七里桥水电站工程导流施工方案（18页）.doc

1、第一章综合说明1.1工程概况七里桥水电站工程坝址位于芷江县城城区下游约4km，坝址以上流域面积8227km2，其中上游蟒塘溪水库控制流域面积8182km2。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。本工程水库正常蓄水位244.0m，相应库容为831.0万m3；水库校核洪水位247.32m，相应库容为1731.6万m3。工程永久性建筑物包括挡水坝、电站厂房、升船机为3级建筑物，临时建筑物级别为5级。挡水坝防洪标准为30年一遇洪水设计，100年一遇洪水标准校核。电站厂房为挡水建筑物的一部分，其上游防洪标准与挡水坝相同，下游设计洪水标准儿30年一遇

2、，校核洪水标准为100年一遇，消能防冲建筑物设计洪水标准为20年一遇。本工程枢纽总平面布置按主要建筑物从左至右依次为左岸土坝、左岸重力坝、斜面升船机、溢流闸坝、发电主副厂房、右岸重力坝等。河床段布置溢流闸坝，坝段长214.0m，共设15孔泄水孔，闸孔尺寸为12m7.5m（宽高），溢流堰顶高程236.5m，采用钢质弧门挡水，液压启闭；溢流闸坝左侧布置转盘式斜面升船机，轴线长172.92m，升船机左侧布置左岸重力坝和土坝与左岸G320国道相接，重力坝段长15.0m； 土坝段长11.93m。发电厂房布置在溢流坝右侧，为河床式。主厂房顺水流方向由进水渠、拦污栅、进口检修闸门、主副厂房、下游防洪墙、出口

3、检修闸门及尾水渠组成；主厂房平面尺寸为31.5m170m（长宽），安装2台单机容量6.75MW贯流式式水轮发心机组，水轮机转轮直径4.4m；安装场位于主厂房右侧，平面尺寸为23.8ml7.0m（长宽）；副厂房紧靠主厂房及安装场下游侧，分三层布置：升压站布置在厂区下游侧，采用产内式，平面尺寸为23.8ml7.0m（长宽）。紧邻发电厂房右侧布置右岸重力坝与岸坡相接，坝段长51.6lm。1.2水文、气象条件芷江县城位于湖南省西部，属副热带季风气候区，春夏暴雨多，夏秋季之间偶有台风雨，秋季由于冷空气南下也能造成强烈暴雨，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。根据芷江气象站实测资料统

4、计，多年平均气温16.5，历年极端最高气温39.1，历年极端最低气温11.5，多年平均相对湿度80，多年平均年降雨量1256.4mm，多年平均蒸发量1185.5mm，多年平均风速1.6m/s，最大风速19.3ms。七里桥水电站坝址位于舞水河中下游，舞水是沅水上游的一级支流，发源于贵州省瓮安县境内，自西南向东流经贵州于新晃进入湖南，再经芷江、怀化等地，于黔城汇入沅水。舞水河位于副热带季风气候区，流域洪水主要由暴雨形成，具有山区性河流陡涨陡落的特点。根据芷江水文站1951年2003年实测资料分析，舞水流域洪水一般发生在49月份，以57月份出现机会最多，出现机率为81.1，其中，6月份出现机率达34

5、.0；并且洪水单峰多于复峰，一次洪水过程多为25天。由于坝址上游于2000年建成蟒塘溪水库，总库容1.53亿m3，有效库容0.85亿m3，为一个季调节水库，对下游洪水有凋节作用。根据蟒塘溪水库调度方式，经相关专业调洪计算，蟒塘溪水库调蓄后，七里桥坝址水位流量关系曲线如下表1：表1：坝址水位流量关系曲线表流量（m3/S）天然水位(m)疏挖后水位(m)20236.78236.7850237.03237.03100237.29237.24200237.69237.59300238.03237.88500238.57238.39750239.08238.871000239.51239.28125023

