格鲁吉亚达瑞阿里水电项目简介

［英国］P.雷诺兹

格鲁吉亚达瑞阿里水电项目简介

［英国］P.雷诺兹

摘要:随着引水隧洞的贯通，格鲁吉亚装机108 MW的达瑞阿里水电站地下工程顺利完工，电站的建成将有助于提高当地电网供电能力和稳定性。对达瑞阿里水电项目进行了简要介绍，重点介绍了工程全新的融资方式及其极富挑战性的引水隧洞的施工情况。

关键词:水电发电工程;工程简介;达瑞阿里水电站;格鲁吉亚

2014年10月，经过3 a的艰苦努力，罗宾斯硬岩盾构机凿通了格鲁吉亚东北部长5 km、直径5.5 m的引水隧洞。在隧洞通过滑坡易发段的复杂地质条件下，项目组在掘进中克服了重重困难，随着隧洞的贯通，工程即将交付使用。

另外，除了TBM掘进机和凿岩台车等开挖设备，市场上辅助系统的开发还包括几种用于出渣的装载机。虽然大型装载机主要用于采矿业，山特威克公司生产的LH204以及阿特拉斯公司生产的ST18和赫格装载机也可用于大型水电项目中的一些地下洞室。

1　概述

达瑞阿里(Dariali)径流式水电站位于格鲁吉亚东北卡兹别吉地区斯特潘茨明达附近的特尔吉(Tergi)河上，靠近俄罗斯边界。电站静水头390 m，设计泄水量30～35 m3/s，电站平均流量约22.5 m3/s，年发电量超过500 GW·h。

达瑞阿里水电站主要建筑物包括:

(1)渠首工程。小型坝(混凝土溢流坝)，水库容量7 000 m3;设计洪水515 m3/s(200 a一遇标准) ;冲沙闸(2×(6.0 m×6.0 m) )，洪水期间也可用作泄洪闸。

(2)水管，长326 m，直径3.6 m，连接沉沙池。

(3)沉沙池，长112 m，宽40 m，深6 m，分两池。

(4)压力管道，长1 758 m，直径3.6 m，连接沉沙池和发电引水隧洞。

(5)引水隧洞，长5 042 m，直径5.5 m，纵比降6.21%，加上进口洞段长度510 m。

(6)调压井，高315 m，直径3.5 m。

(7)钢衬压力井，垂直长度55 m，开挖直径3.5 m，钢衬直径2.9 m。

(8)地下厂房(71 m(长)×13.5 m(宽)×28 m(高) )。

(9)电缆隧道，长510 m，直径5.5 m。

(10)尾水隧洞(5.0 m×5.0 m)和尾水渠(长125 m，底宽5.0 m)。

厂房内安装3台竖轴冲击式水轮机，单机容量36 MW，3台发电机的功率45 MVA。连接地下设施的交通隧洞长330 m(宽5.5 m×高6.0 m)。

早期设计方案采用1.6 km长的引水渠，而不是管道，引水洞较长，尾水洞较短。

电站运行大约需要50名员工，电站寿命约为40 a。

该区域是滑坡易发区，有些滑坡与杰夫多拉基(Devdoraki)冰川活动有关。

2　项目的开展

达瑞阿里水电站是达瑞阿里能源有限公司独立开发的水电项目，由格鲁吉亚私营佩里有限公司、能源有限责任公司、罗宾斯公司和国有格鲁吉亚能源发展基金(GEDF)等4家公司出资建设。

2011年，达瑞阿里能源有限公司与兰德沃克君(Landsvirkjun)电力公司——冰岛兰德沃克君国家电力公司国际咨询部门以及另外一家冰岛公司沃克斯(Verkis)公司签署了协议，开展可行性研究、招标设计，并准备招标文件，2012年提交了咨询报告。

作为合同的一部分，冰岛的公司还与佩里公司签订了分包协议，第比利斯地质工程有限公司和地理有限公司分别进行了现场勘察和地形测量。

达瑞阿里水电站具有相对稳定的发电能力，全年均可发电，但夏季(5～10月)发电量占全年的70%。河水主要来源于雨水、地下水以及冰川、降雪的融水，这导致一年中的中期河水流量大，2月份流量最小。

采用了特尔吉河1928～1940年和1953～1990年两个时段的径流资料，为电厂提供水源的泰瑞河支流主要包括斯诺斯克利(Snostskali)河、贝达热(Baidara)河、姆奈锡(Mnaisi)河、苏阿提斯(Suatisi)河、吉玛拉(Gimara)河、代西卡米(Desikami)河、阿玛利(Amali)河和基斯图拉(Kistura)河。

参照以前在格鲁吉亚开展的可再生能源项目咨询服务，冰岛公司签订了达瑞阿里项目合同，代表联合国开发计划署于2010～2011年间将该项目作为全球能源基金项目进行开发，工作的重点是小水电工程，包括电厂修复及新项目的可行性研究。

2011年，另外两家咨询公司，即伽马(Gamma)和斯塔奇(Stucky)公司，分别对该项目开展了环境和社会影响评价工作，并向开发者提交了报告。

参与项目的其他咨询公司还包括菲德内尔(Fichner)公司和阿勒普(Arup)公司，在2013年，前者提交了技术报告，后者完成了水生生物多样性保护报告。

3　格鲁吉亚境内其他项目的进展

GEDF是达瑞阿里能源有限公司的合作伙伴之一，是政府为出资帮助格鲁吉亚可再生能源领域的开发而设立的。因此，除了达瑞阿里水电项目之外，GEDF还致力于其他项目的开发，如撒布拉瑞(Tsablari)小水电项目。

