埃塞俄比亞吉貝Ⅲ水電工程建設模式

[埃塞俄比亞]A.阿斯納克 等

設計與施工

埃塞俄比亞吉貝Ⅲ水電工程建設模式

[埃塞俄比亞]A.阿斯納克 等

為利用奧莫河巨大流量，埃塞俄比亞政府決定開發吉貝Ⅲ(Gibe Ⅲ)水電項目。介紹了項目的背景、工程主要技術特征、項目開發情況等，并對該項目建設模式，即EPC工程總承包模式，以及在該模式下項目執行過程中的融資變動、工作范圍變化、設計變更等情況進行了詳細說明。

水電項目；項目設計；施工組織管理；吉貝Ⅲ水利樞紐；埃塞俄比亞

奧莫(Omo)河下段上的吉貝Ⅲ水電項目由埃塞俄比亞電力公司(EEPCo)開發。該項目包括一座高246 m的碾壓混凝土壩(目前世界上同類壩型中最高的水壩之一)，兩條長1 km的引水隧洞，調壓井和壓力管道，一座總裝機容量為1 870 MW的地面廠房。

該項目正以EPC工程總承包合同模式建設，隨著建設合同開始實施，經EEPCo及其代表審查，總承包方對工程原設計作出了重大修改。

建設資金已由EEPCo和埃塞俄比亞政府統籌安排，略滯后于工程施工進度計劃。在安排資金的同時，水工金屬結構和機電設備的供應商已確定。

目前該項目在建設過程中，首臺機組投產預計要到2014年年底。

1 概 述

埃塞俄比亞經濟正在不斷增長，政府已啟動以提高全國各地通電水平為主要目標的全國通用電氣計劃(UEAP)，這引發了通向全國城市和農村地區的輸電配電線路的建設。對電力的需求已有增加，增加的幅度受到5 a增長和轉型計劃(GTP)的刺激，該計劃在2010/11財政年度完成。

為了滿足日益增長的電力需求，政府已做出承諾，并通過其公共事業公司，即EEPCo，做出了很大的努力，以開發其豐富的水資源用于水力發電。EEPCo計劃在該5 a計劃末發電量增加8 000～10 000 MW。該公司已開始在該國主要江河流域建設數個水電站工程。最近已完成吉格吉貝Ⅱ(Gilgel Gibe Ⅱ)，特克澤(Tekeze)和貝萊斯(Beles)3座水電站建設，總裝機容量達1 180 MW。

其他發電項目正處在建設、研究或者招標階段，而裝機容量1 870 MW的吉貝Ⅲ就是正在建設中的一項。

2 項目主要技術特征

吉貝Ⅲ水電項目主要包括一個246 m高的碾壓混凝土(RCC)壩與一座裝機容量1 870 MW的水電站，大壩將形成一個200 km2表面積的水庫，水庫總庫容為140億m3，其中117.5億m3為有效庫容(平均每年入庫水量138億m3)。3條平行長約1 km的導流隧洞用作奧莫河分流。隧洞連同上游和下游圍堰(55,19 m高的大堤)，可以抵擋30 a一遇的洪水(5 200 m3/s的洪峰流量)，從而保護工地。

溢洪道結構包括7孔，布置在大壩中部并配備大型弧形閘門，在最大洪峰流量時溢洪道最大泄量達18 500 m3/s。

廠房高57 m,寬37 m，長250 m，坐落在河的左岸。根據設計，該廠房能容納10臺混流式水輪發電機組，每臺裝機容量187 MW，運行的最高凈水頭為214 m，設計流量102 m3/s，電廠設備利用系數約為0.44。兩條引水道將水輸送到廠房。每條都有一個進水建筑物、直徑11 m的引水隧洞、調壓井，以及分別連接5個水輪機進口的5個并聯分叉支管。

10臺機組每年發電達6 500 GW·h，計劃用長度分別為50.3 km和51 km的400 kV雙回路架空輸電線路輸送到沃拉伊塔(Wolayita)變電站。

3 項目開發(EPC總承包合同)

