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1、第一章綜合說明1.1工程概況七里橋水電站工程壩址位于芷江縣城城區下游約4km，壩址以上流域面積8227km2，其中上游蟒塘溪水庫控制流域面積8182km2。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。本工程水庫正常蓄水位244.0m，相應庫容為831.0萬m3；水庫校核洪水位247.32m，相應庫容為1731.6萬m3。工程永久性建筑物包括擋水壩、電站廠房、升船機為3級建筑物，臨時建筑物級別為5級。擋水壩防洪標準為30年一遇洪水設計，100年一遇洪水標準校核。電站廠房為擋水建筑物的一部分，其上游防洪標準與擋水壩相同，下游設計洪水標準兒30年一遇2、，校核洪水標準為100年一遇，消能防沖建筑物設計洪水標準為20年一遇。本工程樞紐總平面布置按主要建筑物從左至右依次為左岸土壩、左岸重力壩、斜面升船機、溢流閘壩、發電主副廠房、右岸重力壩等。河床段布置溢流閘壩，壩段長214.0m，共設15孔泄水孔，閘孔尺寸為12m7.5m（寬高），溢流堰頂高程236.5m，采用鋼質弧門擋水，液壓啟閉；溢流閘壩左側布置轉盤式斜面升船機，軸線長172.92m，升船機左側布置左岸重力壩和土壩與左岸G320國道相接，重力壩段長15.0m； 土壩段長11.93m。發電廠房布置在溢流壩右側，為河床式。主廠房順水流方向由進水渠、攔污柵、進口檢修閘門、主副廠房、下游防洪墻、出口3、檢修閘門及尾水渠組成；主廠房平面尺寸為31.5m170m（長寬），安裝2臺單機容量6.75MW貫流式式水輪發心機組，水輪機轉輪直徑4.4m；安裝場位于主廠房右側，平面尺寸為23.8ml7.0m（長寬）；副廠房緊靠主廠房及安裝場下游側，分三層布置：升壓站布置在廠區下游側，采用產內式，平面尺寸為23.8ml7.0m（長寬）。緊鄰發電廠房右側布置右岸重力壩與岸坡相接，壩段長51.6lm。1.2水文、氣象條件芷江縣城位于湖南省西部，屬副熱帶季風氣候區，春夏暴雨多，夏秋季之間偶有臺風雨，秋季由于冷空氣南下也能造成強烈暴雨，暴雨多集中于5月7月，同期的降水量站全年降水量的81.1。根據芷江氣象站實測資料統4、計，多年平均氣溫16.5，歷年極端最高氣溫39.1，歷年極端最低氣溫11.5，多年平均相對濕度80，多年平均年降雨量1256.4mm，多年平均蒸發量1185.5mm，多年平均風速1.6m/s，最大風速19.3ms。七里橋水電站壩址位于舞水河中下游，舞水是沅水上游的一級支流，發源于貴州省甕安縣境內，自西南向東流經貴州于新晃進入湖南，再經芷江、懷化等地，于黔城匯入沅水。舞水河位于副熱帶季風氣候區，流域洪水主要由暴雨形成，具有山區性河流陡漲陡落的特點。根據芷江水文站1951年2003年實測資料分析，舞水流域洪水一般發生在49月份，以57月份出現機會最多，出現機率為81.1，其中，6月份出現機率達345、.0；并且洪水單峰多于復峰，一次洪水過程多為25天。由于壩址上游于2000年建成蟒塘溪水庫，總庫容1.53億m3，有效庫容0.85億m3，為一個季調節水庫，對下游洪水有凋節作用。