七里橋水利水電樞紐工程施工導流方案選定

許 琴

（芷江縣水利局 懷化市 419100）

1 工程概況

七里橋水利水電樞紐工程位于湖南省沅水一級支流的舞水河中下游，壩址位于湖南省芷江縣城城區下游約4 km。壩址以上流域面積8 227 km2，其中上游蟒塘溪水庫控制流域面積8 182 km2。本樞紐屬三等中型工程，是一座以發電、供水為主，兼有航運、養殖等綜合利用效益的水利水電樞紐工程。水庫正常蓄水位244.0 m，總庫容為 2 068 萬 m3。

工程樞紐總平面布置按主要建筑物從左至右依次為左岸重力壩、斜面升船機、溢流閘壩、發電廠房、右岸重力壩等。河床段布置溢流閘壩，壩段長214.0 m，共設15孔泄水孔，閘孔尺寸為12 m×8 m （寬×高），溢流堰頂高程236.5 m。河床式發電廠房布置在溢流壩右側，安裝2臺單機容量6.75 MW貫流式水輪發電機組。

2 導流條件

壩址座落在U型河谷，河床寬約250 m；兩岸地形不對稱,右岸山體雄厚，巖石為紫紅色泥質粉砂巖，左岸地勢平坦，附近民房密集，G320國道從左壩頭經過。

舞水河屬山區性河流，洪枯明顯，枯水期一般為10月～次年3月，洪水期一般為5月～8月，4月和9月分別是枯洪和洪枯過渡期。芷江縣城區位于壩線上游約4 km，防洪標準為20年一遇洪水，相應洪水流量為5 500 m3/s，相應天然河床壩址處水位為244.81 m。本工程建成后，壩前庫區淹沒征地范圍線水位為245.0 m。

本工程沒有施工期通航和過木等要求。

3 導流標準

本工程為Ⅲ等中型工程，主要建筑物攔河閘壩、電站廠房和升船機為4級，根據《水利水電工程施工組織設計規范》（SL 303－2004）相應導流建筑物為Ⅴ級，導流標準：土石圍堰洪水重現期為10～5年，混凝土圍堰洪水重現期為5～3年。本工程采用土石圍堰，設計洪水標準選用5年一遇洪水重現期。

4 導流方案及時段比較

本工程發電廠房布置在右岸，由于廠房土石方開挖及混凝土澆筑量較大，結構復雜，施工程序多，施工期較長，是整個工程施工工期的控制性單項工程；為盡早建成，提前發電受益，一期宜圍右岸廠房和河床右側的部分閘壩，二期圍左側河床剩余部分閘壩，共分二期施工。

采用分期導流方式，初擬以下兩種方案：枯期大基坑+廠房全年小基坑圍堰方案；枯期大基坑+全年大基坑圍堰方案。對兩個方案進行了圍不同閘孔數的多項比較計算：

（1）方案一：枯期大基坑+廠房全年小基坑圍堰方案。

一期采用枯期不過水圍堰，圍右岸廠房和右側河床部分閘壩段，形成大基坑，在大基坑內修建廠房全年圍堰，形成廠房小基坑；二期圍剩余的閘壩和左岸重力壩段，采用枯期不過水土石圍堰。

根據水文資料，枯水期大約7~8個月，施工期同為7個月的10月～次年4月比9月～次年3月的5年一遇洪水流量高310 m3/s，而9月～次年3月與9月～次年4月比較，后者同為5年一遇洪水流量高400 m3/s，上游壅高水位高1.23 m，圍堰工程量多40%左右；雖然施工期多1個月，但根據施工進度安排，一期閘壩在枯期9月～次年3月7個月時段內完成基坑開挖，壩體搶出攔洪渡汛高程是完全可行的。因此，一期導流時段選擇5年一遇9月～次年3月洪水標準，相應洪峰流量1 120 m3/s。二期施工項目主要是左側閘壩和重力壩，工程量相對一期工程大，根據施工進度安排，在9月～次年3月7個月時段完成時間較緊，故選擇5年一遇9月～次年4月洪水標準，相應洪峰流量1 520 m3/s。

一期工程在一期枯期圍堰的保護下進行閘壩和廠房的基礎開挖、混凝土澆筑等，同時修筑廠房全年圍堰和二期漿砌石縱向圍堰。枯期洪水由左側束窄河床過流，汛期前壩體可澆至攔洪渡汛高程245.52 m以上，汛期可繼續施工；汛期廠房可在廠房全年圍堰的保護下繼續施工。汛期洪水由左側束窄河床和已建成的右側閘壩聯合泄流。二期擬定為枯期不過水土石圍堰，枯期洪水由已建成的右側閘孔過流；汛期前閘壩已建成，汛期洪水可由完建的15孔閘壩泄流。表1為方案一施工導流水力計算成果。