3.1 政府與民營戰略伙伴

該項目在EEPCo和一個私營戰略合作伙伴(SPP)合作的基礎上順利進行，SPP通過幾十年來成功地參與建設埃塞俄比亞國內一些大型水利水電項目已與政府建立了一種長期和富有成效的關系，參與建設了諸如德雷(Dire)壩、吉格吉貝Ⅰ和Ⅱ、貝萊斯(Beles)等水電項目。

2005年，該國的任務是通電率由2005年的16%增加到2010年的50%的UEAP目標，人均能源消耗將由2005年的28 kW·h到2010年的500 kW·h，到2015年基本脫貧，這項任務應該包含引入一些快速見效(fast-track)且不能延遲的項目。

鑒于油價大幅上漲以及水電的環境效益，可以謹慎考慮開發該國的水電資源以保障經濟發展，還可將電力出口到鄰國。

SPP論證了開發具有巨大裝機容量和發電能力的大型水電項目的可行性，以應對未來10 a該國家增加的電力和能源需求。

3.2 諒解備忘錄

2005年年底，SPP使用自有資金和資源進行了初步設計。通過建設高240 m的雙曲混凝土拱壩，一座發電設備利用系數約為0.44的1 800 MW的發電站，以開發吉格吉貝Ⅱ電站下游奧莫河的巨大的流量。

這一新項目便是吉貝Ⅲ。SPP還表示，正準備在菲迪克(FIDIC)合同的基礎上以總承包模式(EPC)實施該項目。這正符合EEPCo的承諾(開發電力項目來支持該國的以農業為主導的產業發展戰略)，以及國家的承諾(通過提供公平的用電服務和加速持續發展，消除貧困計劃(PASDEP)來達到全國的發展目標)。SPP做出承諾，促進從外部資金來源為該項目籌資，并且在EEPCo可接受的條款和條件下，用SPP自己的財力資源為開發該項目提供資金。

鑒于上述情況，SPP為此開展了一些初步的業務活動，并在2006年1月15日向埃塞俄比亞政府提交了一項實施該項目的建議，說明了施工價格，并且函蓋施工、供貨、交通運輸、建筑安裝、測試和調試的全部費用，以及工程竣工時間等，要求雙方簽署一個諒解備忘錄，批準互惠的承諾。

諒解備忘錄，引發早期承包商的參與，并給予SPP專屬權利對項目進行必要的勘測和設計，其目的是與EEPCo就EPC總承包合同進行討論和盡可能達成意見一致。

根據這一諒解備忘錄，SPP給EEPCo提交了該項目的基本設計，包括地形、水文、泥沙淤積、地質、設計標準、圖紙與計算、實施規劃、工程詳細的成本估算、經濟分析和其他相關投入、環境與社會影響評估研究，以及根據國際標準和簽訂的合同文件草案將要實施的相關緩解措施。

在SPP提交的設計和合同草案的基礎上，2006年7月19日簽署了EPC建設合同。項目的建設得以繼續向前推進。

3.3 EPC建設合同

根據EPC合同，項目布局主要由不透水的瀝青混凝土面板堆石壩(BCFRD)、地面廠房組成，廠房內配備總裝機容量為1 870 MW的混流式水輪機。左壩肩工程包括電站進水建筑物、由水平隧洞和垂直豎井組成的兩條發電輸水管道、垂直的露天調壓井、廠房。右壩肩的附屬工程包括3條導流隧洞(其中一條將改造用作一個低位泄水孔)、一條通到溢流建筑物的明渠，溢流建筑物包括一個閘控和一個非閘控溢洪道，總的泄流能力為14 850 m3/s。該泄洪能力對應于10 000 a一遇洪水的特大流量(閘控溢洪道的泄流能力為9 000 m3/s，而“鴨嘴”型非閘控溢洪道的泄流能力為6 000 m3/s)。

平均年發電總量約為6 400 GW·h。

合同生效之日至首臺機組投產之間的建設工期被規定為1 812 d。其他9臺機組在隨后的12個月內投產。固定的合同總價格為13.96億歐元。

3.4 EPC合同管理

EEPCo聘請由意大利艾克公司(ELC Electroconsult)和法國柯因-貝利葉公司(Coyne et Bellier)組成的合資公司為吉貝Ⅲ項目第一期工程提供咨詢服務，服務內容主要包括審查SPP提出的設計方案與建議，審查EPC合同草案，審查SPP提交的費用概算，編制一份獨立的更新的費用概算，在合同談判期間協助業主。

