七里桥水利水电枢纽工程施工导流方案选定

许 琴

（芷江县水利局 怀化市 419100）

1 工程概况

七里桥水利水电枢纽工程位于湖南省沅水一级支流的舞水河中下游，坝址位于湖南省芷江县城城区下游约4 km。坝址以上流域面积8 227 km2，其中上游蟒塘溪水库控制流域面积8 182 km2。本枢纽属三等中型工程，是一座以发电、供水为主，兼有航运、养殖等综合利用效益的水利水电枢纽工程。水库正常蓄水位244.0 m，总库容为 2 068 万 m3。

工程枢纽总平面布置按主要建筑物从左至右依次为左岸重力坝、斜面升船机、溢流闸坝、发电厂房、右岸重力坝等。河床段布置溢流闸坝，坝段长214.0 m，共设15孔泄水孔，闸孔尺寸为12 m×8 m （宽×高），溢流堰顶高程236.5 m。河床式发电厂房布置在溢流坝右侧，安装2台单机容量6.75 MW贯流式水轮发电机组。

2 导流条件

坝址座落在U型河谷，河床宽约250 m；两岸地形不对称,右岸山体雄厚，岩石为紫红色泥质粉砂岩，左岸地势平坦，附近民房密集，G320国道从左坝头经过。

舞水河属山区性河流，洪枯明显，枯水期一般为10月～次年3月，洪水期一般为5月～8月，4月和9月分别是枯洪和洪枯过渡期。芷江县城区位于坝线上游约4 km，防洪标准为20年一遇洪水，相应洪水流量为5 500 m3/s，相应天然河床坝址处水位为244.81 m。本工程建成后，坝前库区淹没征地范围线水位为245.0 m。

本工程没有施工期通航和过木等要求。

3 导流标准

本工程为Ⅲ等中型工程，主要建筑物拦河闸坝、电站厂房和升船机为4级，根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL 303－2004）相应导流建筑物为Ⅴ级，导流标准：土石围堰洪水重现期为10～5年，混凝土围堰洪水重现期为5～3年。本工程采用土石围堰，设计洪水标准选用5年一遇洪水重现期。

4 导流方案及时段比较

本工程发电厂房布置在右岸，由于厂房土石方开挖及混凝土浇筑量较大，结构复杂，施工程序多，施工期较长，是整个工程施工工期的控制性单项工程；为尽早建成，提前发电受益，一期宜围右岸厂房和河床右侧的部分闸坝，二期围左侧河床剩余部分闸坝，共分二期施工。

采用分期导流方式，初拟以下两种方案：枯期大基坑+厂房全年小基坑围堰方案；枯期大基坑+全年大基坑围堰方案。对两个方案进行了围不同闸孔数的多项比较计算：

（1）方案一：枯期大基坑+厂房全年小基坑围堰方案。

一期采用枯期不过水围堰，围右岸厂房和右侧河床部分闸坝段，形成大基坑，在大基坑内修建厂房全年围堰，形成厂房小基坑；二期围剩余的闸坝和左岸重力坝段，采用枯期不过水土石围堰。

根据水文资料，枯水期大约7~8个月，施工期同为7个月的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月与9月～次年4月比较，后者同为5年一遇洪水流量高400 m3/s，上游壅高水位高1.23 m，围堰工程量多40%左右；虽然施工期多1个月，但根据施工进度安排，一期闸坝在枯期9月～次年3月7个月时段内完成基坑开挖，坝体抢出拦洪渡汛高程是完全可行的。因此，一期导流时段选择5年一遇9月～次年3月洪水标准，相应洪峰流量1 120 m3/s。二期施工项目主要是左侧闸坝和重力坝，工程量相对一期工程大，根据施工进度安排，在9月～次年3月7个月时段完成时间较紧，故选择5年一遇9月～次年4月洪水标准，相应洪峰流量1 520 m3/s。

一期工程在一期枯期围堰的保护下进行闸坝和厂房的基础开挖、混凝土浇筑等，同时修筑厂房全年围堰和二期浆砌石纵向围堰。枯期洪水由左侧束窄河床过流，汛期前坝体可浇至拦洪渡汛高程245.52 m以上，汛期可继续施工；汛期厂房可在厂房全年围堰的保护下继续施工。汛期洪水由左侧束窄河床和已建成的右侧闸坝联合泄流。二期拟定为枯期不过水土石围堰，枯期洪水由已建成的右侧闸孔过流；汛期前闸坝已建成，汛期洪水可由完建的15孔闸坝泄流。表1为方案一施工导流水力计算成果。

