(廣東省飛來(lái)峽水利樞紐管理處 511825)

1 工程簡(jiǎn)介

飛來(lái)峽水利樞紐是廣東省建設(shè)規(guī)模最大的綜合性水利工程，位于北江中游清遠(yuǎn)市境內(nèi)，捍衛(wèi)廣州及珠三角地區(qū)2000多萬(wàn)人口及兩萬(wàn)多億產(chǎn)值的安全。主壩長(zhǎng)2358m，最大壩高53m，總庫(kù)容19億m3，最大泄洪量每秒28700m3，總裝機(jī)容量14萬(wàn)kW，船閘可通過(guò)500t級(jí)組合船隊(duì)，總投資52.9億元。工程由工程建設(shè)總指揮部和廣東省飛來(lái)峽水利樞紐管理處(曾名為建設(shè)管理局、管理局)主持建設(shè)，設(shè)計(jì)單位為水利部珠江水利委員會(huì)勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，監(jiān)理單位為廣東省水電設(shè)計(jì)院，由廣東水電二局股份有限公司、廣東省水利水電第三工程局、廣東省源天工程公司等單位施工。

樞紐由溢流壩、土壩、船閘、電站廠房、副壩等建筑物組成，附屬工程設(shè)施包括社崗防護(hù)工程、大壩安全監(jiān)測(cè)工程、樞紐水情遙測(cè)預(yù)報(bào)調(diào)度系統(tǒng)工程、輸電線路工程、防洪及電力通信工程等內(nèi)容。樞紐工程規(guī)模宏大，工程量巨大見(jiàn)下表。

飛來(lái)峽水利樞紐工程量表

工程于1994年10月18日開(kāi)工建設(shè)，1999年10月18日建成運(yùn)行，工程建設(shè)歷時(shí)五年，工程于2000年7月通過(guò)竣工初步驗(yàn)收，于2010年5月通過(guò)竣工驗(yàn)收。

2 工程科技創(chuàng)新與新技術(shù)應(yīng)用

2.1 工程設(shè)計(jì)創(chuàng)新

科學(xué)合理的設(shè)計(jì)是工程建設(shè)能否成功的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)單位在本項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行了大量的創(chuàng)新與優(yōu)化，成效顯著。

a.結(jié)合北江的梯級(jí)開(kāi)發(fā)，選擇控制上中游洪水最有利的河段、修建低水頭大型的河道型水庫(kù)調(diào)蓄洪水，形成堤庫(kù)結(jié)合的防洪體系。提高下游廣州地區(qū)和珠江三角洲的防洪能力，達(dá)到防御300年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)。水庫(kù)運(yùn)行調(diào)度方式的設(shè)計(jì)，兼顧了防洪、航運(yùn)和發(fā)電的要求，協(xié)調(diào)了上游淹沒(méi)和下游防洪、排澇之間的矛盾。

b.采用扇型分流墩群的透水堤頭形式設(shè)計(jì)，結(jié)合溢流壩閘門(mén)同步均勻開(kāi)啟和電廠燈泡機(jī)組允許不帶負(fù)荷過(guò)流等，運(yùn)行調(diào)度有效地改善了電廠尾水和下游航道口門(mén)區(qū)的水流條件及泥沙運(yùn)動(dòng)流程形態(tài)。

c.針對(duì)高淹沒(méi)度、面流消能、泄洪調(diào)度頻繁等工作條件，通過(guò)優(yōu)化溢流壩體型和改善閘門(mén)底緣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，改變了閘下水流的流態(tài)。

d.施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)，較好地解決了在大流量、深覆蓋層中修建土石圍堰的有關(guān)技術(shù)問(wèn)題，尤其是圍堰防沖的設(shè)計(jì)和施工通航設(shè)計(jì)有其特色、效果顯著。高噴板防滲體系是成功的，保證了工程安全施工，而且速度快、成本低。

