色拉龙水电站的拦污漂工程的探索

邹仕华 原创 | 2021-01-13 19:08 | 收藏 | 投票

色拉龙水电站的拦污漂工程的探索(刊登在《三峡职业技术学院学报》2020(2):47-50)

邹仕华

(云南省能源投资集团有限公司  云南  昆明  650228

摘 要:色拉龙水电站拦污漂工程有着失而复得的渊源,其规模不大但功能强大,虽是传统做法,但有一定技术含量,推广了水电工程浮体的防沉没专利。建设安装过程还探索了监理制改革,满足行业要求,减少中间环节,质量不减,安全不减,环保不减,合理进度,合理造价。色拉龙水电站拦污漂的安装过程道出一个浅显的道路:复杂的事情简单做,简单的事情反复做,一样成精品。

关键词:色拉龙水电站;拦污漂工程;探索

中图分类号:F414

 

Exploration of Xelanong Hydropower Station's Pollution Retaining and Drifting Project

Zou Shihua

YunNan Provincial Energy Investment Group Co.LTD. Yunnan  Kunming  650228

[ Summary]  Xelanong hydropower station has a lost and recovered source. It has a small scale but powerful function. Although it is a traditional method, it has a certain technical content and promotes the anti sinking patent of the floating body of the hydropower project. The construction and installation process also explored the supervision system reform to meet the industry requirements, reduce intermediate links, quality, safety, environmental protection, reasonable progress and reasonable cost. There is a simple road in the installation process of the trash and drift in Xelanong hydropower station: complex things are done simply, simple things are done repeatedly, and the same thing becomes excellent.

 

Key words: Xelanong Hydropower Station; Pollution Retaining and Drifting Project; Exploration

 

 


 

收稿日期2020.5-

作者简介】邹仕华(1970-),男,湖北潜江人,工学学士,水利水电工程硕士,经济学硕士,正高级工程师,高级职业经理人,省级电力市场监管咨询专家,研究方向是水能动力工程、传统能源经济。

色拉龙水电站的拦污漂工程与普天下同类工程一样,工艺成熟,有一定技术含量,传统俗套,按部就班,在预定时期内完成合同规定的工程项目,但又有别于其他类似项目的独有特征。探其究竟,解馋能源投资兴趣者和能源经济传播者,对本工程也是一种总结,对今后类似项目提供参考借鉴。

1.工程因专家咨询失而复得

政府投资与企业投资的侧重点不太一样,前者更注重公益和社会效益,而后者更看重其经济效益。色拉龙水电站就是企业投资的国际项目,从经济最优化方面出发,可研阶段削减了对电站运行无太大影响的且在同区域有类似借鉴作法的分部(分项)工程,进一步优化经济指标。中南半岛上,源于中国的澜沧江流入境外的湄公河两岸,分布着若干条支流,支流上有些电站就没有设置拦污漂,这给色拉龙水电站前期项目决策提供了借鉴。在这种背景下,可研阶段的色拉龙水电站拦污漂工程被拿下,为项目前期经济指标[1]“极优”作出贡献。

但随着工程的进一步深入,投资建设临近下闸蓄水前半年,国内权威咨询专家组频繁进出施工现场,并提出,大坝上游淹没一定面积的茂密原始森林,势必形成蓄水之后的漂浮物堆积进水口拦污栅,造成发电利用水头降低,也危及大坝运行安全。为此,经过设计院进一步复核[2],坝前一千米增设一道拦污漂,做到一劳永逸。

该节省的投资一定要节省,但不该节省的投资一定不能节省,由此,业主及时组织另行招标,合法合规确立拦污漂工程的EPC承包人,快速实施,与主体工程协同前行。成为单独列支设计概算中预备费的项目,也让工程投资累计金额逐步泛红,接近设计概算临界额度。严谨设计和精心施工,激活拦污漂工程。

2.工程规模不大却功能强大

拦污漂,也称拦漂排,布置在色拉龙水电站坝前一千米处,漂浮于水面上,随水位升降而升降[3],拦截大于一定尺寸规格漂浮物。由若干个同规格的浮箱、拦污格栅(类似于进水口的拦污栅)、左右端锚固结构、左右端支承结构、左右端过渡浮箱及牵引钢丝绳等组成。浮箱漂浮于水面上,为箱形结构;拦污格栅固定在浮箱底部,与浮箱一起用于拦截漂浮物。其他配件均为连接、固定浮箱而设置。所有浮箱、过渡浮箱均与牵引钢丝绳连接成一排。在坝前一千米处两岸各设有一个固定混凝土墩[4],拦污漂的轨道锚固在混凝土墩里。

