飞来峡水利枢纽工程建设管理实践与创新

(广东省飞来峡水利枢纽管理处 511825)

1 工程简介

飞来峡水利枢纽是广东省建设规模最大的综合性水利工程，位于北江中游清远市境内，捍卫广州及珠三角地区2000多万人口及两万多亿产值的安全。主坝长2358m，最大坝高53m，总库容19亿m3，最大泄洪量每秒28700m3，总装机容量14万kW，船闸可通过500t级组合船队，总投资52.9亿元。工程由工程建设总指挥部和广东省飞来峡水利枢纽管理处(曾名为建设管理局、管理局)主持建设，设计单位为水利部珠江水利委员会勘测设计研究院，监理单位为广东省水电设计院，由广东水电二局股份有限公司、广东省水利水电第三工程局、广东省源天工程公司等单位施工。

枢纽由溢流坝、土坝、船闸、电站厂房、副坝等建筑物组成，附属工程设施包括社岗防护工程、大坝安全监测工程、枢纽水情遥测预报调度系统工程、输电线路工程、防洪及电力通信工程等内容。枢纽工程规模宏大，工程量巨大见下表。

飞来峡水利枢纽工程量表

工程于1994年10月18日开工建设，1999年10月18日建成运行，工程建设历时五年，工程于2000年7月通过竣工初步验收，于2010年5月通过竣工验收。

2 工程科技创新与新技术应用

2.1 工程设计创新

科学合理的设计是工程建设能否成功的基础，设计单位在本项目设计过程中进行了大量的创新与优化，成效显著。

a.结合北江的梯级开发，选择控制上中游洪水最有利的河段、修建低水头大型的河道型水库调蓄洪水，形成堤库结合的防洪体系。提高下游广州地区和珠江三角洲的防洪能力，达到防御300年一遇的防洪标准。水库运行调度方式的设计，兼顾了防洪、航运和发电的要求，协调了上游淹没和下游防洪、排涝之间的矛盾。

b.采用扇型分流墩群的透水堤头形式设计，结合溢流坝闸门同步均匀开启和电厂灯泡机组允许不带负荷过流等，运行调度有效地改善了电厂尾水和下游航道口门区的水流条件及泥沙运动流程形态。

c.针对高淹没度、面流消能、泄洪调度频繁等工作条件，通过优化溢流坝体型和改善闸门底缘的结构设计，改变了闸下水流的流态。

d.施工导流设计，较好地解决了在大流量、深覆盖层中修建土石围堰的有关技术问题，尤其是围堰防冲的设计和施工通航设计有其特色、效果显著。高喷板防渗体系是成功的，保证了工程安全施工，而且速度快、成本低。

e.在灯泡贯流式水轮发电机组的招标设计中，根据国际招标的新情况对机组台数及参数进行了优化设计。最终推荐选用4台灯泡贯流式机组(进口)方案，比初设方案年发电量增加1600万kW·h(模型验收值)，参数达国际先进水平，为业主赢得了性能价格比优越的机组，效益显著。为防止汛期电站尾水泥沙回淤，首次在大型灯泡贯流式机组，利用贯流式水轮机的飞逸特性在超低水头下过流泄水。

f.采用计算机综合自动化设计，对电站运行调度，水情遥测及水库防洪调度、溢流坝泄水闸及船闸控制均全面实现了自动化，并达到了国内先进水平。

2.2 工程施工技术创新与新技术应用

2.2.1 创新拦河大坝新坝型

在主河床深覆盖沙砾层上填筑永久土坝难度大，处理技术复杂。枢纽主河床土坝采用吹砂回填挡水土坝新结构，即在14.0m高程以下采用吹砂回填加密筑土坝，14.0m高程以上采用常规粘土坝。本工程采用分层回填沙料，大功率机械振冲加密处理方法，解决了该技术难题。在国内首次运用吹填砂振冲筑坝新技术，使填充坝体相对密度达到0.7以上。避免了大范围开挖处理，缩短了工期，节约了投资。

2.2.2 科学解决施工期通航问题

原计划截流及河床段土坝施工工期为8个月，该方案对北江航运影响巨大。建设单位充分利用枢纽闸孔堰面高程与河床高程基本一致的有利条件，通过多方面的对比分析研究和模型试验，截流期间工程成功应用了溢流坝闸孔临时通航方案，确保了截流到下闸蓄水期间北江航运不断航，节省了工程投资，最大限度地减少了工程施工对北江航运的影响，获得了广泛好评。

2.2.3 掺硅粉防冲高强混凝土技术的应用

由于枢纽位于北江干流中下游段，洪水期水流中含有较多的河床推移质，溢流坝泄洪时水流流速大，存在泄水建筑物冲刷和冲磨问题。在枢纽的溢流面及船闸输水廊道等水流冲刷部位，采用外掺15%NSF硅粉剂抗冲磨混凝土技术。经运行后历年水下拍摄检查，溢流面未发现冲刷脱落现象，运行稳定。

2.2.4 外掺Mg0混凝土防裂技术的应用

枢纽工程混凝土设计方量达108.8万m3，且主要为大体积混凝土。为解决夏季施工的温控防裂问题，简化温控设施，加快工程进度，枢纽采用外掺MgO微膨胀混凝土技术，解决了大体积混凝土高温季节施工的防裂问题。

2.2.5 灯泡贯流式机组安装新技术

优化机组施工组织设计，采用管型座整体吊装、空中翻身等先进工艺，飞来峡水电站4台单机35MW灯泡贯流式机组的安装和投入运行，仅仅用了13个月的时间，实现了快速高效的要求，确保了提前发电。