根據蟒塘溪水庫調度方式，經相關專業調洪計算，蟒塘溪水庫調蓄后，七里橋壩址水位流量關系曲線如下表1：表1：壩址水位流量關系曲線表流量（m3/S）天然水位(m)疏挖后水位(m)20236.78236.7850237.03237.03100237.29237.24200237.69237.59300238.03237.88500238.57238.39750239.08238.871000239.51239.281250236、9.91239.651500240.27240.002000240.93240.672500241.51241.263000242.13241.883500242.70242.474000243.25243.034500243.79243.585000244.30244.106000245.30245.127000246.26246.098000247.17247.039000248.08247.9510000248.97248.84表2：芷江氣象要素各月分布情況表氣象要素1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月全年氣溫（）4.86.310.516.421.124.527.3277、.023.117.512.27.116.5降水（mm）40.650.177.5161.2206.1202.2130.3115.566.5102.366.434.61253.3日照（h）57.649.867.496.9127.9150.6242.4236.5172.1123.198.176.11498.6表3：七里橋壩址施工期設計洪水（單位：m3/s）施工期頻率（）102033.39月3月175011206949月4月20801520110010月3月150097261910月4月19301430105012月2月449315219壩址分月平均流量頻率成果直接采用本次推求壩址天然月平均流量成果分8、析推求。成果見下表4。表4:七里橋壩址施工分月平均流量（單位：m3/s）月份頻率（）10207585177.836.229.7294.740.732.9311850.741.0423710585.653811901596416215181734510379.3823176.058.7914057.446.11015250.138.61113754.243.21283.845.538.8年平均189172121108第二章二期施工導流方案2.1導流標準七里橋水電站為等中型工程，主要建筑物攔河閘壩、電站廠房為4級。根據水利水電工程施工組織設計規范（SL3032004），本工程相應導流建筑物為級。導9、流標準：土石圍堰洪水重現期為105年，混凝土圍堰洪水重現期為53年。本工程采用土石圍堰，設計洪水標準選用5年一遇導流標準，導流流量為1520 m3/s。2.2導流方式及時段根據主體工程建筑物布置特點、壩址地形地質及水文條件，本工程適宜采用分期導流方式。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；為保證兩期工程的施工連續性、均衡性，盡早建成受益，本合同工程采用招標文件推薦的分期導流方式，即分期（枯期）大基坑加廠房全年小圍堰型式。一期先圍右岸廠房段和右岸6.5孔溢流壩段，枯水期利用左岸束窄河床導流；第二年汛期停止溢10、流壩段主體工程施工，并利用右岸已建成的5孔溢流壩和左岸束窄河床導流；二期圍剩余的8.5孔溢流壩，枯水期利用右岸已建成的5孔溢流壩過流。一期導流工程按2006年9月份至2007年4月份枯水期時段的洪峰流量進行設計，圍堰型式為低水土石圍堰，相應導流設計流量為1520m3/。二期導流按2007年9月份2008年4月份枯水期時段進行施工，相應設計導流流量為1520m3/。廠房小基坑圍堰按全年渡汛設計，相應流量為3620m3/。