EPC合同執行期間，EEPCo要求同一家合資公司(JV)提交吉貝Ⅲ施工管理和監督咨詢服務的建議，該合同于2006年11月開始生效，2003年6月期滿。

3.5 項目融資

簽署EPC合同時，設想EEPCo會提供全部的地方資金(比爾(Birrs)，相當于約4.63億歐元)和部分外資1.87億歐元(外國融資10.22億歐元的18.7%)，政府將提供3億歐元，剩余5.20億歐元將來自外部貸款(歐洲投資銀行(EIB)、意大利援助、薩克拉門托商業銀行(SACE)等等)。

這些計劃在2007年隨后被修改，政府和EEPCo可能提供的外資由以前的4.87億減少到2.07億歐元，減少的部分以增加外部貸款來彌補，這樣，外部貸款總額就達8億歐元(需增加非洲開發銀行貸款約2億歐元，其余貸款人與前面相同)。而政府與EEPCo雙方都計劃在2010年吉格吉貝Ⅱ、貝萊斯和特克澤3個項目開工時提供能源與資金。

當外部貸款下降到7億歐元，政府投資增加到3.22億歐元，融資計劃在2010年初作了進一步修改，最終中國工商銀行同意提供大約4.25億美元投資，用于在中國采購水工金屬結構和機電設備。其余的融資由政府與EEPCo提供，已滿足要求。

項目資金總組成方面的這些不確定因素和修改，導致在EPC合同生效后的前兩年對EPC承包商付款延遲。

3.6 環境與社會問題

該項目環境和社會影響評估(ESIAs)是在埃塞俄比亞環境保護局(EPA)的要求和指導原則以及國際標準和政策的基礎上進行的。

為實施環境和社會管理與監測計劃(ESMMP),需要設置一個機構，主要是委托聯邦環境保護局對項目建設和運營期間的環境和社會影響評估活動進行全面監測。作為項目業主，EEPCo已經成立了項目執行與監測單位(PIMU)，以負責實施“環境管理計劃”建議的緩解措施。PIMU是由從事社會和環境活動的專家們所組成的一個團隊。

項目的首次公開咨詢始于2006年，項目實施過程之中的2007，2008，2009年和2010年也開展了公開咨詢活動。

分析了有關下游受干、濕季節的河流流量調節的主要影響。精心制定了緩解計劃來應對該壩對奧莫河下游河谷地區的土著人口所造成的不利影響。為了減輕影響，該項目設置了泄水孔裝置以便釋放最小生態流量50 m3/s，這對于維持奧莫河下游水生和河岸環境是必要的。還有一項人工控制洪水措施，洪峰流量約1 600 m3/s，預計在9月份(或8月底)出現，洪水發生時間與來自剩余盆地的峰值流量一致。為了評估大壩對下游圖爾卡納湖水庫水位的影響，還進行了專門的研究。結果表明，雖然由于氣候變化該水庫已經遭受危險，但大壩的存在將有助于改善該湖水庫水位的大幅變動。

4 工作范圍的變化

2007年7月，工作開展后的1 a，承包商針對基本設計方案提交了3個替代方案的設計報告，基本設計方案是EPC合同中業主的基本要求(瀝青混凝土面板堆石壩、側面溢洪道、側面進水口結構、長引水陰間洞、位于溢洪道沖刷帶下游并配備10臺187 MW機組的地面廠房)。

3個替代方案都包括一座碾壓混凝土壩(RCC)替代瀝青混凝土面板堆石壩(BCFRD)。方案1在壩頂上設閘控溢洪道。壩后設廠房，配備10臺發電機機組；方案2設側面閘控溢洪道和同樣的壩后廠房；方案3在壩頂上設閘控溢洪道，但就相對于溢洪道沖刷區的電廠的位置而言，其水力系統與基本設計的水力系統很類似。

業主向承包商表明，EPC總承包合同的基本原則符合原定完成時間、原定性能和原定包干費用。這些替代方案必須得到業主的優先考慮，必須給業主帶來明確的得到確認的價值或像合同中列明的利益。這意味著，這些方案應該提供較短的建設時間和/或更好的性能和/或較低的成本(項目成本或發電成本)。

