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“一带一路”水利国际合作项目
——印度尼西亚加迪格蒂大坝工程设计咨询综述

2019-02-14

四川水利 2019年1期
关键词:角砾岩大坝印尼

(四川省水利水电勘测设计研究院,成都,610072)

1 项目概况

加迪格蒂(Jatigede)大坝工程位于印度尼西亚西爪哇省Cimanuk河上,为粘土心墙堆石坝,最大坝高110m,水库总库容10.63亿m3,主要为下游9万hm2农田提供灌溉用水,兼有工业及生活供水、发电、旅游等综合功能,属一等大(1)型水库工程。

距离该大坝下游25km的Rentang取水闸坝等灌区设施于1917年就已经建成,并于1973年完成整治,以期满足9万hm2的农田用水需求。但由于该河道灌区上游一直未能修建控制水源的调节性水库,现有的老建筑物只能满足3万hm2农田的灌溉用水。

印尼政府于1963年决定修建该大坝,并开始前期工作,但由于资金等原因而未能实施。直至2007年,印方政府从我国获得优惠贷款和无偿援助资金支持,才最终开工建设该水利枢纽工程。项目参建各方的基本情况为,项目业主:印度尼西亚公共工程部;设计单位:四川省水利水电勘测设计研究院(SWHI);现场施工监理:印尼当地咨询商(NC);施工承包商:中方施工企业和印尼当地承包商(CIC)组成的联合体。

该项目于2007年6月30日开工,2011年8月3日工程截流,2015年8月31日下闸蓄水,2016年年底水库投入运行并全面竣工。

2 工程主要技术特点

2.1 工程地形地质条件

印度尼西亚爪哇岛是火山喷发形成的火山岛,Jatigede工程所在河段为Cimanuk河峡谷段,河谷顶高程约220m~270m,河谷底部高程约160m,峡谷河段以上为开阔平坦的盆地型工程库区,峡谷下游Cimanuk河入海口冲击平原为本工程主要供水区。工程所在地峡谷高程总体较低,除在河谷段建坝挡水外,还需利用两岸条形山脊作为基础修建副坝,形成水库库盆到260m的正常水位。

本工程区地基岩层形成年代较晚,建基岩层主要为上新统角砾岩和中新统粘土岩,为软岩和极软岩,地基承载力低。从左右岸整体地形看,岸坡段上游为陡岩,下游呈15°~20°的坡度逐渐降低,坝址左右岸下游均分布有大型滑坡体,两岸低矮垭口处距离下游河道均较远,在垭口处设置开敞式溢洪道不经济。根据地形、地质条件及河道走势,本工程坝轴线的选择巧妙地避开了上下游不利地形地质地段。

2.2 采用土石坝与重力坝结合的混合坝型

在工程的总体布置上,从兼顾充分利用当地材料和满足水库大流量泄流的需要,采用刚性混凝土重力坝与柔性土石坝结合的混合坝型,作为工程的挡水建筑物,其中泄流重力坝段布置在坝址相对较好且岩石出露的右岸河谷顶部,溢流坝重力坝段后接泄槽,可将下泄水流顺直地导入下游河段。从左岸至右岸分别为:左岸至河床土石坝段,长1088.36m,最大坝高110m;溢洪道重力坝段,布置在河谷右岸岸坡中部,与土石坝体融为一体,长104.20m,最大坝高55m;右岸土石坝段,长502.32m,最大坝高46.64m。

重力坝段与两侧土石坝段采用侧墙式连接,连接面坡比1∶0.3,连接段最大高度55m,该连接方式较插入式连接节省了大量工程量,且便于施工。在本工程中,设计根据实际地形地质条件,合理地选择了重力坝与土石坝的侧墙式连接形式和布置方案,经过对土石坝各分区材料的室内试验分析,拟定了各材料的物理力学参数;通过三维有限元计算分析土石坝与重力坝交接处的渗流和应力状态,适当扩大土石坝心墙与混凝土侧墙的交接面,并在交接面上设置高塑性粘土,有效地改善了交接面处的应力状态,保证了土石坝与重力坝侧墙连接处的渗透稳定。