2.3 導流水力計算二期導流由右岸已建成的5孔溢流壩過流，根據設計導流流量1520m3/s相應水位240.30m和實測天然河床底高程推算，天然河道過流面積為673.43 m2（詳11、見一期導流方案），5孔溢流壩過流上流斷面面積為315.35m2，相應平均流速為4.82m/s，導流的流態按寬頂堰處理。相關計算公式如下：上游水頭計算公式為：H0=(Q/(mB22g)2/3雍高水位計算公式為：VC=Q/B1V0=Q/B式中：VC為收縮斷面流速，5孔溢流壩平均流速計算（m/s），取0.9安全系統；Q設計導流流量（m3/s）,Q=1520 m3/；-側收系數,取=0.9；m- 流量系數,m=0.32+0.01*(3-P1/H)/(0.46+0.75P1/H)=0.665B25孔溢流壩過水寬度，B2=12*5=60mB15孔溢流壩斷面面積（m2），B1=270.3m2；B上游河床過水12、斷面面積（m2），B=315.35 m2；Z雍高（m）；流速系數，取0.85；V0行近流速（m/s）；g重力加速度（取9.8m/s2）；根據上述公式計算如下：V0=Q/B=1520/315.35=4.82 m/VC=（Q/B1）/0.9=(1520/270.3)/0.9=6.67/0.9=6.248 m/上游水頭H0=(Q/mB22g )2/3=4.505m雍高水位為：=1*6.2482/(0.852*2*9.8)-4.822/(2*9.8)=1.572 m上游圍堰堰高程=上游水頭+雍高水位+安全超高+實測河床高程 =4.505+1.572+0.6+237.32=243.997m下游圍高程=下13、游水位(查水位流量計算表)+安全超高=240.27+0.6=240.87m根據上述公式計算的導流水力特性如下表5：表5：導流水力特性表分 期分 項二期導流備注設計洪水標準（P）20%導流時段07年9月08年4月導流流量（m3/s）1520圍堰型式不過水土石圍堰上游圍堰擋水水位（m）243.397下游圍堰擋水水位（m）240.27安全超高（m）0.6上游堰頂高程（m）243.997下游堰頂高程（m）240.87束窄率（）33.9雍高水位Z（m）1.5725孔過流最大平均流速（m/s）4.822.4導流建筑物設計二期上、下游圍堰為土石圍堰，上游圍堰軸線與縱向砼圍堰軸線的交點為壩上L0+037.0，14、右端與等高線相接；下游圍堰軸線與縱向砼圍堰軸線的交點為壩下L0+76.0，右端與等高線相接；閘壩縱向圍堰布置在樁號壩右B0+124.0。壩址及上、下游圍堰所處位置的河床覆蓋層雖然滲透系數較大，但覆蓋層不厚、處理相對簡單。因此采用施工難度相對較小和施工工期較短的土石圍堰配合防滲心墻較為適宜。考慮到砂礫石覆蓋層的特點，結合現有施工機械設備的性能，圍堰基礎防滲采用在戧堤上開挖截水溝并進行粘土心墻防滲處理，不另行作灌漿防滲處理。二期上游圍堰采用粘土心墻防滲，圍堰上游迎水面設1.0m厚塊石護面；圍堰頂寬7.0m，迎水面邊坡為1：2.0，背水面邊坡為1：1.5。圍堰堰頂高程243.96m，最大堰高12.515、m，長度約156.0m。二期下游圍堰為土石結構，粘土心墻防滲，迎水面設1.0m厚塊石護面；圍堰頂寬7.0m，迎水面邊坡為1：2.0，背水面邊坡為1：1.5。圍堰堰頂高程240.87m，最大堰高5.5m，長度約158.0m。閘壩縱向圍堰擋水標準同二期圍堰，采用混凝土重力式結構，堰頂高程242. 0m，邊坡1：0.6，長度約30m。根據擬定的施工導流方案，二期導流束窄率雖然不大，但相應的束窄河床段流速最大平均流速（6.67m/s）較大，因此二期圍堰迎水面（特別是縱向圍堰迎水面）將采用拋大塊石護面防沖。而為了保證二期導流期間5孔導流達到較好的過流效果，上游橫向圍堰與縱向圍堰形成110內角，下游圍堰與16、縱向圍堰內角為105。