2.3 工程建设与管理创新

2.3.1 “建管合一”模式的成功实践

1996年4月，经省编制委员会批准成立了广东省飞来峡水利枢纽建设管理局，作为项目法人负责工程的建设和管理，即采用“建管合一”的模式。

建设管理推行“项目法人制”，采用“建管合一”的模式，使建设管理单位充分考虑运行管理的需要，又使运行人员提前介入工程建设过程，在广东省水利工程建设中尚属首例，改变了过去水利建设项目由建设和管理两个独立行为主体组成、建管脱节的状况，改变了过去水利建设“重建轻管”的现象，对发挥枢纽的最大效益起到了重要作用。

2.3.2 水库移民安置的探索与实践

在现代水利工程，特别是水库工程的建设中，移民安置往往关系到工程成败，而水库移民安置的关键是采用什么样的移民安置模式以及如何对移民安置工作进行管理。省委、省政府非常重视飞来峡水利枢纽的移民工作，明确指示要使移民“搬得出、稳得住、富得起”。飞来峡水利枢纽从实际出发，积极探索并提出了以城镇为依托、集中就近建镇为主的水库移民安置新模式和采用移民监理对移民安置工作进行管理的新机制，取得显著成效。

2.3.3 运用系统工程理论，建成了自动化综合集成管理系统

飞来峡水利枢纽针对开发目标多、信息量大而复杂的实际，从系统的观点出发，将枢纽自动化系统分成11个子系统，然后采用集成技术，将各子系统整合，形成飞来峡水利枢纽集成管理系统［FLX－CIMS］，以实现防洪、通航、发电和水资源利用等数据和信息共享，为枢纽工程的运行和管理决策提供支持。

2.4 工程建设科技成果成效显著

枢纽工程建设各方开展了大量的科学技术研究与实践工作，形成了具有重大科研与实践价值的科研成果，枢纽关键技术研究与实践成果于2004年4月5日通过广东省科学技术厅组织的科技成果鉴定，经5位院士领衔的专家委员会鉴定，本项目总体上达到了国内领先水平，其中，采用低水头河道型水库堤库结合承担重大防洪任务的研究与应用，以及吹填砂振冲筑坝新技术达到了国际先进水平。该成果获得2004年度广东省科技进步一等奖。

3 工程建设与运行管理成效

3.1 工程质量与安全

a.建筑物施工质量优良，内外装修精美。水下33m处基础廊道干燥洁净，防渗效果优良;21m高闸墙垂直平顺，误差16mm，小于20mm规范值;土坝平均压实度97.5%，优于设计要求97%;护坡平整美观;辅助设备安装规范，管线布置整齐流畅。经竣工验收鉴定，枢纽12个单位工程中包括4个主要单位工程在内的11个单位工程为优良，优良率91.7%，外观质量平均得分率91.17%，枢纽整体质量优良。

b.运行10多年来，枢纽主体建筑安全、稳定、可靠，经监测580m长混凝土坝，上下游位移量3mm;1778m长主土坝，上下游位移量16mm。测量极值波动范围正常，未出现不可逆转的变形趋势。

c.机组连续安全运行4000多天，平均效率大于93%，较同类机组高3.5%，达到国内先进水平。

3.2 工程“四节一环保”措施成效显著

工程采用大面积天井、太阳能、利用粉煤灰减少水泥用量等节能节材措施，“四节一环保”措施成效显著，枢纽绿化率高，坝区绿树成荫，环境优美。

a.本工程从总体布置设计、坝型选择、移民征地、施工管理等各个方面，十分注重节能、节地、节水、节材的要求。工程建设伊始便注意环境保护，各类边坡开挖采取了喷锚、植草皮等防护手段，防止水土流失，建设花园式施工驻地，并进行洒水防尘，尽量保证施工现场不扬尘、不流土。施工中修建了拦渣坝、集油池、生活和生产废水处理等环保设施，主体工程完工后，建设了具有130多种树种的园林绿化工程。

b.在施工技术上，努力创新技术与新工艺的应用，如，采用混凝土外掺MgO与粉煤灰，节约了常规温控措施材料的投入与水泥用量;采用太阳能技术节约能源等。

c.枢纽工程于2000年通过了国家环保总局组织的环境保护专项验收。枢纽景区是首批国家水利风景区，2007年获评“国家AAAA级旅游景区”。

3.3 工程效益显著

枢纽建成试运行以来，枢纽全面发挥防洪、航运、发电、水资源调配及生态环境保护等效益，社会政治影响良好，社会效益显著。防洪方面，枢纽建成标志着北江中下游防洪工程体系正式形成，提高了广州、佛山、清远等珠三角城市的防洪标准，达到防洪北江300年一遇洪水标准，减少了洪灾威胁。枢纽自试运行至2010年底，成功调度洪峰流量4000m3/s以上洪水57场，其中2006年7月经历了50年一遇洪水考验，最大入库洪峰流量17500m3/s。此外，枢纽为保障珠海澳门供水安全应急调水19次，总放水量44.3亿m3。航运方面，从船闸通航至2010年底，累计通航量7152万t。发电方面，枢纽电站机组投入运行至2010年底累计发电量55.87亿kW·h，累计含税收入26.3亿元。

4 结语

枢纽工程在水利部和广东省水利厅的领导下，经过广大建设者的共同努力，实现了广东省委省政府提出的“六年工期，五年完成，全优工程，把飞来峡建设成为具有现代水平的水利枢纽”的总目标。飞来峡水利枢纽的建成，是广东水利史上的一个里程碑，是广东省“九五”期间水利建设重要成果，工程获得了2010年中国水利优质工程大禹奖。