浅述西藏水电工程开发与建设实施规划的特点

王德勇

(西藏开投金桥水电开发有限公司，西藏嘉黎852400)

1 西藏电力需求与经济发展

党的十八大以来，西藏经济社会发展取得很好的瞩目成就，经济增速多年保持10%以上，展现出美好的发展前景。随着西藏经济的高速发展，全区用电需求连年增长，据相关统计表明西藏经济增长对电力需求水平高于全国平均水平，且西藏人均发电装机容量、人均用电量分别低于全国人均水平，西藏电力供应主要是水电，电力供应不足是长期制约西藏地区经济社会发展的重大瓶颈。西藏地区生态比较脆弱，环境保护与协调发展是确保西藏可持续发展的根本性基础，不合理的电力供需会导致生态环境恶化，使得对清洁电力能源的需求日益突出，西藏能源资源构成和特点决定了未来的电力建设以水电为主。

2 清洁能源水电的西藏开发前景

水电运用江河水体天然蕴藏的动势能发电，水能在转换为电能的过程中不发生化学变化，不排出有害物质，对空气和水体本身不产生污染，是一种取之不尽、用之不竭的天然循环清洁能源。水电具有发电成本低、高效灵活的优点，同时还可以与防洪、旅游、灌溉、环保等多方面组成水资源综合利用体系，可实现生态效益、经济效益和社会效益的统筹兼顾。西藏拥有丰富的水电资源，据统计水能资源理论蕴藏量为2.1亿kW，约占全国的29%，技术可开发量在1.4亿kW，约占全国的24.5%，均居全国首位。是全国乃至全世界少有的水电资源集中地区，目前西藏水电开发装机量176.9万kW，仅为其技术可开发量的1.3%左右，开发潜力巨大。发展西藏水电资源，不仅解决了地区经济发展的电力能源问题，同时也能很好的带动地区经济，还可作为我国“西电东送”接续基地和清洁能源基地。西藏毗邻“一带一路”战略带，具有独特的国际地缘优势，随着国家发展战略的逐步实施，除满足区内电力供应外，更将实现电力能源国外输送，因此西藏地区生态环保的水电开发已成趋势。

3 西藏地区水电开发建设实施规划的特点

西藏位于有“世界屋脊”之称的青藏高原，由于地形、地貌和大气环流的影响，具有高寒缺氧、气候多变、地势高峻、地质复杂的特殊自然地理条件，必然造成西藏水电开发与内地相比有较多不同的特点，这些特点将直接影响西藏地区水电项目的开发决策和建设规划与设计参数指标的选择，同时对西藏地区水电项目建设管理难易程度、建设期长短、建设投资成本高低等也都会产生较大的影响。

3.1 西藏地质气候等特点与建设设计规划

西藏高原是世界上地质历史最年轻的高原，受喜马拉雅山造山运动的影响，地质运动活跃、地质构造复杂、地应力不稳定或地应力稳定平衡期较短，使得西藏境内的工程地质问题比较复杂，在西藏水电开发规划与设计中，应尽可能减少施工对地质的扰动，减少高边坡开挖和大型地下开挖的可能，必须进行高边坡和大型地下开挖时，与内地水电工程相比要增大地勘工作量和分析研究工作。因此，由于西藏地区所具有的地质地理气候等特殊特点，在水电设计时对内地的习惯通用作法要经分析采用，对于内地未采用过的新结构、新技术、新工艺，在西藏地区更要慎重选用。工程设计对缩短建设工期、投资造价、风险效益起着首要的关键作用；同时合理优化设计方案是节约投资、控制投资、加快进度的重要手段。如西藏那曲地区金桥水电站根据首部枢纽工程的实际特点、进度要求等，通过详细具体的分析进行合理优化，优化后的节约投资情况：一期导流为800万元、泄洪闸下游海漫防冲墙为89万元、坝基振冲碎石桩为694万元、泄洪闸下游海漫为58.2万元、二期围堰高喷防渗墙为556万元、坝基置换层为57.13万元，以上设计优化节约投资共计2 254.33万元，同时对缩短工期和加快建设进度起到了良好的积极作用。

