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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(qū)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(fā)電、供水為主，兼有航運、養(yǎng)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年一2、遇，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(fā)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(zhì)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(fā)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3、口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(fā)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(qū)下游側，采用產(chǎn)內(nèi)式，平面尺寸為23.8ml7.0m（長寬）。緊鄰發(fā)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(qū)，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(jù)芷江氣象站實測資料4、統(tǒng)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(fā)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(fā)源于貴州省甕安縣境內(nèi)，自西南向東流經(jīng)貴州于新晃進入湖南，再經(jīng)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(qū)，流域洪水主要由暴雨形成，具有山區(qū)性河流陡漲陡落的特點。根據(jù)芷江水文站1951年2003年實測資料分析，舞水流域洪水一般發(fā)生在49月份，以57月份出現(xiàn)機會最多，出現(xiàn)機率為81.1，其中，6月份出現(xiàn)機率達35、4.0；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(diào)節(jié)水庫，對下游洪水有凋節(jié)作用。根據(jù)蟒塘溪水庫調(diào)度方式，經(jīng)相關專業(yè)調(diào)洪計算，蟒塘溪水庫調(diào)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)20236.78236.7850237.03237.03100237.29237.24200237.69237.59300238.03237.88500238.57238.39750239.08238.871000239.51239.28125026、39.91239.651500240.27240.002000240.93240.672500241.51241.263000242.13241.883500242.70242.474000243.25243.034500243.79243.585000244.30244.106000245.30245.127000246.26246.098000247.17247.039000248.08247.9510000248.97248.84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（）4.86.310.516.421.124.527.327、7.023.117.512.27.116.5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8、分析推求。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第二章一期施工導流方案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、電站廠房和升船機為4級。根據(jù)水利水電工程施工組織設計規(guī)范（SL3032004），本工程相應導流建筑9、物為級。導流標準：土石圍堰洪水重現(xiàn)期為105年，混凝土圍堰洪水重現(xiàn)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(jù)主體工程建筑物布置特點、壩址地形地質(zhì)及水文條件，本工程適宜采用分期導流方式。發(fā)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(xù)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10、汛期停止溢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/。2.4導流水力計算一期導流由左側河床過流，根據(jù)我部進場后對壩軸線天然河床高程實測和上述導流方式計算，一期導流實際河床束窄率小于預測值。主要是因為左岸河床天然底高程較右岸11、河床低，這將能在一定程度上減輕一期導流施工期間的枯期渡汛壓力。根據(jù)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，左岸河床過流面積為321.53m2，相應平均流速為4.73m/s。相關計算公式如下：上游水深：H=240.30-237.32(實測河床底高程)=2.98 m，為明渠導流L：縱向圍堰長度雍高水位為：VC=Q/B1V0=Q/B式中：VC 為收縮斷面流速，按束窄河床平均流速計算（m/s），取0.9安全系統(tǒng)；Q 設計導流流量（m3/s）,Q=1520 m3/；B1束窄河床(左岸)斷面面積（m2），B1=321.53 m2；B12、河床斷面面積（m2），B=673.43 m2；Z 雍高（m）；流速系數(shù)，取0.85；V0行近流速（m/s）；g 重力加速度（取9.8m/s2）；根據(jù)上述公式計算如下：V0=Q/B=1520/673.43=2.26 m/VC=（Q/B1）/0.9=(1520/321.53)/0.9=4.73/0.9=5.25 m/上游水頭H0=H+V02/2g=2.98+2.262/(2*9.8)=3.24m雍高水位為：=1*5.252/(0.852*2*9.8)-2.262/(2*9.8)=1.72 m上游圍堰堰高程=上游水頭+雍高水位+安全超高+實測河床底高程 =3.24+1.72+0.6+237.32=213、42.88 m下游圍高程=下游水位(查水位流量計算表)+安全超高=240.27+0.6=240.87m根據(jù)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 項一期導流備注設計洪水標準（P）20%導流時段94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）242.28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）242.88下游堰頂高程（m）240.87束窄率（）47.8雍高水位Z（m）1.72束窄河床最大平均流速（m/s）4.73鑒于一期導流較為簡單，左岸過流河道導流能力遠遠大于枯期過流流量標準，因此暫不進行過流能力驗算。