2013年9月，GEDF聘请兰德沃克君电力公司和沃克斯公司，对西部撒布拉瑞斯拉里(Tsablarislali)河上撒布拉瑞水电项目开展咨询服务。

根据设计，项目包括渠首工程、沉沙池和一条至少5 km长的引水隧洞，预计电厂装机容量15 MW，设计流量约6 m3/s，年发电量约63 GW·h。

兰德沃克君电力公司和沃克斯公司已正在对格鲁吉亚西南马查克赫拉(Machakhela)河进行小水电项目规划，装机约20～25MW，每个项目均包括取水建筑物、混凝土坝、引水隧洞和泄流量约20 m3/s的地面厂房(安装一对混流式机组)。

4　达瑞阿里水电项目的资金筹措

2014年末，欧洲复兴发展银行(EBRD)宣布为开发达瑞阿里项目联合贷款8 000万美元，并指出达瑞阿里是格鲁吉亚少数几个待开发的私营水电站。

EBRD认为格鲁吉亚的水电资源和电力需求集中在两个不同的区域，2/3的水电资源分布在西北地区，而2/3的电力需求则集中在东部地区。因此，在用电高峰期电网会出现稳定性问题。

达瑞阿里电站位于格鲁吉亚东部，除发电效益外其建成还将有助于提高电网输电的稳定性。

在格鲁吉亚能源领域，达瑞阿里是第一个以融资方式开发的项目，也是第一个成功引入公私合作模式的项目。

达瑞阿里能源公司表示，该项目采用了一种全新的融资方式，为其他项目开发者起到了良好的示范作用。项目为格鲁吉亚第一个无碳排放能源项目，为了达到无碳排放目标，造林绿化被作为该项目的一部分进行投资。

以EBRD为首的贷款计划由银行间分担，EBRD提供4 000万美元贷款，另外一半则来自荷兰发展银行(3 000万美元)和当地东南欧绿色成长基金(1 000万美元)，这些贷款将全部用于项目的开发和运行。

2014年5月份，投资计划获得批准; 8月份，签订贷款合同; 11月份，在TBM掘进完成不久，宣布投资安排。

2014年11月，EBRD电力和能源负责人在宣布该项投资计划时称，这项投资显示了EBRD为改善格鲁吉亚能源安全并减小气候变化带来的影响而在可再生能源领域投资的决心。

在该项目之前，EBRD对黑海输电线提供了资金支持，黑海输电线的作用是将达瑞阿里水电站和格鲁吉亚电力系统相连接。

EBRD高加索、摩尔多瓦和白俄罗斯地区的负责人包瓦纳瑞补充道，达瑞阿里项目不仅有助于加强国家的能源安全，也有利于加强地区的能源安全。

5　引水隧洞

引水隧洞距第比利斯约160 km，海拔超过1 700 m，一年中多数时间白雪覆盖，冬季山区的温度远低于零度，寒风到来时气温更低。春季来临时冰雪融化，在接下来的几个月里，大部分地区或附近地区偶尔会发生滑坡。

TBM主机分成几部分存储在美国新墨西哥州，一些主要的部件(变速箱、发动机和离合器)在此进行重新组装，新墨西哥州炎热干燥的气候非常适宜于钢结构的TBM机的保存，2011年8月运抵偏远的工地投入使用。

这台TBM机最初是为另外一座水电站，即20世纪80年代末意大利沃马诺(Vomano)水电站制造的。根据欧洲协议，沃马诺水电站使用后进行了首次大修，随后又用于芝加哥79街区隧道工程。

TBM主件运达格鲁吉亚波蒂港后，先在波蒂的车间进行了维修，然后装上卡车沿着狭窄崎岖的山路，再经过乡间土路运抵工地，在工地现场装配。

罗宾斯公司发言人称，掘进机的直径和用于芝加哥隧道的掘进机的直径相同，但是所有的部件都翻修一新。

佩里公司将承担隧洞掘进工作，为TBM掘进做准备的现场开挖与平整工作已展开。2012年2月，TBM开始投入使用，弃土弃渣通过传送系统运出。到了4月，盾构机已掘进了300 m，穿过了板岩、砂岩、石灰岩和白垩土地层，前方还可能遇到软弱带和断层带，隧洞掘进会更具挑战性。

隧洞围岩的地质条件非常复杂，裂隙岩体和断层带的存在滞缓了工程进度。

2013年末，隧洞围岩地质条件变得极为复杂，洞顶开始塌落，尽管在断层带大量使用洞顶支护措施，仍有一些岩块掉落。随后，采用了钢支撑结构和挂网加固措施，保证了洞顶的稳定性。

当隧洞即将穿过地质条件极其复杂的地段时，又遭遇了滑坡，最严重的一次发生在2014年8月，滑坡堵塞了通往隧洞出口的施工道路，也堵塞了公路主干道，处理滑坡花费了数周时间。然而历经艰难险阻，2014年10月23日TBM最终完成了掘进，隧洞顺利贯通。

(孟令钦马贵生编译)

收稿日期:2015-08-11

文章编号:1006-0081(2015) 10-0015-03

中图法分类号:TV747

文献标志码:A