拦污漂所承受的动水压力、漂浮物压力均通过牵引钢丝绳传到支承结构,由支承结构传到埋件、混凝土基础。

该河段流向正西,大坝轴线正南正北,左岸为南,右岸为北。大坝上游约一千米处设置拦污漂,左岸为综合锚墩,即临时锚墩与永久锚墩共用;右岸为上下游间隔300米的永久+临时锚固墩。从投资角度考量,该拦污漂工程规模不大,价值几百万,但麻雀虽小,五脏俱全。

色拉龙河的波浪力在拦污漂所有荷载中占比较大,参照《水工建筑物荷载设计规范》DL5077中挡水建筑物上的波浪力的计算方法进行计算,考虑到拦污漂为柔性体及拦污漂高度方向上的波浪荷载为整个波浪荷载高度的一部分,取一定的波浪力修正系数。风作用力计算中,取风的阻力系数1.4

色拉龙水电站的拦污漂主缆钢绳呈抛物线形分布,各类指标符合计算式,计算式中的指标符号如图1所示。

抛物线理论计算公式:

                                                        

                                                               

                                                                  


1.拦污漂主缆钢绳呈抛物线形分布示意图

色拉龙水电站拦污漂(其特征指标[5]见表1)的主缆钢绳垂直于水流方向的跨度510.1米,顺水流方向的垂距(矢高)65.0米(如图2),主缆钢绳直径为4×36毫米,钢丝绳选型为6×19S+FC,公称抗拉强度为1870兆帕,单根最小破断拉力不小于799千牛。镀锌钢板箱体(内衬聚苯乙烯泡沫浮体XPS)外形尺寸3米一截,每一截箱体两端两环各拴住或镶嵌两束主缆钢绳,确保箱体垂直于水流方向沿着主缆钢绳自由滑动,能够潮起潮落,水涨船高,顺水流方向的箱体外形宽度2×1.36米。两岸锚墩高程217.5米,高于正常蓄水位215.0米,始终处于水面以上,防止漂浮物漫过锚墩溢流至坝前一千米以内威胁坝体运行安全。

尤为一提的是,这里的拦污漂箱体中填充聚四氟乙烯泡沫的方法和浮箱湖面太阳能照明是专利授权的实际运用,水利水电工程浮体的防沉没专利和浮箱湖面太阳能照明专利,中国标准得到境外推广。(如图3所示)

1.色拉龙水电站拦污漂的特性表

序号

特性名称

指标限值

备注

1

两端锚固段直线长度

510.1

 

2

拦污漂矢高

65.0

 

3

两端铰点弧线长度

532.0

 

4

拦污漂水前流速

(01.0/]

 

5

拦污漂前最大风速

18.75/

 

6

水上拦污高度

0.6

 

7

水下拦污深度

1.2

 

8

拦污漂运行水位区间

[206.0,217.15]

 

9

钢绳设计拉力

1864千牛

 

10

箱体结构尺寸

2.908×1.2×0.6

每截浮箱沿着主缆钢绳方向尺寸2.908米,沿着水流方向尺寸1.2米,厚度0.6米,每个浮箱自重429.62千克。

11

清污方式

人工

 


2.色拉龙水电站的拦污漂主缆钢绳平面布置图

3.主客观因素导致监理职能移植

截至2018年底,《建筑工程施工许可管理办法》中的监理内容已由国家行政审批机构修改删除,而《建筑法》和《建设工程安全生产管理条例》中的监理内容依然存在。说明虽然短时间内不太可能全社会取消监理制度,但监理制改革势在必行[6]。针对中小工程项目建设,已在北京、上海、厦门等地推行,可以不强制监理,鼓励投资人选择全过程工程咨询服务等创新管理模式。以此减少中间环节,质量不减,安全不减,环保不减,合理进度,合理造价,有效管控工程投资建设全过程。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.色拉龙水电站拦污漂工程投入运行的现状图

色拉龙水电站拦污漂工程的投资建设过程[7]也算是免监理团队参与,而由业主代理监理职能的一种尝试。原本该EPC工程招标阶段和合同签订阶段,均有监理机构参与的客观设置,可是到了合同执行阶段,多次口头和书面通知大坝厂房主体PC工程的监理机构履行该EPC工程监理职能的时候,该监理机构万般推辞,不予受理。业主团队再三研究,并报后方总部批准,对这类投资额不大的常规工程,决定进行非监理机构参与的工程建设尝试。业主团队里有教高、高工、工程师和助工,而且经历过若干个境内外水电工程的摸爬滚打,对工程安全、质量、进度、投资和环保等方面均有比较清晰的认识及其把握,代为履行监理职能也是无可非议,业主团队对此充满信心,不仅仅是一种尝试,而且也是对国家行政主管部门倡导逐步取缔监理制的一种探索。在实践中总结,在总结中提高。