鑒于河床最大底流流速一般產生于上游圍堰的轉角處，對此，擬在上游圍堰和縱向圍堰裹頭處向上游方向做一個小型順水堆石丁壩，與縱向圍堰形成110外角，并作0.50 m厚水下混凝土護腳。這樣可大大降低上游圍堰與縱向圍堰交接裹頭處的流速，以盡量降低水流對堰腳的淘刷。圍堰具體結構型式見圍堰標準斷面圖，圍堰布置見二期施工導流總平面布置圖。表6：二期導流建筑物結構特性表分期分項部位圍堰型式迎水面坡比背水面坡比堰頂高程（m）頂寬（m）底寬（m）堰體高度（m）圍堰長度（m）二期上游橫向心墻土石圍堰1211.5243.9976.027.106.03156.0下游橫向心墻土石圍堰1211.524017、.876.023.154.90158.0縱向上游心墻土石圍堰1211.5243.9976.027.106.03160.0縱向下游心墻土石圍堰1211.5240.876.023.154.90表7：二期導流工程量匯總表（單位：m3）序號項目名稱二期圍堰合計上游橫向縱向下游橫向1堰體石渣16568.317957.211528.146053.62截水溝開挖7913.205685.021859.83粘土心墻7913.205685.021859.84拋石護坡1070.9利用7#墩下導墻及澆砼擋墻防滲及護坡461.31532.25圍堰拆除32394.717957.222898.173250備注其中填筑料5918、651.8m3；心墻截水溝開挖為13598.2m3，預計可利用砂礫石料約4000m3。2.5 河床截流 （1） 截流前二期工程形象進度根據施工總進度計劃，2007年8月10日二期截流合垅。截流前二期工程達到如下形象進度： 廠房主機段砼澆筑至241.54m。 右岸1#7#閘墩已全部竣工、且1#7#閘墩的公路橋具備通行條件。 右岸5孔泄水閘形成，具備分流條件。2007年4月20日，開始拆除一期上、下游土石圍堰，分水上、水下兩層從左向右拆除，5月1日前拆除完畢。 （2） 截流時間與截流標準根據招標文件及本合同工程的施工總進度計劃，主河床截流時間安排在2007年的8月上旬，截流標準為94月份5年一遇設19、計洪水流量1520m3/s，圍堰合垅后相應上游水位高程243.96m，下游水位高程240.87m。 （3） 截流設計主河床截流在二期上游圍堰軸線進行，由右岸5孔溢流堰過流，底板高程236.5.00m。戧堤軸線總長156m，預進占戧堤頂高程240m，頂寬10m，戧堤上下游邊坡均為1:1.5，堤頭推進邊坡坡比為1:1.3，根據水力學計算成果分析，戧堤從左至右預進占126m，預留龍口頂寬30m，為防止水流沖刷，截流前龍口拋大塊石形成裹頭保護。截流從左至右，單向單戧立堵進占截流，根據水力學計算成果分析(Qg=mB2gH03/2單位 ：m3/s)，龍口分、三區拋投合垅，各區長度均為10m，龍口最終落差220、.3m，最大平均流速3.76m/s。截流龍口水力學計算成果見表8，根據截流計算，截流拋投材料用量見表9。表8 截流龍口水力學計算成果表項 目單 位龍口寬度（軸線寬度m）302010龍口分流量m3/s406.4254.0127.0溢流堰分流量m3/s1113.612661393上游水位m242.55242.88243.39下游水位m240.27240.27240.27龍口落差m2.282.613.12單寬流量m3/s.m13.512.712.7龍口平均流速m/s3.763.1852.99單寬功率t.m/s.m30.7833.14739.624（4） 截流材料預進占料利用右岸宅基地開挖儲料及右岸圍21、堰拆除的石渣，由左岸運輸至截流戧堤直接填筑，預進占石渣料14068.3m3。