e.在燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組的招標(biāo)設(shè)計(jì)中，根據(jù)國(guó)際招標(biāo)的新情況對(duì)機(jī)組臺(tái)數(shù)及參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。最終推薦選用4臺(tái)燈泡貫流式機(jī)組(進(jìn)口)方案，比初設(shè)方案年發(fā)電量增加1600萬(wàn)kW·h(模型驗(yàn)收值)，參數(shù)達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平，為業(yè)主贏得了性能價(jià)格比優(yōu)越的機(jī)組，效益顯著。為防止汛期電站尾水泥沙回淤，首次在大型燈泡貫流式機(jī)組，利用貫流式水輪機(jī)的飛逸特性在超低水頭下過(guò)流泄水。

f.采用計(jì)算機(jī)綜合自動(dòng)化設(shè)計(jì)，對(duì)電站運(yùn)行調(diào)度，水情遙測(cè)及水庫(kù)防洪調(diào)度、溢流壩泄水閘及船閘控制均全面實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，并達(dá)到了國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。

2.2 工程施工技術(shù)創(chuàng)新與新技術(shù)應(yīng)用

2.2.1 創(chuàng)新攔河大壩新壩型

在主河床深覆蓋沙礫層上填筑永久土壩難度大，處理技術(shù)復(fù)雜。樞紐主河床土壩采用吹砂回填擋水土壩新結(jié)構(gòu)，即在14.0m高程以下采用吹砂回填加密筑土壩，14.0m高程以上采用常規(guī)粘土壩。本工程采用分層回填沙料，大功率機(jī)械振沖加密處理方法，解決了該技術(shù)難題。在國(guó)內(nèi)首次運(yùn)用吹填砂振沖筑壩新技術(shù)，使填充壩體相對(duì)密度達(dá)到0.7以上。避免了大范圍開(kāi)挖處理，縮短了工期，節(jié)約了投資。

2.2.2 科學(xué)解決施工期通航問(wèn)題

原計(jì)劃截流及河床段土壩施工工期為8個(gè)月，該方案對(duì)北江航運(yùn)影響巨大。建設(shè)單位充分利用樞紐閘孔堰面高程與河床高程基本一致的有利條件，通過(guò)多方面的對(duì)比分析研究和模型試驗(yàn)，截流期間工程成功應(yīng)用了溢流壩閘孔臨時(shí)通航方案，確保了截流到下閘蓄水期間北江航運(yùn)不斷航，節(jié)省了工程投資，最大限度地減少了工程施工對(duì)北江航運(yùn)的影響，獲得了廣泛好評(píng)。

2.2.3 摻硅粉防沖高強(qiáng)混凝土技術(shù)的應(yīng)用

由于樞紐位于北江干流中下游段，洪水期水流中含有較多的河床推移質(zhì)，溢流壩泄洪時(shí)水流流速大，存在泄水建筑物沖刷和沖磨問(wèn)題。在樞紐的溢流面及船閘輸水廊道等水流沖刷部位，采用外摻15%NSF硅粉劑抗沖磨混凝土技術(shù)。經(jīng)運(yùn)行后歷年水下拍攝檢查，溢流面未發(fā)現(xiàn)沖刷脫落現(xiàn)象，運(yùn)行穩(wěn)定。

2.2.4 外摻Mg0混凝土防裂技術(shù)的應(yīng)用

樞紐工程混凝土設(shè)計(jì)方量達(dá)108.8萬(wàn)m3，且主要為大體積混凝土。為解決夏季施工的溫控防裂問(wèn)題，簡(jiǎn)化溫控設(shè)施，加快工程進(jìn)度，樞紐采用外摻MgO微膨脹混凝土技術(shù)，解決了大體積混凝土高溫季節(jié)施工的防裂問(wèn)題。

2.2.5 燈泡貫流式機(jī)組安裝新技術(shù)

優(yōu)化機(jī)組施工組織設(shè)計(jì)，采用管型座整體吊裝、空中翻身等先進(jìn)工藝，飛來(lái)峽水電站4臺(tái)單機(jī)35MW燈泡貫流式機(jī)組的安裝和投入運(yùn)行，僅僅用了13個(gè)月的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了快速高效的要求，確保了提前發(fā)電。

2.3 工程建設(shè)與管理創(chuàng)新

2.3.1 “建管合一”模式的成功實(shí)踐

1996年4月，經(jīng)省編制委員會(huì)批準(zhǔn)成立了廣東省飛來(lái)峽水利樞紐建設(shè)管理局，作為項(xiàng)目法人負(fù)責(zé)工程的建設(shè)和管理，即采用“建管合一”的模式。