在防14、洪渡汛方案中，我部將根據(jù)左岸疏挖后的實際河床糙率等參數(shù)計算出1000m3/s5500m3/s間不同流量的相應水位和洪水水面線、上游水深等具體參數(shù)。2.5導流建筑物設計根據(jù)分期導流施工需要、基坑施工干道布置和相應擋水要求，一期上游橫向圍堰與縱向圍堰交匯處布置在距壩軸線L0-45.78，K0+149.56樁號處（1#點），一期下游游橫向圍堰與縱向圍堰交匯處布置在距壩軸線L0+83.47，K0+149.56樁號處（2#點）；上下游圍堰與公路連接端距離壩軸線長度分別為111.86m和133.87m。縱向圍堰布置于7#孔9#孔之間，其中心線距離廠房與安裝間分縫線（即K0+0.00樁號處）為149.56m15、。這主要是因為考慮到盡最大程度增加左岸束窄河道的過流斷面，以充分降低一期導流期間右岸主體工程的施工風險。根據(jù)上述布設，縱向圍堰其背水坡坡腳距離7#孔分縫處有15m，根據(jù)相關規(guī)范規(guī)定，滿足閘壩二期土石方工程爆破安全距離要求（該距離遠大于規(guī)范提供的經(jīng)驗值爆破區(qū)距離新砼10m以上的，可采用0.5m的淺孔小炮爆破）。由于施工工期緊，目前離業(yè)主提出的8.28主體工程基坑開挖這一目標工期僅有24天，而壩址及上、下游圍堰所處位置的河床覆蓋層雖然滲透系數(shù)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(xiàn)有施工機械設備的性能，16、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。根據(jù)擬定的施工導流方案，一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（4.73m/s）較大，因此一期圍堰迎水面（特別是縱向圍堰迎水面）將采用拋石護面防沖。而為了保證一期導流期間左岸束窄河床達到較好的過流效果，上游橫向圍堰與縱向圍堰形成115內(nèi)角，下游圍堰與縱向圍堰內(nèi)角為115。鑒于河床最大底流流速一般產(chǎn)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。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17、結構型式見上游圍堰標準斷面圖和下游圍堰標準斷面圖，圍堰布置見一期施工導流總平面布置圖。表6：一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）一期上游橫向心墻土石圍堰1211.5242.886.027.106.03141.09下游橫向心墻土石圍堰1211.5240.876.023.154.90154.14縱向上游心墻土石圍堰1211.5242.886.027.106.03156.48縱向下游心墻土石圍堰1211.5240.876.023.154.90表7：一期導流工程量匯總表（單位：m3）序號項目名稱一期圍堰合計上游橫18、向縱向下游橫向1堰體石渣16356.317562.111246.545164.92截水溝開挖7157.48079.95546.120783.43粘土心墻7157.48079.95546.120783.44拋石護坡968.61106.8450.02525.45圍堰拆除31639.734828.722788.789257.1備注其中填筑料65948.3m3；心墻截水溝開挖為20783.4m3，預計可利用砂礫石料約6000m3。第三章導流建筑物施工3.1堰體施工戧堤進占填筑按七里橋壩址8月份月平均洪水流量（P=20%）231m3/s計，考慮上游電站發(fā)電等對水位和影響，因此相應的戧堤設計高程為240.19、00m。考慮到七里橋水電站與壩址上游的蟒塘溪電站為兄弟單位，本項目工程一期圍堰施工期間可聯(lián)系蟒塘溪電站進行下泄流量調(diào)節(jié)，這將在一定程度上降低戧堤設計高程（具體根據(jù)協(xié)調(diào)結果進行臨時調(diào)整，但須報監(jiān)理、業(yè)主同意），減少戧堤形成后，堰體底部河床砂礫石透水層的開挖和填筑防滲心墻的施工難度，最大程度上杜絕圍堰滲漏。本地土石料場雖多，但多為民居地或農(nóng)業(yè)用地，征地及開采極不方便，且費用較高。對此，根據(jù)本項目工程實際情況，將充分利用宅基地開挖土石棄渣作為一期圍堰戧堤填筑用料。戧堤施工分別從上下游圍堰同時進占，進占順序按從右岸往河床中部方向進行，最后在縱向圍堰合攏。戧堤進占施工采用反鏟挖掘機裝車4臺，15T自卸汽20、車運輸8臺， ZL50裝載機平整2臺。粘土心墻用料利用壩址下游永久性征地范圍內(nèi)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、振動碾碾壓或載重汽車碾壓。戧堤合攏閉氣后，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(xù)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(wěn)定計算所用的21、伊茲巴什計算公式： 相應流速/粒徑關系曲線如下表：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2.50.230.0173.00.370.0553.50.460.1364.00.600.300大石4.50.760.6205.00.941.1603.2工期計劃根據(jù)業(yè)主既定的8月28日進行主體工程基礎開挖這一目標工期，綜合考慮本工程的各種實際情況和宅基地開挖進度與壩址下游移民進度的矛盾問題，擬定一期導流建造物施工工期如下：（1）戧堤填筑合攏：2006年8月15日8月20日，共5天；（2）圍堰防滲處理及加高培厚：2006年8月20日8月25日，共6天；（3）圍堰基坑抽水：2006年8月238月27日，共5天；8月23日試抽水；（4）基坑開挖：2006年8月28日10月6日，共38天；（5）圍堰拆除：2007年4月20日4月30日，共10天；3.3圍堰拆除一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?shù)姆绞竭M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(yè)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。