截流龍口備料場設在右岸上游原右岸宅基地開挖儲料的土石料場內，龍口拋投工程量1386m3，考慮備料安全系數，共備料1636m3。備料時將不同粒徑的料子分區堆放，截流前在戧堤的左端頭設汽車回轉平臺。表9 截流拋投材料用量表戧堤分區單位預進占區分區長度m126101010進占長度m126136146156平均流速m/s2.262.262.272.273.223.220拋投材料一般石渣0.6mm312512545拋投工程量m314068.3565565188截流備料量m3665665238（5） 截流施工本工程截流在二期上游圍22、堰進行，截流后上、下游圍堰與縱向圍堰形成二期基坑。截流采用從左向右單向立堵的截流方式，預進占石渣采用棄渣場石渣料運至堤頭填筑，龍口段拋投料利用反鏟、裝載機在備料場裝料，15t自卸汽車運料至堤頭卸料，堤頭布置推土機，將渣料推入水中，龍口拋投料粒徑主要視流速而定，拋投重點放在上游側，在龍口推進到困難時，采用上游挑角法拋投，在上游角集中拋投大塊渣料，下游低速回流區拋投塊徑較小的石渣跟進直至合垅，截流拋投總工程量1386m3，擬采用8小時截流，平均拋投強度173m3/h。下游圍堰由左向右尾隨上游戧堤進占，進占頂高程240.00m，并在上游圍堰戧堤合垅后在靜水中合垅。（6）截流施工設備截流施工所需的主要23、機械設備見表10。表10 截流施工設備表名 稱規格型號單位數 量備 注運輸車輛15t輛11推土機D85臺1堤頭和備料場各一臺裝載機ZL50臺2備料場挖掘機PC220臺2備料場第三章導流建筑物施工3.1堰體施工3.11二期圍堰施工布置 施工道路布置：從右岸下游施工道路沿尾水渠左擋墻修筑棧橋或填筑石渣上1#閘墩公路橋，再從7#閘墩公路橋填筑石渣下二期縱向圍堰施工道路至上下游圍堰左端頭，路面寬6m，坡度小于16%。詳見二期導流施工平面布置圖。 料場二期圍堰施工所需填筑料均利用右岸宅基地開挖儲料及右岸圍堰拆除料，圍堰自右岸上游白果灣棄渣場取料，運距均在1.52.0km以內。3.12 二期圍堰施工一期圍24、堰包括上、下游土石圍堰，按照投標進度安排，2007年4月20日開始一期上、下游土石圍堰的拆除。2007年1月1日開始二期縱向圍堰施工，2007年2月28日施工完成。2007年7月31日開始二期上、下圍堰戧堤施工，戧堤預進占用石渣由右岸宅基地開挖儲料填筑。一期圍堰于5月1日拆除完成，主河床截流合垅定于8月10日。合垅后，進行粘土心墻填筑施工，最后施工迎水面的拋石護坡。施工順序為：過濾料填筑壓實粘土心墻挖填壓實大塊石護面。在基坑排水的同時，對圍堰加寬加高至設計斷面。粘土心墻用料利用壩址下游永久性征地范圍內的粘土。心墻施工方法同樣采用反鏟挖掘機裝車，15T自卸汽車運輸，ZL50裝載機平整、振動碾碾壓25、或載重汽車碾壓。戧堤合垅閉氣后，應首先完成240.3m高程以下部分堰體的加高培厚和上游丁壩的填筑，然后進行截水溝開挖和粘土心墻填筑。240.3m高程以下防滲體施工完成后，堰體繼續加高上升至設計高程。堰體施工嚴格按0.5m每層進行分層填筑、碾壓，防滲體按每3.0m一層進行開挖、填筑。拋石護坡石料同樣采用宅基地開挖棄料中的大塊石料；拋填時由15自卸汽車直接沿坡面傾倒，人工配合挖掘機修整。塊石料選料參照截流龍口拋填料穩定計算所用的伊茲巴什計算公式：相應流速/粒徑關系曲線如下表：11抗沖流速拋填石粒徑重量關系曲線抗沖流速(m/s)塊石粒徑(m)塊石重量(T)塊石分類2.00.150.005中石2.5026、.230.0173.00.370.0553.50.460.1364.00.600.300大石4.50.760.6205.00.941.1603.13縱向圍堰砼施工二期縱向圍堰在7#墩處向上游澆30 m的擋水墻防滲，下游利用7#閘墩下導墻并接長15 m擋水墻作縱向圍堰防滲，砼圍堰工程量為C15砼540m3（未包括永久建筑物工程量）。