6、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：芷江气象要素各月分布情况表气象要素1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月全年气温（）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3：七里桥坝址施工期设计洪水（单位：m3/s）施工期频率（）102033.39月3月175011206949月4月20801520110010月3月150097261910月4月19301430105012月2月449315219坝址分月平均流量频率成果直接采用本次推求坝址天然月平均流量成果分

8、析推求。成果见下表4。表4:七里桥坝址施工分月平均流量（单位：m3/s）月份频率（）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第二章二期施工导流方案2.1导流标准七里桥水电站为等中型工程，主要建筑物拦河闸坝、电站厂房为4级。根据水利水电工程施工组织设计规范（SL3032004），本工程相应导流建筑物为级。导

9、流标准：土石围堰洪水重现期为105年，混凝土围堰洪水重现期为53年。本工程采用土石围堰，设计洪水标准选用5年一遇导流标准，导流流量为1520 m3/s。2.2导流方式及时段根据主体工程建筑物布置特点、坝址地形地质及水文条件，本工程适宜采用分期导流方式。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；为保证两期工程的施工连续性、均衡性，尽早建成受益，本合同工程采用招标文件推荐的分期导流方式，即分期（枯期）大基坑加厂房全年小围堰型式。一期先围右岸厂房段和右岸6.5孔溢流坝段，枯水期利用左岸束窄河床导流；第二年汛期停止溢

10、流坝段主体工程施工，并利用右岸已建成的5孔溢流坝和左岸束窄河床导流；二期围剩余的8.5孔溢流坝，枯水期利用右岸已建成的5孔溢流坝过流。一期导流工程按2006年9月份至2007年4月份枯水期时段的洪峰流量进行设计，围堰型式为低水土石围堰，相应导流设计流量为1520m3/。二期导流按2007年9月份2008年4月份枯水期时段进行施工，相应设计导流流量为1520m3/。厂房小基坑围堰按全年渡汛设计，相应流量为3620m3/。2.3 导流水力计算二期导流由右岸已建成的5孔溢流坝过流，根据设计导流流量1520m3/s相应水位240.30m和实测天然河床底高程推算，天然河道过流面积为673.43 m2（详

11、见一期导流方案），5孔溢流坝过流上流断面面积为315.35m2，相应平均流速为4.82m/s，导流的流态按宽顶堰处理。相关计算公式如下：上游水头计算公式为：H0=(Q/(mB22g)2/3雍高水位计算公式为：VC=Q/B1V0=Q/B式中：VC为收缩断面流速，5孔溢流坝平均流速计算（m/s），取0.9安全系统；Q设计导流流量（m3/s）,Q=1520 m3/；-侧收系数,取=0.9；m- 流量系数,m=0.32+0.01*(3-P1/H)/(0.46+0.75P1/H)=0.665B25孔溢流坝过水宽度，B2=12*5=60mB15孔溢流坝断面面积（m2），B1=270.3m2；B上游河床过水

12、断面面积（m2），B=315.35 m2；Z雍高（m）；流速系数，取0.85；V0行近流速（m/s）；g重力加速度（取9.8m/s2）；根据上述公式计算如下：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/上游水头H0=(Q/mB22g )2/3=4.505m雍高水位为：=1*6.2482/(0.852*2*9.8)-4.822/(2*9.8)=1.572 m上游围堰堰高程=上游水头+雍高水位+安全超高+实测河床高程 =4.505+1.572+0.6+237.32=243.997m下游围高程=下

13、游水位(查水位流量计算表)+安全超高=240.27+0.6=240.87m根据上述公式计算的导流水力特性如下表5：表5：导流水力特性表分 期分 项二期导流备注设计洪水标准（P）20%导流时段07年9月08年4月导流流量（m3/s）1520围堰型式不过水土石围堰上游围堰挡水水位（m）243.397下游围堰挡水水位（m）240.27安全超高（m）0.6上游堰顶高程（m）243.997下游堰顶高程（m）240.87束窄率（）33.9雍高水位Z（m）1.5725孔过流最大平均流速（m/s）4.822.4导流建筑物设计二期上、下游围堰为土石围堰，上游围堰轴线与纵向砼围堰轴线的交点为坝上L0+037.0，