表1 方案一施工导流水力计算成果

从表1成果分析，一期导流围两种不同闸孔数时，一期二期导流上游水位均低于城区防洪水位和移民征地范围线；一期束窄河床流速稍大，工程实施时需对坝区段左岸岸坡进行防护。另外，一期围6.5孔较优，可利用下游永久建筑物的导墙兼作部分二期纵向围堰；该方案可行。

（2）方案二：枯期大基坑+全年大基坑围堰方案。

一期枯期围右岸厂房和右侧河床部分闸坝段，形成枯期大基坑，在枯期大基坑内修建全年围堰，形成全年大基坑；二期围剩余的闸坝和左岸重力坝段，采用全年过水土石围堰。

一期枯期围右岸厂房和右侧河床部分闸坝段，导流时段选择5年一遇9月～次年3月洪水标准，相应洪峰流量1 120 m3/s。一期枯水时段内，在一期枯期不过水围堰的保护下进行施工，同时修筑一期全年围堰，一期全年围堰的纵向围堰可与二期纵向围堰共用，全年围堰保护的对象仍是一期枯期围堰所围的厂房和闸坝段，枯期和汛期洪水均由左侧束窄河床过流。二期围左侧重力坝段和剩余的闸坝段，为了满足二期水库施工期防洪要求，二期拟定为过水土石围堰，同时,可利用围堰挡水提前发电，过水围堰在挡水工况和过水工况下，上游水位均能满足发电机组水头要求。二期施工时段内，枯期洪水由已建成的右侧闸孔过流，汛期洪水由已建成的闸孔和过水围堰顶联合泄流。

根据49年水文资料统计，大于挡水流量1 500 m3/s标准的洪水共计有58次，即过水围堰平均过水次数为1.18次/年。表2为方案二施工导流水力计算成果。

表2 方案二施工导流水力计算成果

从表2成果分析，一期导流围三种不同闸孔数的上游水位均低于城区防洪水位和移民征地范围线；一期汛期束窄河床流速较大，工程实施时需对坝区段左岸岸坡加强防护。另外，一期围6.5孔，可利用下游永久建筑物的导墙兼作部分二期纵向围堰，该方案也可行。

5 导流方案选择

通过水力学计算，上述二方案中，需进一步结合施工进度安排，进行导流工程量、导流工程总投资、以及发电工期和总工期等综合分析比较，比较成果列如表3。

通过上述比较，方案一最明显的优点是：总工期短4个月，施工期利用闸门控制发电，效率高，发电收益好；最明显的缺点是闸门安装难度较大，二期工程工期较紧，但可选择施工力量强，管理先进的承包商施工。因此，综合分析比选，本阶段推荐方案一，即一期枯期围右岸厂房和右侧河床6.5孔闸坝段，形成枯期大基坑，在枯期大基坑内修建厂房全年土石围堰，汛前形成厂房小基坑；6.5孔闸坝段在枯期围堰的保护下施工，汛期前可上升至拦洪度汛高程，厂房和右岸重力坝段在全年围堰的保护下全年施工；二期围左侧河床剩余8.5孔闸坝段和左岸重力坝段，采用枯期不过水土石围堰，枯期内可完成闸坝土建工程。推荐方案的水力特性如表4。

表3 施工导流方案比较表

表4 导流方案水力特性表

6 结语

本工程由广东省源天工程公司承建施工，施工单位最终采用了初设阶段推荐的导流方案，只是在施工时段上有所调整，一期枯期导流时段调整为9月~次年4月，相应导流流量为1 520 m3/s。

本工程已于2006年8月开工，工程施工进展顺利，2006年8月一期围堰截流，2007年4月一期闸坝及厂房全年围堰建成，厂房全年基坑形成，2007年10月二期围堰截流，2008年2月厂房已经下闸挡水并于2008年2月首台机组开始发电，2008年4月二期闸坝建成，2008年7月工程完工。总工期23个月，发电工期18个月。

从工程实施的情况来看，充分证明本文选定的导流方案科学、合理。通过对工程导流方案的设计与施工，启示我们在选定宽河床上的低水头电站工程施工导流方案时，要从实际情况出发，综合考虑主体工程施工安全性及均衡性、施工进度、工程施工难易程度、施工期通航、过木、上游库区施工期淹没情况等方面的因素。同时实际施工时还应根据工程的施工进度在施工过程中及时调整施工导流时段以及方案，以确保工程顺利进行。