嘉陵江草街航电枢纽工程建设的特点与经验

白昭鹏，黄修山，张扬，张可

（重庆航运建设发展有限公司，重庆 401120）

1 工程概况

草街航电枢纽工程位于重庆合川市境内草街镇附近的嘉陵江干流河段上，是嘉陵江干流自下而上规划的第二个梯级，工程上距合川市约27 km，下距嘉陵江河口68 km，是实现嘉陵江航运梯级开发的关键性工程。工程以发展航运为主要目的，兼有发电、拦沙减淤、灌溉等水资源综合利用效益。

工程静态总投资53.3亿元，水电站安装4台机组，单机容量为12.5万kW，总装机容量50万kW，年平均发电量20.18亿kW·h。拦河大坝全长665 m，最大坝高83 m，正常蓄水位203 m，总库容24.08亿m3。枢纽按三级航道标准建设船闸1座，可通过2×1 000吨级船队，年设计通过能力1 050万t。同时配套建设合川千斤滩港区，港区建1 000吨级多用途、件杂、散货泊位各1个，年吞吐量105万t。

工程的建设具有明显的社会和经济效益。一是提高嘉陵江通航能力。2004年嘉陵江重庆段完成货运量约300万t，随着西部大开发战略的实施，腹地内运输需求不断增长，预测2010年和2020年货运量分别达到600万t和1 080万t。工程建成后可渠化嘉陵江航道180 km（其中III级航道70 km，Ⅳ级航道88 km，Ⅴ级航道22 km），使本梯级以上嘉陵江干流70 km航道的通航船舶提高到1 000吨级，还可以使支流渠江和涪江110 km航道由通航50吨级船舶提高到通航300吨级和500吨级船舶；二是本工程投产发电后，在一定程度上可以缓解重庆市电力供应紧张的状况；三是具有拦沙功能，可拦截嘉陵江泥沙进入长江，减少三峡库区和重庆市港口淤积；四是改善库区两岸农田的灌溉条件，并利用水库水面发展水产养殖，开发利用库区周围旅游资源[1]。

2 草街航电枢纽工程的布置

草街航电枢纽工程总体布置自左岸向右岸依次布置船闸、厂房、冲沙闸、泄洪闸及挡水坝段。

2.1 船闸

船闸设计标准为三级，闸室长180 m，宽23 m。上游最高通航水位203 m，上游最低通航水位200m，下游最高通航水位190.92m，下游最低通航水位176.30m。

2.2 泄洪建筑物

泄洪建筑物由15孔（单孔净宽13 m）泄洪闸、5孔冲沙闸（单孔净宽16m）组成。

2.3 发电厂房

厂房为河床式厂房，分为主机间和安装间，主机间总长206 m，宽26 m。水轮机采用轴流转桨式机型，采用4台机组，单机容量12.5 kW。电站水头范围7.9～25.4m。

2.4 拦河坝

大坝为重力式闸坝，设计洪水重现期为500 a一遇。

3 建设特点

3.1 分期建设，工期较长

在通航河流航电枢纽工程多采用分期建设[2]，即在同一河道处既要满足干地施工又要满足施工期间河道顺畅过流以保证通航，其建设程序为先利用围堰保护在部分河床上形成干地基坑，剩余一部分过流通航，二期或三期建设一般是利用前期完建建筑物导流，然后将剩余河道利用围堰形成干地施工完成剩余建筑物。草街工程总体施工方案选用分期施工方案，一期施工左岸船闸、厂房、5孔冲沙闸，该期工程量大且集中，主要目标是尽快完建挡水发电，同时满足施工期通航的任务要求，草街一期工程围堰为全年挡水围堰，导流时段为全年；二期工程施工右岸15孔泄洪闸，施工时段为2个枯水期。草街主体工程计划工期长达67个月，但作为主要建筑物的船闸、厂房等一期工程实际工期仅有39个月，一期工程具有工期紧，任务重的特点，剩余泄洪建筑物为二期工程，在施工期兼有泄洪要求（枯水围堰，基坑过流），无法连续作业，耗时漫长。

3.2 空间狭窄，施工平面布置复杂

水上项目普遍存在的特点是出于节省投资、满足通航等的要求，不能或不应形成较大的施工空间[3]。这一特点在航电枢纽项目中表现更加突出，草街航电项目一期基坑是整体工程建设的重点，但扩大一期基坑带来了导流建筑物和围堰工程的巨大增加。在狭窄的基坑中要完成大量土石开挖、混凝土浇筑、金属结构安装、机电安装等高强度、多专业的协同作业是该工程建设的难点。精致、详细、跟随进度随时调整的平面布置是克服以上困难的唯一办法，草街项目一期基坑在长宽200~300 m范围内规划了8条施工通道，其中4号道路、R1、R2等道路在施工中多次进行了调线处理；基坑共架立MQ600以上门塔机10台，部分门塔机要进行2次以上的移位，由于场地狭窄，给设备平面布置带来了困难。