2.3 团粒结构红土掺和人工砾石作为高土石坝心墙

工程设计中充分利用工程区周边可以利用的当地材料,采用人工掺和砾石土作为超100m级高土石坝防渗心墙,心墙天然土料为高塑性指数,为20.3~49.0;高含水率,天然含水率为35.5%~57.9%;低压实干密度,掺和人工砾石前重型标准击实最大干密度范围值为1.17g/cm3~1.33g/cm3,最优含水率为33.0%~41.6%;粘粒含量高,为37.1%~65.0%;团粒结构红土。坝壳料为安山岩堆石料,岩体坚硬,饱和抗压强度范围值64.79MPa~104.19MPa,平均值为89.11MPa。坝壳料与心墙料容重及变形特性差异大,设计通过确定心墙的合理掺和比例,协调坝体内部变形,有效地避免了水力劈裂。

2.4 高地震烈度区软岩基础建高坝

本工程是以新近沉积的极软火山角砾岩(Volcanic Breccia)和粘土岩(Clay Stone)为坝基,设防烈度为9度的超100m级的大坝。工区位于印度——澳大利亚板块与欧亚板块接触部位的Benioff活动构造带北部,地震活动频繁。大坝场地50年超越概率10%的地震动峰值加速度为0.236g,相应的地震基本烈度为Ⅷ度,属于高地震烈度区。坝区岩石为上第三系中新统(N1)-上新统(N2)火山灰形成的火山角砾岩(Volcanic Breccia)、粘土岩(Clay Stone)、新角砾岩(Young Breccia),由于其地质年代新,导致其胶结差,岩石强度低。火山角砾岩(Volcanic Breccia)、粘土岩(Clay Stone)、新角砾岩(Young Breccia)饱和抗压强度分别为10MPa~15MPa及3MPa~5MPa,分别属软岩及极软岩。本工程土石坝和溢洪道控制段失事后,危害性大,设计烈度在基本烈度的基础上提高1度,粘土心墙土石坝、溢洪道控制段设防烈度确定为9度,相应的地震动峰值加速度为0.4g。

2.5 在火山角砾岩软岩坝基采用悬挂式帷幕

由于坝基岩体地质时代新,胶结差,空隙率高,河床坝基中分布一条顺河向断层(F1),导致火山角砾岩坝基岩体不存在相对隔水岩层。根据压水试验资料,在坝基1.5~2倍坝高范围的83.7%岩体透水率q>3Lu防渗标准。鉴于本工程坝基隔水岩体埋深大,在火山角砾岩软岩坝基中设计采用悬挂式帷幕。

2.6 采用新型支挡防护结构治理火山喷出沉积岩边坡

坝区上新统角砾岩(Young Breccia)与下伏中新统粘土岩(Clay Stone)之间为区域不整合接触,其界面为软弱夹层,在坝区分布广泛、连续。在坝区强烈、典型干湿交替气候条件下,粘土岩、新角砾岩风化形成了膨胀性红土。以膨胀性红土及新角砾岩为滑体,不整合接触软弱夹层为滑动面,在西爪哇(West Java)地区雨季频繁强暴雨条件下,左右坝肩形成了多处古滑坡,这些滑坡体在天然条件下处于临界稳定状态。工程施工后,古滑坡产生了复活。设计针对雨季强暴雨、膨胀性红土及新角砾岩滑体、不整合接触软弱夹层滑动面的工程地质特点,采取了门型抗滑桩加格宾挡墙的刚性与柔性结合的支挡结构,工程措施与生态修复措施相结合的方式,保障了大坝实施过程中和工程长期运行的安全。在复杂地质条件和雨季强暴雨环境下,工程取得了安全、高效、生态友好的开发成果。

3 设计咨询主要经过

2005年初我院开始参与该项目的前期工作,2005年8月中方主管部门向印尼公共工程部推荐我院承担该项目的设计咨询工作,2006年5月我院通过项目业主印尼公共工程部的资格审查,2006年7月我院完成该项目的初步设计复核工作和国际招标文件编制,并得到印尼业主认可。

经中方有关部门的批准,该项目的对外设计咨询合同于2008年8月9日与印尼公共工程部正式签订,我院承担该项目详细设计和现场咨询工作,合同服务周期为65个月,采用中国政府无偿援助款项。

