［英國］P.雷諾茲

格魯吉亞達瑞阿里水電項目簡介

［英國］P.雷諾茲

摘要:隨著引水隧洞的貫通，格魯吉亞裝機108 MW的達瑞阿里水電站地下工程順利完工，電站的建成將有助于提高當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)供電能力和穩(wěn)定性。對達瑞阿里水電項目進行了簡要介紹，重點介紹了工程全新的融資方式及其極富挑戰(zhàn)性的引水隧洞的施工情況。

關(guān)鍵詞:水電發(fā)電工程;工程簡介;達瑞阿里水電站;格魯吉亞

2014年10月，經(jīng)過3 a的艱苦努力，羅賓斯硬巖盾構(gòu)機鑿?fù)烁耵敿獊問|北部長5 km、直徑5.5 m的引水隧洞。在隧洞通過滑坡易發(fā)段的復(fù)雜地質(zhì)條件下，項目組在掘進中克服了重重困難，隨著隧洞的貫通，工程即將交付使用。

另外，除了TBM掘進機和鑿巖臺車等開挖設(shè)備，市場上輔助系統(tǒng)的開發(fā)還包括幾種用于出渣的裝載機。雖然大型裝載機主要用于采礦業(yè)，山特威克公司生產(chǎn)的LH204以及阿特拉斯公司生產(chǎn)的ST18和赫格裝載機也可用于大型水電項目中的一些地下洞室。

1　概述

達瑞阿里(Dariali)徑流式水電站位于格魯吉亞東北卡茲別吉地區(qū)斯特潘茨明達附近的特爾吉(Tergi)河上，靠近俄羅斯邊界。電站靜水頭390 m，設(shè)計泄水量30～35 m3/s，電站平均流量約22.5 m3/s，年發(fā)電量超過500 GW·h。

達瑞阿里水電站主要建筑物包括:

(1)渠首工程。小型壩(混凝土溢流壩)，水庫容量7 000 m3;設(shè)計洪水515 m3/s(200 a一遇標(biāo)準(zhǔn)) ;沖沙閘(2×(6.0 m×6.0 m) )，洪水期間也可用作泄洪閘。

(2)水管，長326 m，直徑3.6 m，連接沉沙池。

(3)沉沙池，長112 m，寬40 m，深6 m，分兩池。

(4)壓力管道，長1 758 m，直徑3.6 m，連接沉沙池和發(fā)電引水隧洞。

(5)引水隧洞，長5 042 m，直徑5.5 m，縱比降6.21%，加上進口洞段長度510 m。

(6)調(diào)壓井，高315 m，直徑3.5 m。

(7)鋼襯壓力井，垂直長度55 m，開挖直徑3.5 m，鋼襯直徑2.9 m。

(8)地下廠房(71 m(長)×13.5 m(寬)×28 m(高) )。

(9)電纜隧道，長510 m，直徑5.5 m。

(10)尾水隧洞(5.0 m×5.0 m)和尾水渠(長125 m，底寬5.0 m)。

廠房內(nèi)安裝3臺豎軸沖擊式水輪機，單機容量36 MW，3臺發(fā)電機的功率45 MVA。連接地下設(shè)施的交通隧洞長330 m(寬5.5 m×高6.0 m)。

早期設(shè)計方案采用1.6 km長的引水渠，而不是管道，引水洞較長，尾水洞較短。

電站運行大約需要50名員工，電站壽命約為40 a。

該區(qū)域是滑坡易發(fā)區(qū)，有些滑坡與杰夫多拉基(Devdoraki)冰川活動有關(guān)。

2　項目的開展

達瑞阿里水電站是達瑞阿里能源有限公司獨立開發(fā)的水電項目，由格魯吉亞私營佩里有限公司、能源有限責(zé)任公司、羅賓斯公司和國有格魯吉亞能源發(fā)展基金(GEDF)等4家公司出資建設(shè)。

2011年，達瑞阿里能源有限公司與蘭德沃克君(Landsvirkjun)電力公司——冰島蘭德沃克君國家電力公司國際咨詢部門以及另外一家冰島公司沃克斯(Verkis)公司簽署了協(xié)議，開展可行性研究、招標(biāo)設(shè)計，并準(zhǔn)備招標(biāo)文件，2012年提交了咨詢報告。