3.3 多单位、多专业共同施工，相互干扰严重

草街航电枢纽工程规模大，存在多家单位共同施工的局面，平面、立体交叉严重，如草街右岸纵向围堰施工中，200.0 m高程道路开挖与178.0m高程边坡开挖同时进行，施工任务空间交错又分属不同的施工单位，既有平面交通的相互干扰又有纵向开挖顺序、落石安全的干扰协调。后期土建具备一定形象面貌后机电、金属结构安装任务参加进来，更加剧了这一问题，以草街1台机组段为例，当土建象形达到158.0 m以后，水轮机埋件安装与土建二期混凝土每周交接工作面1次，同时进出口工作闸门、检修闸门、拦污栅金属结构安装也在进行中，每一个环节要经历不同的专业领域，以上任何一个环节的滞后会带来总体计划的滞后及合同索赔的出现，同时也给安全质量管理工作带来了难度。

3.4 配套设施众多，对管理要求高

航电枢纽项目大规模、高强度、多专业的特点决定建设中很难利用社会资源，自建项目配套设施众多。草街项目为满足施工需求，专门建设了场内交通道路30余km、35 kV变电站2座、砂石加工厂2处、先后建设混凝土拌合楼7座。仅以混凝土生产为例，纵向围堰项目中曾创造单月最大浇筑混凝土方量13万m3的记录，左岸基坑长期维持5万～6万m3/月的高强度浇筑，最小配置的拌合楼为3×1.5 m3自落式楼，理论产量120m3/h，如此强度的生产和生产配套设备很难找到社会资源。为保证如此众多设施、系统的顺畅运转，对建设管理提出了更高的要求。

3.5 合同管理涉及面广，成本控制困难

3.5.1 成本控制受工程变更影响较大

航电枢纽工程在专业上更接近于水利水电项目，招标阶段使用的是初步设计，合同清单及技术条款难以预估到技术设计阶段的各种细节，合同书中有众多与实际情况不符或描述不清的现象，如草街厂房混凝土在合同中仅有13个品种，但在技术设计蓝图中的混凝土品种达到30多种；冲砂闸顶梁在合同中列明为现浇混凝土，设计蓝图中要求采用预应力预制梁，同时工程地质情况变化大，这无疑就增加了工程变更。

3.5.2 成本控制受材料价格的影响较大

规模大，时间跨度长，市场不可预料情况出现的频率加大。如2007年下半年以来全国范围的生产物资价格变幅巨大，调价工作涉及面广，既要考虑品种又要考虑时间段间的差异，给建设成本控制带来意想不到的难度。

4 建设中的体会

4.1 用制度约束项目设计研究工作

从前述可以明确看出，无论出于控制成本的需求或是复杂条件下有序开展建设的需求，准确、提前完成的设计文件对工程建设均有重要的作用。按照我国目前现行的投资体制和水电行业设计阶段划分，初步设计工作均比较粗糙，设计细化工作均在施工图设计阶段进行，难免有众多意想不到的情况出现，如：停工待图、边设计边施工、电子版图指导施工、合同变更频繁等现象，在这种局面下质量保证难度加大，投资控制难度加大。为尽量避免这种情况，草街项目实行了设计图审查制度，根据两年多来的运行发现审查制度虽产生了一定的作用，但受时间的限制，还不能很好的解决这一问题，解决问题的关键还在建设单位、设计单位从制度上约束设计研究工作，在设计合同中对各阶段成果的准确性提出明确的要求，并将之与设计费用相联系，力求招标设计更接近于技术设计。

4.2 加大配套设施投入

航电枢纽项目是一个大型的综合工程，一切工程实体中的进展均来自于多个环节的密切配合，在工程建设中对配套设施应给予高度的关注，尤其是交通道路及混凝土供应项目更有特殊的意义。草街工程场内交通在工程前期多为泥结石路面，使用中频繁修复、泥泞不堪，对工程进展造成极大影响，后期道路全部改为混凝土硬化路面，施工效率得到极大提高。混凝土是航电枢纽工程的重要材料，且具有量大、强度高的特点，能否随时满足一线需求直接关系到进度目标的实现和工程索赔的控制，草街工程在前期虽综合各方意见超额配套了生产系统但在实施中依然有供不应求，甚至出现断料现象。笔者的体会是砂石系统和拌合系统配置能力应考虑0.5的折算系数，如左岸共计配套拌合系统360 m3/h（铭牌产量），月铭牌产量18万m3，实际最大月产量7.5万～8.0万m3；砂石备料量不低于30 d的使用量；在单一品牌水泥供应无法保证需求的地区，拌合系统应优先考虑多系统方案，单体拌合楼应考虑增加使用粉料罐数量以达到灵活调剂各品牌水泥的目的。以上配套设施的投入会增加建设成本控制的压力，但与工期损失及索赔损失比较应是项目建设可以接受的。