14、右端与等高线相接；下游围堰轴线与纵向砼围堰轴线的交点为坝下L0+76.0，右端与等高线相接；闸坝纵向围堰布置在桩号坝右B0+124.0。坝址及上、下游围堰所处位置的河床覆盖层虽然渗透系数较大，但覆盖层不厚、处理相对简单。因此采用施工难度相对较小和施工工期较短的土石围堰配合防渗心墙较为适宜。考虑到砂砾石覆盖层的特点，结合现有施工机械设备的性能，围堰基础防渗采用在戗堤上开挖截水沟并进行粘土心墙防渗处理，不另行作灌浆防渗处理。二期上游围堰采用粘土心墙防渗，围堰上游迎水面设1.0m厚块石护面；围堰顶宽7.0m，迎水面边坡为1：2.0，背水面边坡为1：1.5。围堰堰顶高程243.96m，最大堰高12.5

15、m，长度约156.0m。二期下游围堰为土石结构，粘土心墙防渗，迎水面设1.0m厚块石护面；围堰顶宽7.0m，迎水面边坡为1：2.0，背水面边坡为1：1.5。围堰堰顶高程240.87m，最大堰高5.5m，长度约158.0m。闸坝纵向围堰挡水标准同二期围堰，采用混凝土重力式结构，堰顶高程242. 0m，边坡1：0.6，长度约30m。根据拟定的施工导流方案，二期导流束窄率虽然不大，但相应的束窄河床段流速最大平均流速（6.67m/s）较大，因此二期围堰迎水面（特别是纵向围堰迎水面）将采用抛大块石护面防冲。而为了保证二期导流期间5孔导流达到较好的过流效果，上游横向围堰与纵向围堰形成110内角，下游围堰与

16、纵向围堰内角为105。鉴于河床最大底流流速一般产生于上游围堰的转角处，对此，拟在上游围堰和纵向围堰裹头处向上游方向做一个小型顺水堆石丁坝，与纵向围堰形成110外角，并作0.50 m厚水下混凝土护脚。这样可大大降低上游围堰与纵向围堰交接裹头处的流速，以尽量降低水流对堰脚的淘刷。围堰具体结构型式见围堰标准断面图，围堰布置见二期施工导流总平面布置图。表6：二期导流建筑物结构特性表分期分项部位围堰型式迎水面坡比背水面坡比堰顶高程（m）顶宽（m）底宽（m）堰体高度（m）围堰长度（m）二期上游横向心墙土石围堰1211.5243.9976.027.106.03156.0下游横向心墙土石围堰1211.5240

17、.876.023.154.90158.0纵向上游心墙土石围堰1211.5243.9976.027.106.03160.0纵向下游心墙土石围堰1211.5240.876.023.154.90表7：二期导流工程量汇总表（单位：m3）序号项目名称二期围堰合计上游横向纵向下游横向1堰体石渣16568.317957.211528.146053.62截水沟开挖7913.205685.021859.83粘土心墙7913.205685.021859.84抛石护坡1070.9利用7#墩下导墙及浇砼挡墙防渗及护坡461.31532.25围堰拆除32394.717957.222898.173250备注其中填筑料59

18、651.8m3；心墙截水沟开挖为13598.2m3，预计可利用砂砾石料约4000m3。2.5 河床截流 （1） 截流前二期工程形象进度根据施工总进度计划，2007年8月10日二期截流合垅。截流前二期工程达到如下形象进度： 厂房主机段砼浇筑至241.54m。 右岸1#7#闸墩已全部竣工、且1#7#闸墩的公路桥具备通行条件。 右岸5孔泄水闸形成，具备分流条件。2007年4月20日，开始拆除一期上、下游土石围堰，分水上、水下两层从左向右拆除，5月1日前拆除完毕。 （2） 截流时间与截流标准根据招标文件及本合同工程的施工总进度计划，主河床截流时间安排在2007年的8月上旬，截流标准为94月份5年一遇设