项目实施过程中,我院派出技术骨干长期驻守工地,为项目业主提供现场咨询服务,中方技术专家与印方人员频繁互动,广泛深入交流,相互学习,同甘共苦,双方人员共同为项目的顺利实施共同努力。印尼公共工程部分别于2009年、2010年和2014年派出专业技术团队到中国,对我院进行了友好访问。通过多次访问,印方人员学习和体会到了我国近些年来成功的先进水利水电技术和建设经验,在参观经受汶川5·12地震考验的岷江紫坪铺水利枢纽工程和世界著名的三峡水利枢纽工程后,对我国水利水电行业目前的技术水平和发展状况有了切身的感受和更深入具体的了解。经过长时间的磨合,我们与印尼相关各方建立了非常融洽、和谐的合作关系,让受援国的相关方从一开始照搬欧美标准或日本标准,不信任、甚至刁难中方,到后来几乎完全信任并接受中方的能力、技术和中国标准,使得该项目成为我国水电技术和标准走出国门,以及“和平合作、开放包容、互学互鉴、互利共赢”的一个典型项目,也是勘察设计企业贯彻“一路一带”战略所取得的较成功的项目之一。

4 项目主要社会和经济效益

该项目2015年8月31日下闸蓄水,2016年年底工程全面竣工并投入运行以来,为下游9万hm2农田提供灌溉用水,并发挥工业及生活供水、防洪、发电、旅游等综合功能。

大坝工程的施工总承包商为中方施工企业与印尼当地承包商组成的联合体,施工总合同额约5亿美元,大部分采用中国政府的优惠贷款。建设过程中使用的大中型施工机械设备主要从中国进口,工程主要永久设备如闸门和启闭机及相关电气设备等,均采购自中国国内。

加迪格蒂大坝工程的实施,在一定程度上实现了国内施工产能和机电设备的出口,产生了较大的经济效益。

5 项目主要实施经验

5.1 该设计咨询项目的突出特点

(1)该项目为印尼国内近年来在建的最大规模的水利项目,受到该国政府和人民的广泛关注;

(2)执行该项目的参建各方组成较为复杂,印尼当地承包商由印尼国内最大的4家国有企业组建,业主工程师由印尼境内的4家咨询商组建;

(3)对项目管理要求高,协调难度较大;

(4)前期设计有缺陷,但是已经过印尼行业主管部门审批,后期弥补设计缺陷费时费力。

针对上述特点,为了更好地实施该项目,我院成立了项目部,依托院技术力量,负责控制、指挥和掌管该设计咨询项目的顺利执行,对项目进行有效管理,确保项目的进度及质量。

5.2 组建精悍的项目管理团队

在项目整个执行过程中,我院长期不间断地派驻管理骨干、技术专家、设计代表、翻译兼行政人员前往现场项目部。项目经理在项目的实施过程中起着重要作用,项目经理的水平高低、能力大小能对项目的成败起到直接影响。我院派驻现场的项目经理具有长期的实践工作经验和专业知识储备,因此,在工作的过程中能得心应手,对整个项目的顺利实施也起到很好的推动作用。设计代表技术扎实,经验丰富,英文沟通能力强。翻译兼行政人员须业务熟练,熟悉商务及合同,以及海外项目部的工作流程。

5.3 严格遵守合同条款,正确认识责、权、利关系

境外工程承包合同的主要条款对责、权、利规定更加明细,实施过程更加严格。印尼Jatigede大坝工程项目的设计咨询合同是采用中国政府的援款,业主的责任主要是提供现场办公场地,保证中方人员生命和财产的安全,按约定的付款计划和进度及时出具支付通知。按照合同规定的时间和价格获得合格的工程技术成果则是业主应有的权利。业主比较关注的是中方的设计成果须保证工程的顺利施工,满足工程的进度要求,保证用最少的资金做最好的工程项目。业主工程师在整个项目实施过程中代表项目业主对工程工期、质量、投资、安全、环保等各个履约要素进行全面管理和控制,而受雇于业主的当地工程师技术经历存在差异,理解设计意图常常出现偏差,既使我方需要花大量的时间和精力去进行解释和沟通,让我们的设计理念最终让印尼方信服,但这都是我们必须去做的,因为我们和业主的目标是一致的。