表1 方案一施工導流水力計算成果

從表1成果分析，一期導流圍兩種不同閘孔數時，一期二期導流上游水位均低于城區防洪水位和移民征地范圍線；一期束窄河床流速稍大，工程實施時需對壩區段左岸岸坡進行防護。另外，一期圍6.5孔較優，可利用下游永久建筑物的導墻兼作部分二期縱向圍堰；該方案可行。

（2）方案二：枯期大基坑+全年大基坑圍堰方案。

一期枯期圍右岸廠房和右側河床部分閘壩段，形成枯期大基坑，在枯期大基坑內修建全年圍堰，形成全年大基坑；二期圍剩余的閘壩和左岸重力壩段，采用全年過水土石圍堰。

一期枯期圍右岸廠房和右側河床部分閘壩段，導流時段選擇5年一遇9月～次年3月洪水標準，相應洪峰流量1 120 m3/s。一期枯水時段內，在一期枯期不過水圍堰的保護下進行施工，同時修筑一期全年圍堰，一期全年圍堰的縱向圍堰可與二期縱向圍堰共用，全年圍堰保護的對象仍是一期枯期圍堰所圍的廠房和閘壩段，枯期和汛期洪水均由左側束窄河床過流。二期圍左側重力壩段和剩余的閘壩段，為了滿足二期水庫施工期防洪要求，二期擬定為過水土石圍堰，同時,可利用圍堰擋水提前發電，過水圍堰在擋水工況和過水工況下，上游水位均能滿足發電機組水頭要求。二期施工時段內，枯期洪水由已建成的右側閘孔過流，汛期洪水由已建成的閘孔和過水圍堰頂聯合泄流。

根據49年水文資料統計，大于擋水流量1 500 m3/s標準的洪水共計有58次，即過水圍堰平均過水次數為1.18次/年。表2為方案二施工導流水力計算成果。

表2 方案二施工導流水力計算成果

從表2成果分析，一期導流圍三種不同閘孔數的上游水位均低于城區防洪水位和移民征地范圍線；一期汛期束窄河床流速較大，工程實施時需對壩區段左岸岸坡加強防護。另外，一期圍6.5孔，可利用下游永久建筑物的導墻兼作部分二期縱向圍堰，該方案也可行。

5 導流方案選擇

通過水力學計算，上述二方案中，需進一步結合施工進度安排，進行導流工程量、導流工程總投資、以及發電工期和總工期等綜合分析比較，比較成果列如表3。

通過上述比較，方案一最明顯的優點是：總工期短4個月，施工期利用閘門控制發電，效率高，發電收益好；最明顯的缺點是閘門安裝難度較大，二期工程工期較緊，但可選擇施工力量強，管理先進的承包商施工。因此，綜合分析比選，本階段推薦方案一，即一期枯期圍右岸廠房和右側河床6.5孔閘壩段，形成枯期大基坑，在枯期大基坑內修建廠房全年土石圍堰，汛前形成廠房小基坑；6.5孔閘壩段在枯期圍堰的保護下施工，汛期前可上升至攔洪度汛高程，廠房和右岸重力壩段在全年圍堰的保護下全年施工；二期圍左側河床剩余8.5孔閘壩段和左岸重力壩段，采用枯期不過水土石圍堰，枯期內可完成閘壩土建工程。推薦方案的水力特性如表4。

表3 施工導流方案比較表

表4 導流方案水力特性表

6 結語

本工程由廣東省源天工程公司承建施工，施工單位最終采用了初設階段推薦的導流方案，只是在施工時段上有所調整，一期枯期導流時段調整為9月~次年4月，相應導流流量為1 520 m3/s。

本工程已于2006年8月開工，工程施工進展順利，2006年8月一期圍堰截流，2007年4月一期閘壩及廠房全年圍堰建成，廠房全年基坑形成，2007年10月二期圍堰截流，2008年2月廠房已經下閘擋水并于2008年2月首臺機組開始發電，2008年4月二期閘壩建成，2008年7月工程完工。總工期23個月，發電工期18個月。

從工程實施的情況來看，充分證明本文選定的導流方案科學、合理。通過對工程導流方案的設計與施工，啟示我們在選定寬河床上的低水頭電站工程施工導流方案時，要從實際情況出發，綜合考慮主體工程施工安全性及均衡性、施工進度、工程施工難易程度、施工期通航、過木、上游庫區施工期淹沒情況等方面的因素。同時實際施工時還應根據工程的施工進度在施工過程中及時調整施工導流時段以及方案，以確保工程順利進行。