江西龙头山水电站枢纽工程施工导流方案选择与探讨

胡锦

（湖南省水利水电勘测设计研究总院 长沙市 410007）

1 工程概况

江西龙头山水电站枢纽工程位于赣江下游丰城市杜家洲，水库正常蓄水位24.20m，相应库容2.44亿m3。枢纽主要建筑物从左至右依次为鱼道、河床式厂房、排漂闸、24孔闸坝、1000t级船闸和右岸土坝。电站厂房布置于左岸，装8台共240MW的贯流式水轮发电机组；24孔闸坝布置于中部，堰顶高程13.2m，孔口净宽17m；船闸布置于于右岸，设计吨位1000t。

2 自然条件

坝址位于赣江下游河段，地形开阔，河床宽（840～1180）m。两岸均为Ⅰ级阶地，阶面高程（19.3～25.4）m，宽度大于1000m。坝址地层覆盖层厚度一般为（8～19.7）m，基岩为砂岩、粉砂质泥岩。

龙头山水电站枢纽坝址处控制流域面积72810 km2，多年平均流量1890m3/s。多年平均降雨量为1678.4mm，4～9月多暴雨。

3 导流标准、方式的选择

龙头山水电站枢纽工程属二等大（II）型工程，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级。按照《水电工程施工组织设计规范》（DL/T5397-2007）规定，导流建筑物属4级建筑物，其土石类围堰设计洪水标准为20～10年一遇，混凝土类围堰设计洪水标准为10～5年一遇。本工程主要采用土石类围堰，设计洪水标准选择10年一遇洪水重现期。

根据水工枢纽布置、坝址地形地质及水文条件等特点，本工程适宜采用分期导流方式。

4 施工导流特点

（1）洪峰流量大。赣江流量大，坝址处10年一遇全年洪水流量17600m3/s，20年一遇全年洪水流量19900m3/s。

（2）施工期有通航要求。本工程为赣江最后一个梯级，下游为平原型河道，赣州以下河段可通航1000 t级船舶。枢纽建设施工期间，赣江有通航要求。

（3）施工期库区临时淹没问题不很突出。本工程两岸均有堤防，库水基本局限于河槽内，洲、滩地带有部分草地或林地，施工期库区临时淹没问题不很突出。

（4）船闸和厂房分两岸布置。本工程主要建筑物船闸和厂房分两岸布置，中部布置24孔WES堰式闸坝。

5 导流方案的选择

根据经验，低水头水电站一般采用束窄河床的分期导流模式，本工程位于赣江下游，施工期不允许断航，一般有两种备选方案。第一种方案：一期同时围厂房、船闸以及靠近船闸部分的泄洪闸，使用束窄后的河床导流、通航。二期围其它泄洪闸，利用一期建成的泄洪闸和船闸进行导流和通航。第二种方案：一期围厂房和靠近厂房部分的泄洪闸，使用束窄后的河床导流、通航。二期围船闸及其它泄洪闸，利用一期建成的泄洪闸导流和通航。

比较两种方案可见，第一种方案一期工程强度比较大，二期存在孤岛施工问题，但通航问题能妥善解决；第二种方案导流程序比较简单，但是通航问题限制，一般只适用于平底堰型的闸。本工程溢流坝堰型为“WES”开敞式溢流堰，第二种方案可优化为坝体预留缺口导流和通航。

根据以上初步分析，同时考虑到通航的具体要求，初拟了以下五个方案进行比较：

方案一：分二期导流，一期第一个枯期同时分别围船闸和厂房，一期第二个枯期围船闸侧10.5孔闸坝；二期第三个枯期围厂房侧13.5孔闸坝。见图1。

图1 方案一

方案二：分三期导流，一期围厂房和12.5孔闸坝，二期围船闸和11.5孔闸坝，三期围一期未完建的11.5孔闸坝。见图2。

图2 方案二

方案三：分三期导流，一期围厂房和10.5孔闸坝，二期围船闸，三期围中间剩余的13.5孔闸坝。见图3。

图3 方案三

方案四：分三期导流，一期围厂房，二期围船闸和10.5孔闸坝，三期围剩余的13.5孔闸坝。见图4。

图4 方案四

方案五：分三期导流，一期围右岸船闸和10.5孔闸坝，二期围厂房和左侧0.5孔闸坝，三期围中间剩余13孔闸坝。见图5。

图5 方案五

五个方案过流条件和通航条件都较好，在技术上都是可行的。方案一总工期51个月，首台机发电工期34个月，围堰总造价为1.89亿元,该方案施工程序紧凑，发电工期最短，无孤岛施工问题，但需要两岸同时开工，施工强度大，前期投入大；方案二总工期51个月，首批3台机组发电工期40个月，围堰总造价1.43亿元,该方案发电工期较短，三期为孤岛施工，需利用三期围堰挡水发电；方案三、方案四类似，总工期51个月，首批3台机组发电工期40个月，围堰总造价分别为1.40亿元、1.78亿元,发电工期较短，三期为孤岛施工，交通较困难，需要利用三期围堰挡水发电，方案三与方案二比，需要在第二个汛期前进行厂房临时下闸，灵活性不如方案二；方案五总工期63个月，首台机组发电工期46个月，围堰总造价1.70亿元,该方案总工期和发电工期最长，无孤岛施工问题。

考虑施工强度、前期投入及坝区两岸同时进行征地的难度，经技术经济综合比较，本阶段选定方案二，即一期围左岸厂房和12.5孔闸坝（建成二道纵向围堰和11.5孔10m高程以下堰体），二期围右岸船闸和11.5孔闸坝，三期围一期未完建的11.5孔闸坝。施工导流水力特性见附表。推荐方案施工导流布置图见图6。

6 施工期临时通航

坝址处赣江河段通航现状为五级航道，最小通航流量为358m3/s（保证率95%），最大通航流量为17600m3/s（10年一遇全年洪水）。选定的施工导流及相应的施工期通航方案为：一期围厂房和12.5孔闸坝，枯期由右侧疏挖河床航道通航；一期汛期围厂房，由一期预留230m宽缺口通航；二期枯期围船闸和11.5孔闸坝，由一期预留230m宽缺口通航；二期汛期围船闸，由一期预留230m宽缺口通航；三期围一期未建完的11.5孔闸坝，已建船闸通航。

7 结 语

龙头山水电站枢纽工程是一座以发电、航运为主，兼顾带动地方经济发展、建成后对城市景观、交通提供有利条件等综合利用的枢纽工程。开发本项目是改善航道条件、促进航运发展的需要，是发展清洁能源的需要，是促进地方社会经济发展、促进和谐社会建设的需要，具有较大的经济、社会和环境效益。

附表 施工导流水力特性表

图6 推荐方案（方案二）施工导流布置图

根据经验，本文在选定宽河床低水头电站施工导流方案时，结合实际情况，综合考虑分期导流的施工均衡性、施工安全性、施工工期、施工期通航、上游库区临时淹没等各方面的因素，选择科学、合理、经济的导流方案，该方案将为主体工程的顺利实施打下良好的基础。