承辦商解釋說，這些方案優點如下：從第一臺機組開始發電到最后一臺機組投產的時間為1 a；第1年能多生產2億歐元電能，因為無須像瀝青混凝土面板堆石壩那樣，如果觀測有大量漏水穿過混凝土面板，則必須放空水庫，由于在沒有提高水庫最高水位情況下提高了正常蓄水位，每年可多發電100 GW·h，總體性能優于基本設計；其他優點，如降低了業主在施工期間洪峰流量大于5 200 m3/s的情況下的風險，提高了可靠性。

承包商提出的所有方案，業主及其顧問和代表都進行了認真審查(可靠性、竣工時間、發電量、項目的設計細節和每個解決方案的技術可行性、優點和缺點、成本等)，以便一方面在備選方案之間進行相互比較，另一方面又與基本設計進行對比，目的在于評估選擇一個或多個備選方案是否可以給業主帶來價值和利益。

業主對提出的所有的備選方案進行詳細的分析后，最終同意選擇方案3作為后續建設方案，考慮到給設計帶來變化，業主還同意與承包商討論合同附錄事項。

在該附錄中，雙方同意完成時間從1 812 d調整到2 177 d，由于工作量改變，合同總價變為14.7億歐元。

5 設備承包商的選定

2008年初，EPC承包商已經為選擇水工金屬結構和機電設備承包商(“設備承包商”)提出了必要的招標文件，2008年6月提出了4組提案，但由于缺乏資金和缺乏被求助的多邊貸款機構的決定，所以有關合同授予的裁決被推遲。

考慮到一些設計變更加上與多邊貸款機構漫長而復雜的討論，特別是設備承包商、EPC承包商和業主之間的合同關系，2009年對這些招標文件進行了修訂，其目的是對設備供貨與安裝合同進行重新招標。

由于與多邊貸款機構協商意味著將設備承包商納入EPC合同中將會很困難，甚至是不可能的，所以業主研究并尋求其他資金來源，最后，在2010年1月，得到了中國政府(由中國工商銀行(ICBE)代理)的積極回應。

EEPCo已經確認中國東方電氣公司(DEC)作為具有合適資質的設備供應分包商。該公司已被證明可以為EPC承包商所接受，EPC承包商對東方電氣公司提出的機電設備和水工金屬結構建議已進行了評價。

一旦EEPCo和設備承包商之間的合同簽訂，那么它就需要做好合同安排，以將設備合同并入EPC總承包合同中。2010年5～7月討論了這樣的安排，最終達成了三方協議，即業主、EPC總承包商和設備承包商三方之間協議。

此外，業主除了指定有關終止、支付、保險、變化、調整、業主收回，以及其他可能影響時間和成本的任何問題的一些條款以外，還指定了在EPC總承包合同內有設備合同情況下自身的權利與義務。

6 設計變更

在開挖過程中，由于局部的脆弱地質特征，對壩基面進行了不斷修正，以適應施工需要。這導致在壩中央和岸邊部分的典型橫截面需要修改。其他的幾何變化是為了讓灌漿帷幕和排水帷幕適應施工需要，以及滿足大壩穩定性分析結果的要求。

在施工設計中，持續開展了1∶60的溢洪道和跌水池的水力學模型試驗研究，試驗結果導致將原來有9個孔的大型溢洪道重新設計成先進的7個獨立孔道的溢洪道，其水頭稍有降低。最后，將對溢洪道和兩個中位泄水孔的整體中央壩段全部重新設計。對跌水池中的沖刷效果進行的一項評估也證實了修正后的電廠位置選擇適當，電廠位置向下游移動是為了防止在尾水通道中沖刷影響和材料沉積。

在壩肩開挖過程中，由于受到向河谷陡傾的多條連續節理的影響，巖石崩落，需要強大的支撐系統，因此將進水口沿河岸重新定位。經過多次地質力學條件的評估，施工圖設計終于得出結論，進水口重新定位是必要的。

挖掘過程中，在正常水頭下可在巖體中檢測到水力的頂托作用。為此需修改混凝土襯砌設計，在最敏感的區域增加鋼襯，沿岸設一條普通的排水廊道。

(山 松 編譯)

2013-10-14

1006-0081(2014)01-0032-04

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