建設(shè)管理推行“項(xiàng)目法人制”，采用“建管合一”的模式，使建設(shè)管理單位充分考慮運(yùn)行管理的需要，又使運(yùn)行人員提前介入工程建設(shè)過(guò)程，在廣東省水利工程建設(shè)中尚屬首例，改變了過(guò)去水利建設(shè)項(xiàng)目由建設(shè)和管理兩個(gè)獨(dú)立行為主體組成、建管脫節(jié)的狀況，改變了過(guò)去水利建設(shè)“重建輕管”的現(xiàn)象，對(duì)發(fā)揮樞紐的最大效益起到了重要作用。

2.3.2 水庫(kù)移民安置的探索與實(shí)踐

在現(xiàn)代水利工程，特別是水庫(kù)工程的建設(shè)中，移民安置往往關(guān)系到工程成敗，而水庫(kù)移民安置的關(guān)鍵是采用什么樣的移民安置模式以及如何對(duì)移民安置工作進(jìn)行管理。省委、省政府非常重視飛來(lái)峽水利樞紐的移民工作，明確指示要使移民“搬得出、穩(wěn)得住、富得起”。飛來(lái)峽水利樞紐從實(shí)際出發(fā)，積極探索并提出了以城鎮(zhèn)為依托、集中就近建鎮(zhèn)為主的水庫(kù)移民安置新模式和采用移民監(jiān)理對(duì)移民安置工作進(jìn)行管理的新機(jī)制，取得顯著成效。

2.3.3 運(yùn)用系統(tǒng)工程理論，建成了自動(dòng)化綜合集成管理系統(tǒng)

飛來(lái)峽水利樞紐針對(duì)開(kāi)發(fā)目標(biāo)多、信息量大而復(fù)雜的實(shí)際，從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，將樞紐自動(dòng)化系統(tǒng)分成11個(gè)子系統(tǒng)，然后采用集成技術(shù)，將各子系統(tǒng)整合，形成飛來(lái)峽水利樞紐集成管理系統(tǒng)［FLX－CIMS］，以實(shí)現(xiàn)防洪、通航、發(fā)電和水資源利用等數(shù)據(jù)和信息共享，為樞紐工程的運(yùn)行和管理決策提供支持。

2.4 工程建設(shè)科技成果成效顯著

樞紐工程建設(shè)各方開(kāi)展了大量的科學(xué)技術(shù)研究與實(shí)踐工作，形成了具有重大科研與實(shí)踐價(jià)值的科研成果，樞紐關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)踐成果于2004年4月5日通過(guò)廣東省科學(xué)技術(shù)廳組織的科技成果鑒定，經(jīng)5位院士領(lǐng)銜的專家委員會(huì)鑒定，本項(xiàng)目總體上達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，其中，采用低水頭河道型水庫(kù)堤庫(kù)結(jié)合承擔(dān)重大防洪任務(wù)的研究與應(yīng)用，以及吹填砂振沖筑壩新技術(shù)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。該成果獲得2004年度廣東省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

3 工程建設(shè)與運(yùn)行管理成效

3.1 工程質(zhì)量與安全

a.建筑物施工質(zhì)量?jī)?yōu)良，內(nèi)外裝修精美。水下33m處基礎(chǔ)廊道干燥潔凈，防滲效果優(yōu)良;21m高閘墻垂直平順，誤差16mm，小于20mm規(guī)范值;土壩平均壓實(shí)度97.5%，優(yōu)于設(shè)計(jì)要求97%;護(hù)坡平整美觀;輔助設(shè)備安裝規(guī)范，管線布置整齊流暢。經(jīng)竣工驗(yàn)收鑒定，樞紐12個(gè)單位工程中包括4個(gè)主要單位工程在內(nèi)的11個(gè)單位工程為優(yōu)良，優(yōu)良率91.7%，外觀質(zhì)量平均得分率91.17%，樞紐整體質(zhì)量?jī)?yōu)良。

b.運(yùn)行10多年來(lái)，樞紐主體建筑安全、穩(wěn)定、可靠，經(jīng)監(jiān)測(cè)580m長(zhǎng)混凝土壩，上下游位移量3mm;1778m長(zhǎng)主土壩，上下游位移量16mm。測(cè)量極值波動(dòng)范圍正常，未出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的變形趨勢(shì)。

c.機(jī)組連續(xù)安全運(yùn)行4000多天，平均效率大于93%，較同類機(jī)組高3.5%，達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。