作為合同的一部分，冰島的公司還與佩里公司簽訂了分包協(xié)議，第比利斯地質(zhì)工程有限公司和地理有限公司分別進行了現(xiàn)場勘察和地形測量。

達瑞阿里水電站具有相對穩(wěn)定的發(fā)電能力，全年均可發(fā)電，但夏季(5～10月)發(fā)電量占全年的70%。河水主要來源于雨水、地下水以及冰川、降雪的融水，這導(dǎo)致一年中的中期河水流量大，2月份流量最小。

采用了特爾吉河1928～1940年和1953～1990年兩個時段的徑流資料，為電廠提供水源的泰瑞河支流主要包括斯諾斯克利(Snostskali)河、貝達熱(Baidara)河、姆奈錫(Mnaisi)河、蘇阿提斯(Suatisi)河、吉瑪拉(Gimara)河、代西卡米(Desikami)河、阿瑪利(Amali)河和基斯圖拉(Kistura)河。

參照以前在格魯吉亞開展的可再生能源項目咨詢服務(wù)，冰島公司簽訂了達瑞阿里項目合同，代表聯(lián)合國開發(fā)計劃署于2010～2011年間將該項目作為全球能源基金項目進行開發(fā)，工作的重點是小水電工程，包括電廠修復(fù)及新項目的可行性研究。

2011年，另外兩家咨詢公司，即伽馬(Gamma)和斯塔奇(Stucky)公司，分別對該項目開展了環(huán)境和社會影響評價工作，并向開發(fā)者提交了報告。

參與項目的其他咨詢公司還包括菲德內(nèi)爾(Fichner)公司和阿勒普(Arup)公司，在2013年，前者提交了技術(shù)報告，后者完成了水生生物多樣性保護報告。

3　格魯吉亞境內(nèi)其他項目的進展

GEDF是達瑞阿里能源有限公司的合作伙伴之一，是政府為出資幫助格魯吉亞可再生能源領(lǐng)域的開發(fā)而設(shè)立的。因此，除了達瑞阿里水電項目之外，GEDF還致力于其他項目的開發(fā)，如撒布拉瑞(Tsablari)小水電項目。

2013年9月，GEDF聘請?zhí)m德沃克君電力公司和沃克斯公司，對西部撒布拉瑞斯拉里(Tsablarislali)河上撒布拉瑞水電項目開展咨詢服務(wù)。

根據(jù)設(shè)計，項目包括渠首工程、沉沙池和一條至少5 km長的引水隧洞，預(yù)計電廠裝機容量15 MW，設(shè)計流量約6 m3/s，年發(fā)電量約63 GW·h。

蘭德沃克君電力公司和沃克斯公司已正在對格魯吉亞西南馬查克赫拉(Machakhela)河進行小水電項目規(guī)劃，裝機約20～25MW，每個項目均包括取水建筑物、混凝土壩、引水隧洞和泄流量約20 m3/s的地面廠房(安裝一對混流式機組)。

4　達瑞阿里水電項目的資金籌措

2014年末，歐洲復(fù)興發(fā)展銀行(EBRD)宣布為開發(fā)達瑞阿里項目聯(lián)合貸款8 000萬美元，并指出達瑞阿里是格魯吉亞少數(shù)幾個待開發(fā)的私營水電站。

EBRD認為格魯吉亞的水電資源和電力需求集中在兩個不同的區(qū)域，2/3的水電資源分布在西北地區(qū)，而2/3的電力需求則集中在東部地區(qū)。因此，在用電高峰期電網(wǎng)會出現(xiàn)穩(wěn)定性問題。

達瑞阿里電站位于格魯吉亞東部，除發(fā)電效益外其建成還將有助于提高電網(wǎng)輸電的穩(wěn)定性。

在格魯吉亞能源領(lǐng)域，達瑞阿里是第一個以融資方式開發(fā)的項目，也是第一個成功引入公私合作模式的項目。

達瑞阿里能源公司表示，該項目采用了一種全新的融資方式，為其他項目開發(fā)者起到了良好的示范作用。項目為格魯吉亞第一個無碳排放能源項目，為了達到無碳排放目標(biāo)，造林綠化被作為該項目的一部分進行投資。