3.2 西藏高寒缺氧等气候特点与建设实施规划

西藏多地多年平均气温4.8 ℃，极端最高气温26.5 ℃，极端最低气温-22.61 ℃。日温差大，最大可达40 ℃。西藏干季和雨季的分别非常明显，可针对性地做好水电项目进度安排与防洪度汛工作，一般每年10月至翌年4月为干季；5月～9月为雨季或汛期，雨季雨量一般占全年降水量的90%左右。土石方工程施工由于寒冷天气会造成施工机械设备故障率上升和生产效率降低，土石方开挖有利时段一般为每年3月～11月、土石填筑一般为每年4月～11月、地下工程施工受气候条件的影响较小。每年4月～10月一般是进行混凝土施工的最佳时段，每年12月至翌年2月多数海拔3 500 m左右地区原则上不进行冬季混凝土施工，影响关键进度的施工部位必须进行混凝土浇筑时，需按照冬季混凝土施工要求进行施工，但会造成施工措施成本大、施工生产效率低等情况。西藏日温差大、蒸发量大、冬季时间长、年冻融循环次数多，这些气候条件使混凝土的抗冻性、抗裂性、密实性等耐久指标有较高的要求。

西藏地区随着海拔增高、气压降低、空气密度减小，每立方米空气中的氧气含量逐渐递减，海拔3 000 m约为内地氧气含量的69%～73%，海拔4 000 m 约为62%～65.4%，海拔5 000 m约为59%，海拔6 000 m约为52%。随着海拔增高人的心脏负荷增加、心速变快、体力耐力下降，在海拔3 000～5 000 m高原人工效率相当于内地人工效率的83%～74%，以海拔3 000 m为标准，海拔每增高500 m人工效率依次递减约3.5%～3%。高原人工效率通常是夏季稍高、冬季略低，技术工种稍高、体力工种略低。

由于缺氧而使许多以燃油为动力的施工机械在使用时油料无法充分燃烧而出力大幅度降低，在海拔3 000～5 000 m地区机械使用效率相当于内地机械使用效率的69%～57%，以海拔3 000 m为标准，海拔每增高500 m机械效率依次递减约5%～3.5%；高原机械效率通常是夏季稍高，冬季略低；电动设备效率高与内地相比效率基本不变，内燃机动力及空压机设备效率较低。高原地区海拔高、气压低、空气密度减少，使柴油机燃烧恶化，功率扭矩下降、耗油量增加、温度升高，但采用涡轮增压的机械设备情况会有所改善。在西藏高原高寒气候条件下使用的各类施工机械的钢材部件等在较低温度环境中脆性增加、强度下降，施工中容易出现冷脆断裂等现象；受负荷较大的钢铁部件、斗牙履带等易耗部件的强度、抗磨性、耐久性都有明显下降。同时柴油发动机等关键部位的老化磨损速度也比内地快，密封、管路等部件耐久性也下降，容易产生故障维护维修费用增加，使用寿命明显降低折旧费用加速，造成建设施工成本提高。高原气候条件下应选择使用适应性较强、零配件相对通用的机械设备，部分进口机械设备因配件价格高导致备用量少以及配件供应周期长易影响使用率。因此在西藏地区建设施工规划配置施工机械设备数量时，应充分考虑足够的富余额度，将机械设备的完好率、利用率系数适当降低，合理增加维护保养及维修时间。若区内有多个工程项目时，根据施工特点及机械特性，机械设备规划配置时尽量将品牌规格型号统一，通过区域内机械零配件备用数量及品种多的优势互用调配、及时维修、批量采运降低零配件供应成本、减少零配件采购时间、减少机械待修时间等措施，提高高原施工机械使用效率。

