流量417m3/s。前期設(shè)計圍堰采用土石圍堰，后經(jīng)設(shè)計優(yōu)化為混凝土面板過水圍堰。

電站初期建設(shè)完成導(dǎo)流洞及左、右岸壩肩開挖后，于2011年9月人員進(jìn)場開始泄洪閘、廠房等主體工程建設(shè)，在2011年11月至2012年4月（主體建設(shè)的第一個枯水期）先后完成主河床截流、圍堰施工、基礎(chǔ)開挖、泄洪閘及廠房基礎(chǔ)混凝土澆筑等工程施工；2012年5月至2012年10月工程進(jìn)入汛期，主河床與導(dǎo)流洞聯(lián)合過流，工程暫停施工；在2012年11月至2013年4月（主體建設(shè)的第二個枯水期）完成泄洪閘、廠房上下游擋水部分的混凝土施工以及主要的金屬結(jié)構(gòu)安裝；2013年5月至2013年10月進(jìn)入汛期，主河床聯(lián)合導(dǎo)流洞過流，廠房在上下游擋水建筑物保護(hù)下進(jìn)行內(nèi)部混凝土施工；2013年11月至2014年4月（主體建設(shè)的第三個枯水期）繼續(xù)完成廠房內(nèi)部混凝土，拆除上下游圍堰，河床過流，進(jìn)行了導(dǎo)流洞封堵施工；2014年5月至2014年底，進(jìn)行尾工土建施工及機(jī)電安裝施工。

寶成鐵路防護(hù)施工于2012年2月進(jìn)場施工，但因剛完成初期施工準(zhǔn)備就進(jìn)入2012年汛期而暫停施工，加之在電站前期規(guī)劃中對鐵路防護(hù)考慮不周，需重新由鐵路設(shè)計單位規(guī)劃，導(dǎo)致施工中斷，于2014年10月在設(shè)計完善、前期準(zhǔn)備充足后恢復(fù)施工，預(yù)計工期約需2年。使得電站即使具備了發(fā)電條件，也因庫區(qū)鐵路防護(hù)施工未完成而不能蓄水，整個電站無法正常運(yùn)行。

3 對建設(shè)過程的思考

通過整個建設(shè)過程可以看出，本工程在電站的初期規(guī)劃階段，未充分考慮到鐵路防護(hù)投資費(fèi)用較高、鐵路施工協(xié)調(diào)難度大以及專業(yè)性強(qiáng)等難點(diǎn)，未認(rèn)識到鐵路防護(hù)對于本工程的重要性，導(dǎo)致了電站建設(shè)基本完成而不能進(jìn)行蓄水發(fā)電、不能及時收回投資的尷尬局面，增大了投資收回的風(fēng)險；同時，前期勘察階段對嘉陵江泥沙較大、砂石骨料質(zhì)量調(diào)查深度不夠，導(dǎo)致設(shè)計中存在一些不合理部位，或施工時才發(fā)現(xiàn)砂石骨料有問題，需重新調(diào)整配合比。并且在電站開工初期，未能認(rèn)識到汛期不能施工造成本工程施工不連續(xù)性的不利，加大了工程施工的成本，造成施工方的資金鏈時有斷裂，大大增加了項(xiàng)目經(jīng)營風(fēng)險，使項(xiàng)目建設(shè)舉步維艱，進(jìn)入惡性循環(huán)。

而在嘉陵江上游流域內(nèi)，規(guī)劃有10座梯級開發(fā)電站，同樣存在枯水期與汛期流量差別大的不利因素，大部分電站需對寶成鐵路進(jìn)行必要的防護(hù)，為促進(jìn)嘉陵江上游流域開發(fā)建設(shè)，對其余規(guī)劃的電站建設(shè)提供借鑒，特提出以下幾點(diǎn)想法：（1）在電站初期規(guī)劃階段，結(jié)合工程現(xiàn)場的施工條件，將建筑物布置與施工導(dǎo)流方式綜合考慮，將泄洪建筑物布置在前期交通條件好的一邊，導(dǎo)流方式采用河床分期導(dǎo)流，使河床束窄造成的上游水位壅高不影響寶成線鐵路路基，在泄洪建筑物具備過流條件后，從容進(jìn)行后期廠房及附屬等相對復(fù)雜建筑物的施工。庫區(qū)鐵路防護(hù)工程與主體工程同步施工、同步完工，這樣一來，電站建設(shè)就能按照正常的建設(shè)程序逐步完成，建設(shè)期施工連續(xù)，電站完成后就能蓄水發(fā)電從而收回投資。（2）從長遠(yuǎn)的發(fā)展來看，也可先進(jìn)行庫區(qū)的鐵路防護(hù)施工，在鐵路防護(hù)施工基本完成后，再開始電站主體工程的建設(shè)，這樣主體工程建設(shè)就可優(yōu)先采用利于施工組織的導(dǎo)流方式：全年圍堰導(dǎo)流方式。全年圍堰導(dǎo)流具有基坑不過水、施工干擾小、可以保證持續(xù)施工、基坑開挖及混凝土施工強(qiáng)度均衡、工期容易保證等優(yōu)點(diǎn)，有利于加快主體工程建設(shè)，使電站早日投產(chǎn)，及時收回投資。（3）嘉陵江上游流域普遍存在天然砂石骨料級配不良、天然砂細(xì)度模數(shù)偏大（一般在3.2-3.6）、骨料為堿活性骨料等不利因素，這些不利因素都應(yīng)在電站建設(shè)時提前采取工程措施應(yīng)對，才能保證工程的質(zhì)量，以利工程順利進(jìn)展。（4）嘉陵江上游泥沙含量較大，僅在2012年泄洪閘汛期（6個月）過流后，就沉積約20cm淤泥。而電站在建筑物設(shè)計上，發(fā)電機(jī)組前池攔沙坎僅比泄洪閘過流面高1m，泄洪閘過流面高于電站進(jìn)水口約12m，這些都對電站后期運(yùn)行帶來不利，應(yīng)在其它的類似電站設(shè)計中予以考慮，減小前池泥沙淤積、沖砂閘沖砂流暢，利于電站的長期運(yùn)行。

總之，對于嘉陵江干流上游流域開發(fā)的中小型電站，在前期規(guī)劃中，應(yīng)結(jié)合鐵路防護(hù)工程、現(xiàn)場施工條件以及自然環(huán)境等，綜合來考慮電站的建筑物布置、建設(shè)過程施工管理，這樣才能保證電站建設(shè)的順利進(jìn)行，從而促進(jìn)嘉陵江上游流域中小型電站的梯級開發(fā)。

4 結(jié)束語

目前，我國水電開發(fā)程度雖然不高，但“階段性后水電時代”、“后水電時代”的提法已經(jīng)開始出現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好、開發(fā)條件優(yōu)越的大中型水電站將會越來越少，一些水電開發(fā)公司已將開發(fā)重點(diǎn)放在中小型水電開發(fā)項(xiàng)目上來。但對于從事過大中型水電開發(fā)的公司往往輕視了中小型水電的前期規(guī)劃與建設(shè)過程管理，造成中小型水電站投資不良從而挫敗投資信念，不看好中小型水電站開發(fā)的前景。文章通過對巨亭水電站建設(shè)的闡述與思考，對類似工程及嘉陵江上游其他水利水電工程施工提供借鑒，消除“階段性后水電時代”對于中小型水電開發(fā)的疑慮，從而達(dá)到促進(jìn)中小型水電站開發(fā)建設(shè)的目的。