3.2 工程“四節(jié)一環(huán)?！贝胧┏尚э@著

工程采用大面積天井、太陽(yáng)能、利用粉煤灰減少水泥用量等節(jié)能節(jié)材措施，“四節(jié)一環(huán)?！贝胧┏尚э@著，樞紐綠化率高，壩區(qū)綠樹(shù)成蔭，環(huán)境優(yōu)美。

a.本工程從總體布置設(shè)計(jì)、壩型選擇、移民征地、施工管理等各個(gè)方面，十分注重節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材的要求。工程建設(shè)伊始便注意環(huán)境保護(hù)，各類邊坡開(kāi)挖采取了噴錨、植草皮等防護(hù)手段，防止水土流失，建設(shè)花園式施工駐地，并進(jìn)行灑水防塵，盡量保證施工現(xiàn)場(chǎng)不揚(yáng)塵、不流土。施工中修建了攔渣壩、集油池、生活和生產(chǎn)廢水處理等環(huán)保設(shè)施，主體工程完工后，建設(shè)了具有130多種樹(shù)種的園林綠化工程。

b.在施工技術(shù)上，努力創(chuàng)新技術(shù)與新工藝的應(yīng)用，如，采用混凝土外摻MgO與粉煤灰，節(jié)約了常規(guī)溫控措施材料的投入與水泥用量;采用太陽(yáng)能技術(shù)節(jié)約能源等。

c.樞紐工程于2000年通過(guò)了國(guó)家環(huán)?？偩纸M織的環(huán)境保護(hù)專項(xiàng)驗(yàn)收。樞紐景區(qū)是首批國(guó)家水利風(fēng)景區(qū)，2007年獲評(píng)“國(guó)家AAAA級(jí)旅游景區(qū)”。

3.3 工程效益顯著

樞紐建成試運(yùn)行以來(lái)，樞紐全面發(fā)揮防洪、航運(yùn)、發(fā)電、水資源調(diào)配及生態(tài)環(huán)境保護(hù)等效益，社會(huì)政治影響良好，社會(huì)效益顯著。防洪方面，樞紐建成標(biāo)志著北江中下游防洪工程體系正式形成，提高了廣州、佛山、清遠(yuǎn)等珠三角城市的防洪標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到防洪北江300年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，減少了洪災(zāi)威脅。樞紐自試運(yùn)行至2010年底，成功調(diào)度洪峰流量4000m3/s以上洪水57場(chǎng)，其中2006年7月經(jīng)歷了50年一遇洪水考驗(yàn)，最大入庫(kù)洪峰流量17500m3/s。此外，樞紐為保障珠海澳門(mén)供水安全應(yīng)急調(diào)水19次，總放水量44.3億m3。航運(yùn)方面，從船閘通航至2010年底，累計(jì)通航量7152萬(wàn)t。發(fā)電方面，樞紐電站機(jī)組投入運(yùn)行至2010年底累計(jì)發(fā)電量55.87億kW·h，累計(jì)含稅收入26.3億元。

4 結(jié)語(yǔ)

樞紐工程在水利部和廣東省水利廳的領(lǐng)導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)廣大建設(shè)者的共同努力，實(shí)現(xiàn)了廣東省委省政府提出的“六年工期，五年完成，全優(yōu)工程，把飛來(lái)峽建設(shè)成為具有現(xiàn)代水平的水利樞紐”的總目標(biāo)。飛來(lái)峽水利樞紐的建成，是廣東水利史上的一個(gè)里程碑，是廣東省“九五”期間水利建設(shè)重要成果，工程獲得了2010年中國(guó)水利優(yōu)質(zhì)工程大禹獎(jiǎng)。