柴油发电机组在西藏高寒缺氧条件下，出力较差时只能达到额定出力标准的50%左右，由于高原柴油发电成本高、能效低，从建设进度效率与投资成本的角度，西藏水电建设规划中应优先考虑解决施工电源。根据西藏那曲地区金桥水电站输电线路施工电源尚未形成的短期柴油发电施工统计数据来看，柴油发电成本为3.3～3.5 元/(kW·h)，输电线路用电成本仅为柴油发电成本22%～24%，如经过骨料破碎筛分、拌制、浇筑各工序混凝土的柴油发电成本为33～39 元/m3。金桥水电站110 kV输电线路建设难度为国内少见，建设单位为尽快解决输电线路施工电源的问题，有预见性地及时充分的完成相关输电线路地质勘察与设计工作，为输电线路现场开展实施创造了及时必要的工作基础，同时采取各种有效措施克服地形地质复杂、山高陡峭、雨雪寒冷、材料运输路线较长等实际困难，较好实现输电线路施工电源的建成，有效提高主体工程建设进度效率与降低施工用电成本，为现实电站主体工程建设目标奠定良好的基础。

3.3 西藏运输条件与建设设计规划

西藏地区面积122多万km2，约占中国陆地总面积的1/8，由于幅员辽阔、运输距离长、运输沿线道路及地质条件情况复杂、气候恶劣多变、环境艰苦等因素，交通运输问题是西藏水电开发必须首先面对的难题。西藏高原多数地区交通不便、人口少、经济相对落后，当地可利用的施工资源较少，使水电工程建设所需的劳动力资源、物资材料、设备配件进场供应都较为困难，物资设备材料基本均需通过公路外部运入，规划设计中应具体分析各类资源计划数量、运输储备、进度强度等因素。同时，在满足水电建设工程进度、质量、投资的前提下，建设设计工作应考虑高原人工成本及进出场成本高、西藏公路运输影响因素多、西藏多数水电项目地处偏远零星专业施工进场及时性差、施工工序衔接易受影响等特点，应合理优化降低不必要的多样性工程材料以降低采购运输难度、合理优化减少人工密集型施工工序设计内容、合理减少复杂工序降低施工难度、合理利用当地材料资源降低外部材料运输量等。从工程规划设计工作中合理降低因运输条件、地处偏远等特点对西藏水电项目建设实施的影响。可通过互用建设工地现场已有的施工资源，提高相应利用率并降低运输风险及成本。金桥水电站经建设单位主张协调，通过确定统一合理的施工单位之间互用台时费用，避免了机械设备闲置折旧租赁等费用固定发生且不创造经济效益的现象，既满足施工需要及时性也总体上减少机械设备进入场费用，可降低机械使用成本，提高机械利用率、机械经济效益。劳动力资源、材料配件、专业施工等也可采用类似建设管理方法。

西藏水电工程施工材料均需公路运入工地且水电工程建设本身所需材料量多，须根据实际路况尽量选择载质量大的运输车辆降低运输成本，但西藏公路运距长、路状及天气多变，同时必须重点考虑瓶颈路段的影响。另外冬雨季中的恶劣天气以及道路塌方、洪水、泥石流等自然灾害发生概率会有所增加，为减少冬雨季可能发生的恶劣天气自然灾害对物资运输、工程建设进度等产生的不利影响，工地现场应具有至少15 d以上主材储备量。金桥水电站水泥运输路线为青海格尔木市至西藏那曲金桥水电站现场，运输路线总里程1 146 km，途经海拔5 231 m唐古拉山口，由于S305省道嘉忠公路里程内弯道、坡道、窄道等较多，六轴以上车辆不易通行，特别是有些路段弯道处六轴以上车辆极难通行，因此在运输车辆型式吨位选择上，根据实际路况、运输成本等因素综合分析后，采用六轴车辆进行水泥运输。另外金桥水电站首部枢纽大坝施工区混凝土总量13万m3，浇筑高峰强度1.5万m3/月，配置总储量1 900 t水泥储罐，基本能够保障水泥运输不利影响时段施工进度的需求。

