[美國(guó)]

J.利文斯頓

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設(shè)計(jì)與施工

美國(guó)雷德羅克水電站的建設(shè)

[美國(guó)]

J.利文斯頓

摘要：美國(guó)愛(ài)荷華州的雷德羅克大壩建于1969年，當(dāng)時(shí)是將其作為一項(xiàng)防洪工程來(lái)建設(shè)，以保護(hù)下游的居民區(qū)和農(nóng)田。美國(guó)密蘇里河能源服務(wù)局計(jì)劃在此基礎(chǔ)上開發(fā)雷德羅克水電站。對(duì)該電站的工程概況、建筑物組成、方案擬定，以及工程參建各方的基本情況作了簡(jiǎn)要描述。

關(guān)鍵詞：碾壓粘土心墻壩；混凝土重力壩；水中設(shè)施；雷德羅克水電站；美國(guó)

1項(xiàng)目概述

雷德羅克(Red Rock)大壩位于美國(guó)愛(ài)荷華州得梅因(Des Moines)河上，距佩拉(Pella)西南部大約4.8 km，距得梅因東南部大約72 km。1969年，耗資8 880萬(wàn)美元建成了原雷德羅克壩，當(dāng)時(shí)是將其作為一項(xiàng)防洪工程來(lái)建設(shè)，以保護(hù)下游的居民區(qū)和農(nóng)田。雷德羅克水庫(kù)是愛(ài)荷華州最大的水庫(kù)，水域面積超過(guò)60.7 km2，土地面積141.6 km2。這里廣闊的水域和庫(kù)周地帶是休閑娛樂(lè)的好去處，可在此游泳、釣魚、登山、露營(yíng)以及觀鳥等。

該大壩由碾壓土壩段和混凝土重力壩控制壩段組成。壩長(zhǎng)為1 730 m，壩高為33.5 m，坐落于沖積平原上，壩頂海拔高程為243 m，由美國(guó)陸軍工程師團(tuán)(USACE)負(fù)責(zé)運(yùn)行。

該項(xiàng)目的開發(fā)商是尼爾森(Nelson)能源公司，2006年，開發(fā)商獲得了美國(guó)聯(lián)邦能源管理委員會(huì)(FERC)的初步許可證，于2011年建造和運(yùn)營(yíng)該水電項(xiàng)目。2014年，密蘇里河能源服務(wù)局(MRES)購(gòu)買了該項(xiàng)目的建設(shè)和經(jīng)營(yíng)權(quán)，并進(jìn)行了工程管制設(shè)計(jì)(regulatory design)審查和最終的許可管理。

審批和許可程序一般需要比較長(zhǎng)的時(shí)間，因?yàn)閷?duì)一般意義上的許可條款和條件，應(yīng)當(dāng)留有解釋的余地，所以通過(guò)該過(guò)程并非易事。有超過(guò)30多項(xiàng)的許可、申請(qǐng)和計(jì)劃必須在工程開工之前就提出申請(qǐng)并獲得批準(zhǔn)。主要許可包括FERC授予的許可，由USACE所授予的、且已經(jīng)過(guò)修改的代號(hào)為408的許可證以及由愛(ài)荷華州的自然資源部門授予的代號(hào)為401的水質(zhì)認(rèn)證許可。

自MRES開始接管該項(xiàng)目的工作以來(lái)，即開始在聯(lián)邦和州一級(jí)的水電行業(yè)采取了一系列加速和鼓勵(lì)水電項(xiàng)目開發(fā)的行動(dòng)及措施。在2013年，美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬簽署了一項(xiàng)法律，以促進(jìn)水電站建設(shè)的許可程序。同時(shí)，國(guó)會(huì)也通過(guò)了一項(xiàng)法案，授權(quán)對(duì)水電項(xiàng)目實(shí)施生產(chǎn)稅收抵免。奧巴馬總統(tǒng)特別指出，雷德羅克水電工程在其所允許的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)名錄中，其目的是優(yōu)先考慮重大基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目。同年，愛(ài)荷華州議會(huì)通過(guò)了一項(xiàng)法案，允許水電項(xiàng)目享受與風(fēng)能項(xiàng)目相同的免稅政策。這也就意味著，雷德羅克水電項(xiàng)目將是新法律實(shí)施以后的第一個(gè)受益項(xiàng)目。