最终评定,每道工艺受控,质量合格率100%,质量优良率95%,成为名副其实的非监理直接参与的优良工程。

4.拦污漂传统的工艺和做法

色拉龙水电站的拦污漂工程原理比较简单,坝前一千米处设置一道过滤网,允许水流通过,不允许杂物通过,借助网前清污船,及时清理上岸,有效处置,使得河道水流畅通无阻。

两岸固定锚墩,牵引足够力度和柔韧度的四束钢缆绳,钢缆绳上挂着一个挨着一个的浮箱,浮箱底部垂挂着成排的拦污格栅,防止杂物“潜水”而过,不许放过漏网之“鱼”。

当潮起,浮箱随之上浮;当潮落,浮箱随之下浮。使得漂浮物无懈可击,无缝可钻,乖乖的被挡在浮箱上游端,任由清污船及时清走。

借助钢缆绳和浮箱的力量,拦住上游涌来的漂浮物,及时清理上岸,减轻水体障碍物对坝体安全运行的压力,减轻进水口拦污栅的压力,利用正常水头发电。借力打力,事半功倍。

5.拦污漂随水势涨跌的运行状态

色拉龙河控制流域面积达2879平方千米,基本被茂密的原始森林所覆盖。蓄水之前,理应淹没区的树木全部砍伐干净,可寮国是一个特别的国度,难以按常理行事,则淹没区域的树木只有部分砍伐,且砍伐的树木也没有及时全部运走,有相当一部分沉于蓄水之后的水下,或漂浮在水面顺水流。顺水流的这些树木、枯枝、腐质悬浮物等,一涌俱下,拦截在浮箱上游,给浮箱的累计荷载一度剧增,若不能及时清理,会超出浮箱和钢缆绳的荷载限值,是很危险的。

汛期来临,有一个上游漂浮物集中俱下的时段;汛期结束进入枯期的时候,也有一个上游漂浮物集中的时段。从水力学的角度分析,这些时段,会出现急速与缓速的临界区域,就会形成力的作用力和反作用力,推动漂浮物集中下泄,也在情理之中。

无论是汛期水涨,还是枯期水落;无论是波涛汹涌,还是风平浪静。上游漂流的杂物即使再淘气,在拦污漂浮箱面前,都变成了温顺的小绵羊,被清污船和清渣车及时拉走,扫清障碍,水流畅通。

6.色拉龙水电站的拦污漂工程是一个精品工程

拦污漂的制作,运输,入关,预埋,安装[8],调试,运行等过程,即便经历了迟来的汛期和百年一遇的洪峰,也算总体顺利,半年左右投入正常运行。

看似复杂的锚墩受力点,其原理简单,按照设计工艺精细施工,受力检测达到预定要求。看似简单的浮箱,其安装过程相当精细、认真,同一规格,一个接着一个,一个反复认真安装一个,确保箱体的稳度[9],真正起到拦截漂浮物之功效。

从锚墩前的锚索钻孔、灌浆、浇筑和锚索张拉,到钢缆绳的安装,浮箱的镶嵌和锚固,以及角钢、连杆、螺丝和螺帽,无不折射出“复杂事情简单做,简单事情反复认真做”的道理,这种传统工艺,一样成为精品工程。

提前经历洪峰考验,工程结构安然无恙,后期运行彰显中国标准,固若金汤。见的了风雨,方能见彩虹。

7.结语

1)色拉龙水电站的拦污漂工程曾被拿下后又复活。

2)色拉龙水电站的拦污漂工程规模不大却功能强大。

3)色拉龙水电站的拦污漂工程进行了淡出监理团队的成功尝试。

4)传统工艺传统做,借力打力,事半功倍。

5)潮起潮落的漂浮物通通拦截在浮箱上游,无一另外的被清污船拉走。

6)复杂的事情简单做,简单的事情反复认真做,一样成为精品工程。

 

 

 

参考文献

[1]曹际宣,新型拦污漂在南欧江流域六级水电站的应用[J]水利水电工程造价,2016(1):7-10

[2]吕飞鸣,桑河二级水电站拦污漂设计[J],云南水力发电,20181):68-71

[3]李玲云闫会宗景洪水电站垂直升降式拦污漂设计[J]三角洲2014(5):138-139

[4]吴世勇任奎陈国良熊立刚,龙开口水电站拦污漂布置及河中固定墩设计[J]云南水力发电,2017(1):14-17

[5]李桂生,浮式拦污排设计参数分析[J]广西水利水电,2014(6):17-20

[6]姬国强,赵建锋,浅谈进一步深化建设监理制度改革的必要性[J]建筑与工程20094):532

[7]李一平,潇湘水电站浮式拦污排的设计与应用[J],水电站机电技术,20171):63-65

[8]郝镇,小湾水电站进水口拦污漂制作及安装工艺研究[J]施工技术,2015(S1605-607

[9]王建新殷亮彭育,水电站进水口拦污漂结构设计及稳定分析研究[J]浙江水利科技,2016(2):83-85,95

 

个人简介
邹仕华,正高级工程师,高级职业经理人,双硕士,国家级电力市场监管咨询专家。
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