3.4 西藏地区特点与建设招标

国内水电项目采用招标控制价为起拦标作用的预测价格，由于水电项目行业本身就存在的非常复杂、建设工期长、建设条件艰苦等特点，加之西藏的特殊地理环境、经济相对落后、环境条件差，根据有关数据表明西藏水电站每千瓦造价平均成本在1.9万元以上，为提高建设管理效率、减少实施过程中建设管理难度与管理投入，并增强内地水电施工类、设备类、咨询类等企业对西藏水电建设领域的注重和信心，招标控制价的合理性显得尤为重要，建设规划、招标控制价编制等工作须对筹建招标水电项目的有关特点仔细研究分析，需充分考虑西藏地区生态环保条件、生活生产物价水平、劳动资源及管理人员工资水平、高原气候条件、当地可利用资源条件、工程地质条件、运输条件、艰苦程度等，保证高原水电项目能够在有序高效的状态下顺利建成。

3.5 西藏社会特点与人员劳动力资源

由于西藏的特殊地理环境、经济相对落后和水电建设较为艰苦的情况，能够引进具有良好适应能力的管理人员存在不同程度的现实困难，应通过合理提高薪资福利、注重个人发展、创建良好工作氛围以及建立健全绩效考核、激励等制度，满足水电开发建设项目的需要。另外由于农民工工资矛盾纠纷涉及西藏社会维护稳定工作，各级政府部门也都非常重视，西藏水电参建单位都必须增强政治大局意识、责任忧患意识，对存在的不稳定因素采取有力措施，须建立健全管理机构、职责责任、足额预留农民工工资、发放公示、建立农民工管理信息台账等有效管理机制，在确保维护水电项目广大农民工合法权益的工作中，也同时维护了水电项目参建单位自身合法权益，有效防止恶意讨薪、专业讨薪不良现象的出现，维护良好稳定的工程建设氛围，以确保工程建设顺利实施。另外为带动水电项目建设所在地经济、响应扶贫政策号召，西藏多数水电建设项目有积极的当地群众参加如土石方运输等施工工作，在建设过程需充分考虑合理有效措施保障各方权益，切实确保当地群众参与建设积极性与建设进度成本的有机结合。

3.6 西藏地区特点与建设期管理相应措施

由于西藏的地区特点、具有良好专业能力人员引进等问题，会直接影响西藏地区水电开发建设管理工作的效率性、规范性，可通过具有良好专业经验跟踪审计咨询单位协助水电建设管理。金桥水电站通过建设期跟踪审计、专项审计及咨询工作，以促进和提高各参建单位、各专业规范管理、过程控制、风险控制的能力，努力使建设管理形成更好的规范高效水平。另可通过设立目标节点考核奖罚，以鼓励提高各参建单位在工程建设过程中的积极主动性，加快工程建设效力。

3.7 西藏生态环境保护与水电建设开发

西藏是我国生态和环境保护最好的地区之一，同时西藏生态环境比较脆弱，在水电开发建设从规划决策、设计招标、建设实施等各环节始终都必须重视环境保护，将环境保护与水电建设开发有机结合落实在各工作环节过程中，树立生态文明建设的政治责任，牢固树立绿色发展理念，环境保护与协调发展是确保西藏经济和水电开发可持续发展的根本性基础。

4 结 语

随着我国“一带一路”发展战略和能源发展战略的实施和西藏经济的快速发展，西藏具有独特的地缘优势、丰富的水电资源，西藏清洁能源的水电开发已成趋势，当代水电建设者必将面对适应西藏特殊的地理气候特点，开拓创新奋力开辟建藏兴藏之路，为共同谱写伟大中国梦的瑰丽西藏篇章贡献应有的才智和力量。