以EBRD為首的貸款計劃由銀行間分擔(dān)，EBRD提供4 000萬美元貸款，另外一半則來自荷蘭發(fā)展銀行(3 000萬美元)和當(dāng)?shù)貣|南歐綠色成長基金(1 000萬美元)，這些貸款將全部用于項目的開發(fā)和運行。

2014年5月份，投資計劃獲得批準(zhǔn); 8月份，簽訂貸款合同; 11月份，在TBM掘進完成不久，宣布投資安排。

2014年11月，EBRD電力和能源負責(zé)人在宣布該項投資計劃時稱，這項投資顯示了EBRD為改善格魯吉亞能源安全并減小氣候變化帶來的影響而在可再生能源領(lǐng)域投資的決心。

在該項目之前，EBRD對黑海輸電線提供了資金支持，黑海輸電線的作用是將達瑞阿里水電站和格魯吉亞電力系統(tǒng)相連接。

EBRD高加索、摩爾多瓦和白俄羅斯地區(qū)的負責(zé)人包瓦納瑞補充道，達瑞阿里項目不僅有助于加強國家的能源安全，也有利于加強地區(qū)的能源安全。

5　引水隧洞

引水隧洞距第比利斯約160 km，海拔超過1 700 m，一年中多數(shù)時間白雪覆蓋，冬季山區(qū)的溫度遠低于零度，寒風(fēng)到來時氣溫更低。春季來臨時冰雪融化，在接下來的幾個月里，大部分地區(qū)或附近地區(qū)偶爾會發(fā)生滑坡。

TBM主機分成幾部分存儲在美國新墨西哥州，一些主要的部件(變速箱、發(fā)動機和離合器)在此進行重新組裝，新墨西哥州炎熱干燥的氣候非常適宜于鋼結(jié)構(gòu)的TBM機的保存，2011年8月運抵偏遠的工地投入使用。

這臺TBM機最初是為另外一座水電站，即20世紀(jì)80年代末意大利沃馬諾(Vomano)水電站制造的。根據(jù)歐洲協(xié)議，沃馬諾水電站使用后進行了首次大修，隨后又用于芝加哥79街區(qū)隧道工程。

TBM主件運達格魯吉亞波蒂港后，先在波蒂的車間進行了維修，然后裝上卡車沿著狹窄崎嶇的山路，再經(jīng)過鄉(xiāng)間土路運抵工地，在工地現(xiàn)場裝配。

羅賓斯公司發(fā)言人稱，掘進機的直徑和用于芝加哥隧道的掘進機的直徑相同，但是所有的部件都翻修一新。

佩里公司將承擔(dān)隧洞掘進工作，為TBM掘進做準(zhǔn)備的現(xiàn)場開挖與平整工作已展開。2012年2月，TBM開始投入使用，棄土棄渣通過傳送系統(tǒng)運出。到了4月，盾構(gòu)機已掘進了300 m，穿過了板巖、砂巖、石灰?guī)r和白堊土地層，前方還可能遇到軟弱帶和斷層帶，隧洞掘進會更具挑戰(zhàn)性。

隧洞圍巖的地質(zhì)條件非常復(fù)雜，裂隙巖體和斷層帶的存在滯緩了工程進度。

2013年末，隧洞圍巖地質(zhì)條件變得極為復(fù)雜，洞頂開始塌落，盡管在斷層帶大量使用洞頂支護措施，仍有一些巖塊掉落。隨后，采用了鋼支撐結(jié)構(gòu)和掛網(wǎng)加固措施，保證了洞頂?shù)姆€(wěn)定性。

當(dāng)隧洞即將穿過地質(zhì)條件極其復(fù)雜的地段時，又遭遇了滑坡，最嚴(yán)重的一次發(fā)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，處理滑坡花費了數(shù)周時間。然而歷經(jīng)艱難險阻，2014年10月23日TBM最終完成了掘進，隧洞順利貫通。

(孟令欽馬貴生編譯)

收稿日期:2015-08-11

文章編號:1006-0081(2015) 10-0015-03

中圖法分類號:TV747

文獻標(biāo)志碼:A