19、计洪水流量1520m3/s，围堰合垅后相应上游水位高程243.96m，下游水位高程240.87m。 （3） 截流设计主河床截流在二期上游围堰轴线进行，由右岸5孔溢流堰过流，底板高程236.5.00m。戗堤轴线总长156m，预进占戗堤顶高程240m，顶宽10m，戗堤上下游边坡均为1:1.5，堤头推进边坡坡比为1:1.3，根据水力学计算成果分析，戗堤从左至右预进占126m，预留龙口顶宽30m，为防止水流冲刷，截流前龙口抛大块石形成裹头保护。截流从左至右，单向单戗立堵进占截流，根据水力学计算成果分析(Qg=mB2gH03/2单位 ：m3/s)，龙口分、三区抛投合垅，各区长度均为10m，龙口最终落差2

20、.3m，最大平均流速3.76m/s。截流龙口水力学计算成果见表8，根据截流计算，截流抛投材料用量见表9。表8 截流龙口水力学计算成果表项 目单 位龙口宽度（轴线宽度m）302010龙口分流量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龙口落差m2.282.613.12单宽流量m3/s.m13.512.712.7龙口平均流速m/s3.763.1852.99单宽功率t.m/s.m30.7833.14739.624（4） 截流材料预进占料利用右岸宅基地开挖储料及右岸围

21、堰拆除的石渣，由左岸运输至截流戗堤直接填筑，预进占石渣料14068.3m3。截流龙口备料场设在右岸上游原右岸宅基地开挖储料的土石料场内，龙口抛投工程量1386m3，考虑备料安全系数，共备料1636m3。备料时将不同粒径的料子分区堆放，截流前在戗堤的左端头设汽车回转平台。表9 截流抛投材料用量表戗堤分区单位预进占区分区长度m126101010进占长度m126136146156平均流速m/s2.262.262.272.273.223.220抛投材料一般石渣0.6mm312512545抛投工程量m314068.3565565188截流备料量m3665665238（5） 截流施工本工程截流在二期上游围

22、堰进行，截流后上、下游围堰与纵向围堰形成二期基坑。截流采用从左向右单向立堵的截流方式，预进占石渣采用弃渣场石渣料运至堤头填筑，龙口段抛投料利用反铲、装载机在备料场装料，15t自卸汽车运料至堤头卸料，堤头布置推土机，将渣料推入水中，龙口抛投料粒径主要视流速而定，抛投重点放在上游侧，在龙口推进到困难时，采用上游挑角法抛投，在上游角集中抛投大块渣料，下游低速回流区抛投块径较小的石渣跟进直至合垅，截流抛投总工程量1386m3，拟采用8小时截流，平均抛投强度173m3/h。下游围堰由左向右尾随上游戗堤进占，进占顶高程240.00m，并在上游围堰戗堤合垅后在静水中合垅。（6）截流施工设备截流施工所需的主要

23、机械设备见表10。表10 截流施工设备表名 称规格型号单位数 量备 注运输车辆15t辆11推土机D85台1堤头和备料场各一台装载机ZL50台2备料场挖掘机PC220台2备料场第三章导流建筑物施工3.1堰体施工3.11二期围堰施工布置 施工道路布置：从右岸下游施工道路沿尾水渠左挡墙修筑栈桥或填筑石渣上1#闸墩公路桥，再从7#闸墩公路桥填筑石渣下二期纵向围堰施工道路至上下游围堰左端头，路面宽6m，坡度小于16%。详见二期导流施工平面布置图。 料场二期围堰施工所需填筑料均利用右岸宅基地开挖储料及右岸围堰拆除料，围堰自右岸上游白果湾弃渣场取料，运距均在1.52.0km以内。3.12 二期围堰施工一期围

