嘉陵江巨亭水電站建設的思考

陳衛崗　翟艷霞

摘 要：我國水電開發程度雖然不高，但“階段性后水電時代”、“后水電時代”的提法已經開始出現，經濟指標好、開發條件優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”中小型水電開發的疑慮，從而達到促進中小型水電站開發建設的目的。

關鍵詞：鐵路防護工程；分期導流；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縣境內嘉陵江干流上游，是一座以發電為主要目的的徑流式電站，樞紐由重力壩、泄洪閘、發電廠房及開關站組成，正常蓄水位為599.0m，最大壩高40.0m，總裝機容量40MW，混凝土總量約14萬m3。

嘉陵江流域屬北亞熱帶季風氣候區，氣候溫和，雨量充沛，年降水量為700～1000mm，但流域內降水年內分配極不均勻，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，洪水特點是漲水快、退水慢、峰高量大，年最大流量在5～10月都有發生，大洪水多發生在6月下旬～9月，年最大流量發生在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，以滿足電站建設的交通需要。同時，巨亭水電站蓄水而形成的回水區影響寶成鐵路，電站蓄水發電的前提之一是必須確保寶成鐵路的安全。

2 建設過程

根據嘉陵江流域的降水及年最大流量的特點（年內降雨量87%集中在5～10月，年內最大流量5～10月都有發生），巨亭水電站導流采用枯水期全段圍堰、隧洞導流方式，導流時段為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。前期設計圍堰采用土石圍堰，后經設計優化為混凝土面板過水圍堰。

電站初期建設完成導流洞及左、右岸壩肩開挖后，于2011年9月人員進場開始泄洪閘、廠房等主體工程建設，在2011年11月至2012年4月（主體建設的第一個枯水期）先后完成主河床截流、圍堰施工、基礎開挖、泄洪閘及廠房基礎混凝土澆筑等工程施工；2012年5月至2012年10月工程進入汛期，主河床與導流洞聯合過流，工程暫停施工；在2012年11月至2013年4月（主體建設的第二個枯水期）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構安裝；2013年5月至2013年10月進入汛期，主河床聯合導流洞過流，廠房在上下游擋水建筑物保護下進行內部混凝土施工；2013年11月至2014年4月（主體建設的第三個枯水期）繼續完成廠房內部混凝土，拆除上下游圍堰，河床過流，進行了導流洞封堵施工；2014年5月至2014年底，進行尾工土建施工及機電安裝施工。

寶成鐵路防護施工于2012年2月進場施工，但因剛完成初期施工準備就進入2012年汛期而暫停施工，加之在電站前期規劃中對鐵路防護考慮不周，需重新由鐵路設計單位規劃，導致施工中斷，于2014年10月在設計完善、前期準備充足后恢復施工，預計工期約需2年。使得電站即使具備了發電條件，也因庫區鐵路防護施工未完成而不能蓄水，整個電站無法正常運行。

3 對建設過程的思考

通過整個建設過程可以看出，本工程在電站的初期規劃階段，未充分考慮到鐵路防護投資費用較高、鐵路施工協調難度大以及專業性強等難點，未認識到鐵路防護對于本工程的重要性，導致了電站建設基本完成而不能進行蓄水發電、不能及時收回投資的尷尬局面，增大了投資收回的風險；同時，前期勘察階段對嘉陵江泥沙較大、砂石骨料質量調查深度不夠，導致設計中存在一些不合理部位，或施工時才發現砂石骨料有問題，需重新調整配合比。并且在電站開工初期，未能認識到汛期不能施工造成本工程施工不連續性的不利，加大了工程施工的成本，造成施工方的資金鏈時有斷裂，大大增加了項目經營風險，使項目建設舉步維艱，進入惡性循環。

而在嘉陵江上游流域內，規劃有10座梯級開發電站，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行必要的防護，為促進嘉陵江上游流域開發建設，對其余規劃的電站建設提供借鑒，特提出以下幾點想法：（1）在電站初期規劃階段，結合工程現場的施工條件，將建筑物布置與施工導流方式綜合考慮，將泄洪建筑物布置在前期交通條件好的一邊，導流方式采用河床分期導流，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，從容進行后期廠房及附屬等相對復雜建筑物的施工。庫區鐵路防護工程與主體工程同步施工、同步完工，這樣一來，電站建設就能按照正常的建設程序逐步完成，建設期施工連續，電站完成后就能蓄水發電從而收回投資。（2）從長遠的發展來看，也可先進行庫區的鐵路防護施工，在鐵路防護施工基本完成后，再開始電站主體工程的建設，這樣主體工程建設就可優先采用利于施工組織的導流方式：全年圍堰導流方式。全年圍堰導流具有基坑不過水、施工干擾小、可以保證持續施工、基坑開挖及混凝土施工強度均衡、工期容易保證等優點，有利于加快主體工程建設，使電站早日投產，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、天然砂細度模數偏大（一般在3.2-3.6）、骨料為堿活性骨料等不利因素，這些不利因素都應在電站建設時提前采取工程措施應對，才能保證工程的質量，以利工程順利進展。（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。而電站在建筑物設計上，發電機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水口約12m，這些都對電站后期運行帶來不利，應在其它的類似電站設計中予以考慮，減小前池泥沙淤積、沖砂閘沖砂流暢，利于電站的長期運行。

總之，對于嘉陵江干流上游流域開發的中小型電站，在前期規劃中，應結合鐵路防護工程、現場施工條件以及自然環境等，綜合來考慮電站的建筑物布置、建設過程施工管理，這樣才能保證電站建設的順利進行，從而促進嘉陵江上游流域中小型電站的梯級開發。

4 結束語

目前，我國水電開發程度雖然不高，但“階段性后水電時代”、“后水電時代”的提法已經開始出現，經濟指標好、開發條件優越的大中型水電站將會越來越少，一些水電開發公司已將開發重點放在中小型水電開發項目上來。但對于從事過大中型水電開發的公司往往輕視了中小型水電的前期規劃與建設過程管理，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的前景。文章通過對巨亭水電站建設的闡述與思考，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的疑慮，從而達到促進中小型水電站開發建設的目的。