詳見擋水墻剖面圖。3.2施工期觀測為保證土石圍堰在施工期內的安全運行，將設置相應的安全監測設施對其工作形態進行監測，獲取相關資料。 堰頂垂直位移觀測：埋設水準標點，利用壩區的水準基點為基準點，采用二等水準測量進行垂直位移監測。 由經驗豐富的觀測人員進行日常巡視并在汛期27、加密，直觀的檢查圍堰情況。3.3施工排水基坑施工排水分初期排水和經常性排水。3.3.1初期排水初期排水主要排基坑積水、圍堰滲水及可能降水，二期基坑積水按6天排干考慮，排水強度300m3/h，排水設備布置在下游圍堰左端內側搭設的浮排上。二期基坑初期排水設備配置見表12。表12 基坑初期排水設備表排水時間（d）排水強度（m3/h）設備型號臺數單機排量（m3/h）備注二期基坑6300水泵（55KW）2/潛水泵（30KW）43.3.2經常性排水經常性排水主要排降水、滲水及施工棄水。降水按抽水時段內最大日降水量在當天排干考慮，施工棄水不疊加。對于降雨，為避免兩岸雨水和生活用水直接流入基坑，在兩岸邊坡設置28、必要的排、截水溝或渡槽，使其直接引入基坑以外，僅考慮基坑范圍內的降雨排除。基坑排水采用明溝排水系統，布置排水干支溝及集水井，排水設備布置在集水井中。大壩基坑經常性排水強度按300m3/h考慮，一、二期基坑經常性排水設備配置見表5-9。實際施工中，如圍堰滲水可增設水泵排水。表13基坑經常性排水設備表排水時間（d）排水強度（m3/h）設備型號臺數單機排量（m3/h）備注二期基坑6300潛水泵（30KW）4/潛水泵（30KW）6/3.4 工期計劃根據業主既定的8月10日進行二期圍堰合垅這一目標工期，綜合考慮本工程的各種實際情況，擬定二期導流建造物施工工期如下：（1）戧堤填筑合垅：2007年8月05日29、8月10日，共5天；（2）圍堰防滲處理及加高培厚：2007年8月10日8月26日，共16天；（3）圍堰基坑抽水：2007年8月148月20日，共6天；8月14日試抽水；（4）基坑開挖：2007年9月1日9月30日，共30天；（5）圍堰拆除：2008年4月30日5月15日，共15天；3.5安全渡汛根據施工總進度，本工程經歷20062008年兩個汛期，汛期必須做好安全渡汛工作。 2006年汛期由縱向圍堰及一期上、下游土石圍堰擋水施工，擋水標準為5年一遇洪水，當預報有20年一遇洪水時，迅速撤離基坑內人員及設備，打開閘壩上游圍堰沖水缺口，提前往基坑沖水淹沒基坑，以保護廠房上、下游土石圍堰的安全； 2030、07年在全年廠房圍堰的保護下，施工右岸廠房主機段，8月廠房主機段砼澆筑至241.54m。 建立水情預報系統，加強洪水預報工作，及時、準確地掌握洪水情況，為防汛搶險留出充足的反應時間，盡量減少洪水損失； 提出渡汛報告措施并制定相應防護措施，遞交監理工程師批準，汛前備足必要的防汛物資、設備和勞力，確保場內交通、供電和通訊系統暢通，并主動同當地防汛指揮部加強聯系和協調，服從當地或水利部防汛總指揮部的統一高度指揮； 優化施工組織設計，合理安排施工總進度計劃，力保汛前混凝土澆筑高程達到渡汛形象要求。3.6圍堰拆除二期圍堰拆除將結合廠房全年圍堰填筑需要，采用反鏟挖掘機挖裝，15T自卸汽車運輸的方式進行。可利用的圍堰棄料用來填筑廠房全年圍堰，水下受浸泡等不可利用部分運至業主指定棄渣場。圍堰拆除分層進行，拆除按從縱向圍堰向河岸方向漸退進行，并應拆至235.0m高程，特別是靠近壩址溢流堰部分。