4.3 正确认识工程质量的含义，明晰质量进度关系

工程质量不仅包括工程的实体质量，还包括形成实体质量的工作质量。工作质量是指参与工程的建设者为了保证工程实体质量所从事工作的水平和完善程度，包括管理工作质量、技术工作质量和后勤工作质量等。工作质量直接决定了实体质量，工程实体质量的好坏是决策、建设、工程勘察、设计、施工等单位各方面、各环节工作质量的综合反映[4]。从以上说明可以看出，对工程质量的理解应包含以下几点。

4.3.1 充分发挥生产管理人员的作用

结合目前工程质量存在的共性问题分析，实施过程是工程质量控制的重点和难点，而要实现过程控制需改变现在普遍实行的质检即是质量管理的观念。工程建设中普遍实行了三检制、监理制度，建设机构中均建立了质检科室，配备了质检人员，质量管理也弱化为单纯的质检人员和质检机构的责任和行为，而过程控制更多的是在生产过程中，生产管理人员才是落实过程控制的核心，要改善工程质量应从制度上明确生产人员在生产过程的质量责任及质检人员的质量监督、检查责任。

4.3.2 提高施工技术，加强现场管理

建设项目往往工期十分紧迫，正确处理好质量、进度关系非常重要，它们之间的关系应以落实环节为纽带和核心，“良好的工程质量是建立在优良的技术措施和现场管理之上，而好的技术和现场管理又有助于加快进度和节约成本”。换句话说就是质量依赖于好的技术和管理，进度同样依赖于技术和管理，先进科学的技术和管理手段必然会得到质量和进度的双赢，前者是因后者为果。比如：草街船闸项目开始只使用100 t履带吊入仓浇筑混凝土，入仓强度不高，浇筑仓面大，在混凝土初凝前覆盖前层有困难，存在产生施工冷缝的质量隐患。后经过总结分析，增加了设备投入，采用100 t履带吊和反铲溜槽结合的方式，入仓强度加强，施工进度提高，反而降低了施工成本，同时消除了施工冷缝质量隐患，保证了混凝土的质量。

4.4 形成以业主为主体的管理体系

众多建设项目实行监理负责制，监理工程师的职责简称为“三协调两控制[5]”，监理工程师承担极大的责任，直接关系到工程的成败，但对监理工程师从业人员鱼龙混杂、责任难以落实等负面意见不绝于耳，建设管理中对监理工程师的管理成为大家普遍反映的难题，对航电枢纽这类大型工程需要协调和控制的事务庞杂表现更为突出。笔者以为监理工程师从根源上缺少原动力是造成不良反映的根本原因，而这一点很难得到改变，业主是项目建设成败的直接责任者，也是建设成果的直接受益者。结合三峡等项目的管理经验，解决这一问题的出路应为“建立以业主为主体的管理体系”，或者说建立“大业主小监理体系”，强调监理工程师质量监督的责任和权力，弱化在工程过程管理和成本控制方面的责任；结合前述多专业的特点强化业主人员配置，增加业主管理职责。

5 结语

航电枢纽项目建设是一个复杂的系统工程，建设过程千头万绪，只有在配套设施、管理体系、规章制度等方面做到未雨绸缪，才可降低过程中的难度、减少过程中的波折。草街是大型的航电枢纽项目，希望笔者在建设中的实践体会和感想能对类似的水运工程建设起到积极的参考作用。

[1]中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司.重庆市嘉陵江航运开发草街航电枢纽船闸工程工程初步设计[R].2004.Power China Chengdu Engineering Co.,Ltd.Primary design of Chongqing Jialing River shipping development Caojie navigationpower junction lock project[R].2004.

[2] 曹文.桐子壕航电工程施工综述[J].四川水力发电，2002（3）：13-17.CAOWen.Tongzihao navigation-power junction engineering construction[J].SichuanWater Power,2002(3):13-17.

[3] 水利电力部水电建设总局.水利水电工程施工组织设计手册[M].北京：中国水利水电出版社，1990.General Administration ofWater Resources and Hydropower Development of HHPDI.Construction organization design manual of hydraulic and hydroelectric engineering[M].Beijing:ChinaWater Power Press,1990.

[4] 张月娴，田以堂.建设项目业主管理手册[M].北京：中国水利水电出版社，1998.ZHANG Yue-xian,TIAN Yi-tang.Construction project owner managementmanual[M].Beijing:ChinaWater Power Press,1998.

[5]王祖江.三峡二期工程拌和系统制冷系统安装监理[J].人民长江，2002（12）：3-4.WANG Zu-jiang.Supervision of mixing system and refrigerating system installations in the phase IIof the Three Gorges project[J].YangtzeRiver,2002(12):3-4.