2任務(wù)艱巨

雷德羅克水電站工程額定裝機(jī)容量36.4 MW，一般來(lái)說(shuō)，在4～7月豐水期，其出力可高達(dá)55 MW，電站每年所發(fā)的電量將足以滿足大約18 000戶居民的用電需求，也就是該水電站每年將產(chǎn)出大約178.6 GW·h的電力。該地區(qū)的電力需求量呈穩(wěn)定增長(zhǎng)的趨勢(shì)，這就意味著MRES需要尋找新的電力資源。最終選擇修建該水電工程，是因?yàn)樗芗骖櫟貐^(qū)資源需求與資源分布位置，并使其能源多樣化。

雷德羅克水電站項(xiàng)目是一項(xiàng)非常艱巨的任務(wù)，但MRES對(duì)工程公司和總承包方的實(shí)力非常有信心，相信他們有能力安全有效地完成這個(gè)項(xiàng)目的施工建設(shè)任務(wù)。無(wú)論美華集團(tuán)美洲公司(MWH Americas)，還是艾姆斯(Ames)建設(shè)集團(tuán)，都具有極其豐富的設(shè)計(jì)、施工等方面的經(jīng)驗(yàn)。與其他建設(shè)項(xiàng)目相比，雷德羅克水電站項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程中至少面對(duì)以下2項(xiàng)獨(dú)特的挑戰(zhàn)。

(1) 大壩開閘泄洪，庫(kù)水位變幅波動(dòng)，由USACE控制。

(2) 項(xiàng)目工地內(nèi)的有效空間有限。

為此，MRES和美華集團(tuán)已經(jīng)在設(shè)計(jì)和規(guī)劃階段采取了額外的措施，以盡量減輕這些因素的影響。

3上游建設(shè)項(xiàng)目

(1) 在大壩上游側(cè)建一73 m×40 m的T型防滲墻。防滲墻由26個(gè)不同尺寸的單元墻段組成，其中較大單元墻段就布有83.406 kg的鋼筋，混凝土澆筑量為553 m3；另外還有一些單元墻段的基礎(chǔ)部分置于基巖12.8 m的深處。

(2) 建設(shè)1座30 m高的混凝土地下連續(xù)防滲墻，墻基部分深入 T-15高速公路以下26 m深處，以確保大壩工程在建設(shè)過(guò)程中的穩(wěn)定性。

(3) 修建1座咬合樁式圍堰，用以保護(hù)進(jìn)水口的施工。

(4) 通向壓力管道的進(jìn)水口建筑物施工。

4項(xiàng)目主要參建方

不同公司在這個(gè)項(xiàng)目中發(fā)揮著各自重要的作用,詳述如下。

(1) 西部明尼蘇達(dá)市電力管理局(WMMPA)是該項(xiàng)目的業(yè)主并獲得融資，用于提供電力設(shè)施以服務(wù)市政公用事業(yè)。該管理局是MRES的成員之一，是其在明尼蘇達(dá)州設(shè)立的分局。雙方簽署了有關(guān)電力供應(yīng)和管理服務(wù)方面的協(xié)議，以在此協(xié)議條款下為項(xiàng)目服務(wù)。項(xiàng)目建成后，該局將成為水電站的運(yùn)營(yíng)方。

(2) 美華集團(tuán)美洲公司芝加哥辦事處是雷德羅克水電站工程的設(shè)計(jì)工程公司。主要承擔(dān)包括進(jìn)水口結(jié)構(gòu)、壓力管道以及廠房等在內(nèi)的發(fā)電設(shè)施的設(shè)計(jì)。

(3) 位于愛(ài)荷華州羅克拉皮茲的大衛(wèi)格蘭特雷克公司及其合作伙伴為電力輸送及公用事業(yè)設(shè)施工程的建設(shè)單位，其主要建設(shè)項(xiàng)目包括變電站、輸電線路，以及與項(xiàng)目有關(guān)的一些公用設(shè)施等。

(4) 艾姆斯建設(shè)集團(tuán)是雷德羅克水電站工程的總承包商。該集團(tuán)總部位于明尼蘇達(dá)州的伯恩斯維爾，并在整個(gè)美國(guó)中西部地區(qū)以及加拿大均設(shè)有多個(gè)辦事處。

(5) 福伊特(Voith)水電公司是雷德羅克水電站工程機(jī)房設(shè)備的主要供應(yīng)商，主要提供工程所需的水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)設(shè)備。

(茆金柱趙秋云編譯)

收稿日期：2015-12-07

文章編號(hào)：1006-0081(2016)05-0011-02

中圖法分類號(hào)：TV641.41；TV641.43

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A