5.4 重视合同索赔管理工作,维护自身的合法权益

由于该项目难度大,各方队伍又较为复杂,容易出现相互扯皮,推卸责任的情况,现场项目部须重视厘清与业主、印尼监理方、中印施工方之间的权利义务关系,规范工作流程。我们坚持积极主动参与业主、监理工程师及施工方之间的协调会,根据工程实际条件,积极提供解决办法。有时候我们的合理方案并不一定被各方接受,为了避免造成工程隐患,我们必须反复以正式函件、报告、设计分析等方式保存证据。

6 该项目在“一带一路”水利国际合作中的意义

“一带一路”建设秉承的是共商、共享、共建原则,旨在借用古代丝绸之路的历史符号,高举和平发展的旗帜,积极发展与沿线国家的经济合作伙伴关系,共同打造政治互信、经济融合、文化包容的利益共同体、命运共同体和责任共同体。

2013年10月3日,中国国家主席习近平访问印度尼西亚,在印尼国会发表了题为“携手建设中国-东盟命运共同体”的重要演讲,演讲中习主席特别提到:“……加蒂格迪大坝灌溉面积达9万hm2,将给当地民众生产生活带来极大便利。中国和印尼在重大国际和地区事务中的合作不断加强,两国关系越来越具有地区和全球影响,对推动国际政治经济秩序更加公正合理具有积极意义。这些都堪称新时期中国和印尼友好关系的重要标志。”

2015年8月31日,加蒂格迪大坝工程顺利下闸蓄水,印尼政府举办了隆重的典礼,印尼公共工程部部长、水利司司长以及其他数百名印尼的官方和民众代表出席了蓄水仪式。中国驻印尼大使馆经商处领导以及使馆其他人员,项目参建各方的代表均出席了该仪式。印尼首都雅加达的主要记者、报纸和电视台,新华社记者等均对蓄水仪式进行了现场直播和报道,在印尼国内产生了巨大的影响,使得更多的印尼人了解到这座凝聚了中印两国人民友谊和汗水的大坝工程。

加蒂格迪大坝工程作为印尼国内具有重要社会影响力的民生工程,印尼总统佐科·维多多于2016年和2017年多次亲临工程现场进行考察访问和全面了解,凸显了该工程项目深远的社会政治意义和积极的国际友好合作典范作用。

在我国中央电视台拍摄的《远方的家》“一带一路”第52集《印度尼西亚》中,央视记者专门奔赴加蒂格迪大坝工程现场,对加蒂格迪大坝工程进行了专题报道。节目中,央视记者特别采访了大坝库区周围的当地民众,了解到该项目竣工后对当地的工农业生产所带来的显著效益和给当地人民生活所带来的便利。记者还采访了驻现场的施工企业,对项目的具体情况和境外企业的项目管理情况进行了全面报道。该节目播出后,使国人和海外华人对该项目有了较全面的了解,在国内和印尼华人华侨中产生了较大的影响。

7 结语

加蒂格迪大坝工程是印尼国内近些年建成的规模最大的水利工程,具有较高的社会经济价值,对增进两国政府和人民的友谊具有积极的政治意义,也是中国政府首次采用无偿援款形式提供给“一带一路”沿线国家的大型水利工程设计咨询项目,从而带动施工总承包和设备出口的水利国际合作项目。我院以印尼加迪格蒂大坝工程项目为基础提交的申报材料,获得了四川省勘察设计“一路一带”工作杰出单位奖项。

“一带一路”是国家级顶层战略,十九大将推进“一带一路”建设等内容写入党章中,“一带一路”倡议的长远性、重要性和全局性都将因此显著提高,也被赋予了历史性新定位。若能从“一带一路”水利国际合作的战略高度,结合沿线国家的实际情况,依靠中国与有关国家既有的双多边机制,借助既有的、行之有效的区域合作平台,推进沿线国家重要江河的水利水电综合规划的国际合作,由前期规划咨询带动工程总承包、设备出口、项目投资运营等多赢的成功模式,将对水利水电全产业链“走出去”,扎根各国水利水电市场具有长远的积极意义。“走出去”的国际市场前景是广阔的。

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