嘉陵江巨亭水电站建设的思考

陈卫岗　翟艳霞

摘 要：我国水电开发程度虽然不高，但“阶段性后水电时代”、“后水电时代”的提法已经开始出现，经济指标好、开发条件优越的大中型水电站将会越来越少，文章通过对巨亭水电站建设的阐述与思考，对类似工程及嘉陵江上游其他水利水电工程施工提供借鉴，消除“阶段性后水电时代”中小型水电开发的疑虑，从而达到促进中小型水电站开发建设的目的。

关键词：铁路防护工程；分期导流；全年围堰；阶段性后水电时代

1 工程概况

巨亭水电站位于陕西省汉中市宁强县境内嘉陵江干流上游，是一座以发电为主要目的的径流式电站，枢纽由重力坝、泄洪闸、发电厂房及开关站组成，正常蓄水位为599.0m，最大坝高40.0m，总装机容量40MW，混凝土总量约14万m3。

嘉陵江流域属北亚热带季风气候区，气候温和，雨量充沛，年降水量为700～1000mm，但流域内降水年内分配极不均匀，多集中在汛期5～10月，约占全年降水量的87%，尤其集中在7～9月份，约占全年降水量的60～70%。

嘉陵江上游干流洪水由暴雨形成，洪水特点是涨水快、退水慢、峰高量大，年最大流量在5～10月都有发生，大洪水多发生在6月下旬～9月，年最大流量发生在7月和9月的居多。

宝成铁路沿嘉陵江右岸傍山而建，从巨亭水电站右岸坝肩山体建隧洞通过。电站建设期的施工布置由于宝成铁路限制，在嘉陵江右岸无法修筑道路，只能在左岸修建道路，以满足电站建设的交通需要。同时，巨亭水电站蓄水而形成的回水区影响宝成铁路，电站蓄水发电的前提之一是必须确保宝成铁路的安全。

2 建设过程

根据嘉陵江流域的降水及年最大流量的特点（年内降雨量87%集中在5～10月，年内最大流量5～10月都有发生），巨亭水电站导流采用枯水期全段围堰、隧洞导流方式，导流时段为11月至次年4月，即施工时段为枯水期11月至次年4月，而5～10月不安排施工。导流流量为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。前期设计围堰采用土石围堰，后经设计优化为混凝土面板过水围堰。

电站初期建设完成导流洞及左、右岸坝肩开挖后，于2011年9月人员进场开始泄洪闸、厂房等主体工程建设，在2011年11月至2012年4月（主体建设的第一个枯水期）先后完成主河床截流、围堰施工、基础开挖、泄洪闸及厂房基础混凝土浇筑等工程施工；2012年5月至2012年10月工程进入汛期，主河床与导流洞联合过流，工程暂停施工；在2012年11月至2013年4月（主体建设的第二个枯水期）完成泄洪闸、厂房上下游挡水部分的混凝土施工以及主要的金属结构安装；2013年5月至2013年10月进入汛期，主河床联合导流洞过流，厂房在上下游挡水建筑物保护下进行内部混凝土施工；2013年11月至2014年4月（主体建设的第三个枯水期）继续完成厂房内部混凝土，拆除上下游围堰，河床过流，进行了导流洞封堵施工；2014年5月至2014年底，进行尾工土建施工及机电安装施工。

宝成铁路防护施工于2012年2月进场施工，但因刚完成初期施工准备就进入2012年汛期而暂停施工，加之在电站前期规划中对铁路防护考虑不周，需重新由铁路设计单位规划，导致施工中断，于2014年10月在设计完善、前期准备充足后恢复施工，预计工期约需2年。使得电站即使具备了发电条件，也因库区铁路防护施工未完成而不能蓄水，整个电站无法正常运行。

3 对建设过程的思考

通过整个建设过程可以看出，本工程在电站的初期规划阶段，未充分考虑到铁路防护投资费用较高、铁路施工协调难度大以及专业性强等难点，未认识到铁路防护对于本工程的重要性，导致了电站建设基本完成而不能进行蓄水发电、不能及时收回投资的尴尬局面，增大了投资收回的风险；同时，前期勘察阶段对嘉陵江泥沙较大、砂石骨料质量调查深度不够，导致设计中存在一些不合理部位，或施工时才发现砂石骨料有问题，需重新调整配合比。并且在电站开工初期，未能认识到汛期不能施工造成本工程施工不连续性的不利，加大了工程施工的成本，造成施工方的资金链时有断裂，大大增加了项目经营风险，使项目建设举步维艰，进入恶性循环。

而在嘉陵江上游流域内，规划有10座梯级开发电站，同样存在枯水期与汛期流量差别大的不利因素，大部分电站需对宝成铁路进行必要的防护，为促进嘉陵江上游流域开发建设，对其余规划的电站建设提供借鉴，特提出以下几点想法：（1）在电站初期规划阶段，结合工程现场的施工条件，将建筑物布置与施工导流方式综合考虑，将泄洪建筑物布置在前期交通条件好的一边，导流方式采用河床分期导流，使河床束窄造成的上游水位壅高不影响宝成线铁路路基，在泄洪建筑物具备过流条件后，从容进行后期厂房及附属等相对复杂建筑物的施工。库区铁路防护工程与主体工程同步施工、同步完工，这样一来，电站建设就能按照正常的建设程序逐步完成，建设期施工连续，电站完成后就能蓄水发电从而收回投资。（2）从长远的发展来看，也可先进行库区的铁路防护施工，在铁路防护施工基本完成后，再开始电站主体工程的建设，这样主体工程建设就可优先采用利于施工组织的导流方式：全年围堰导流方式。全年围堰导流具有基坑不过水、施工干扰小、可以保证持续施工、基坑开挖及混凝土施工强度均衡、工期容易保证等优点，有利于加快主体工程建设，使电站早日投产，及时收回投资。（3）嘉陵江上游流域普遍存在天然砂石骨料级配不良、天然砂细度模数偏大（一般在3.2-3.6）、骨料为碱活性骨料等不利因素，这些不利因素都应在电站建设时提前采取工程措施应对，才能保证工程的质量，以利工程顺利进展。（4）嘉陵江上游泥沙含量较大，仅在2012年泄洪闸汛期（6个月）过流后，就沉积约20cm淤泥。而电站在建筑物设计上，发电机组前池拦沙坎仅比泄洪闸过流面高1m，泄洪闸过流面高于电站进水口约12m，这些都对电站后期运行带来不利，应在其它的类似电站设计中予以考虑，减小前池泥沙淤积、冲砂闸冲砂流畅，利于电站的长期运行。

总之，对于嘉陵江干流上游流域开发的中小型电站，在前期规划中，应结合铁路防护工程、现场施工条件以及自然环境等，综合来考虑电站的建筑物布置、建设过程施工管理，这样才能保证电站建设的顺利进行，从而促进嘉陵江上游流域中小型电站的梯级开发。

4 结束语

目前，我国水电开发程度虽然不高，但“阶段性后水电时代”、“后水电时代”的提法已经开始出现，经济指标好、开发条件优越的大中型水电站将会越来越少，一些水电开发公司已将开发重点放在中小型水电开发项目上来。但对于从事过大中型水电开发的公司往往轻视了中小型水电的前期规划与建设过程管理，造成中小型水电站投资不良从而挫败投资信念，不看好中小型水电站开发的前景。文章通过对巨亭水电站建设的阐述与思考，对类似工程及嘉陵江上游其他水利水电工程施工提供借鉴，消除“阶段性后水电时代”对于中小型水电开发的疑虑，从而达到促进中小型水电站开发建设的目的。