24、堰包括上、下游土石围堰，按照投标进度安排，2007年4月20日开始一期上、下游土石围堰的拆除。2007年1月1日开始二期纵向围堰施工，2007年2月28日施工完成。2007年7月31日开始二期上、下围堰戗堤施工，戗堤预进占用石渣由右岸宅基地开挖储料填筑。一期围堰于5月1日拆除完成，主河床截流合垅定于8月10日。合垅后，进行粘土心墙填筑施工，最后施工迎水面的抛石护坡。施工顺序为：过滤料填筑压实粘土心墙挖填压实大块石护面。在基坑排水的同时，对围堰加宽加高至设计断面。粘土心墙用料利用坝址下游永久性征地范围内的粘土。心墙施工方法同样采用反铲挖掘机装车，15T自卸汽车运输，ZL50装载机平整、振动碾碾压

25、或载重汽车碾压。戗堤合垅闭气后，应首先完成240.3m高程以下部分堰体的加高培厚和上游丁坝的填筑，然后进行截水沟开挖和粘土心墙填筑。240.3m高程以下防渗体施工完成后，堰体继续加高上升至设计高程。堰体施工严格按0.5m每层进行分层填筑、碾压，防渗体按每3.0m一层进行开挖、填筑。抛石护坡石料同样采用宅基地开挖弃料中的大块石料；抛填时由15自卸汽车直接沿坡面倾倒，人工配合挖掘机修整。块石料选料参照截流龙口抛填料稳定计算所用的伊兹巴什计算公式：相应流速/粒径关系曲线如下表：11抗冲流速抛填石粒径重量关系曲线抗冲流速(m/s)块石粒径(m)块石重量(T)块石分类2.00.150.005中石2.50

26、.230.0173.00.370.0553.50.460.1364.00.600.300大石4.50.760.6205.00.941.1603.13纵向围堰砼施工二期纵向围堰在7#墩处向上游浇30 m的挡水墙防渗，下游利用7#闸墩下导墙并接长15 m挡水墙作纵向围堰防渗，砼围堰工程量为C15砼540m3（未包括永久建筑物工程量）。详见挡水墙剖面图。3.2施工期观测为保证土石围堰在施工期内的安全运行，将设置相应的安全监测设施对其工作形态进行监测，获取相关资料。 堰顶垂直位移观测：埋设水准标点，利用坝区的水准基点为基准点，采用二等水准测量进行垂直位移监测。 由经验丰富的观测人员进行日常巡视并在汛期

27、加密，直观的检查围堰情况。3.3施工排水基坑施工排水分初期排水和经常性排水。3.3.1初期排水初期排水主要排基坑积水、围堰渗水及可能降水，二期基坑积水按6天排干考虑，排水强度300m3/h，排水设备布置在下游围堰左端内侧搭设的浮排上。二期基坑初期排水设备配置见表12。表12 基坑初期排水设备表排水时间（d）排水强度（m3/h）设备型号台数单机排量（m3/h）备注二期基坑6300水泵（55KW）2/潜水泵（30KW）43.3.2经常性排水经常性排水主要排降水、渗水及施工弃水。降水按抽水时段内最大日降水量在当天排干考虑，施工弃水不叠加。对于降雨，为避免两岸雨水和生活用水直接流入基坑，在两岸边坡设置

28、必要的排、截水沟或渡槽，使其直接引入基坑以外，仅考虑基坑范围内的降雨排除。基坑排水采用明沟排水系统，布置排水干支沟及集水井，排水设备布置在集水井中。大坝基坑经常性排水强度按300m3/h考虑，一、二期基坑经常性排水设备配置见表5-9。实际施工中，如围堰渗水可增设水泵排水。表13基坑经常性排水设备表排水时间（d）排水强度（m3/h）设备型号台数单机排量（m3/h）备注二期基坑6300潜水泵（30KW）4/潜水泵（30KW）6/3.4 工期计划根据业主既定的8月10日进行二期围堰合垅这一目标工期，综合考虑本工程的各种实际情况，拟定二期导流建造物施工工期如下：（1）戗堤填筑合垅：2007年8月05日

29、8月10日，共5天；（2）围堰防渗处理及加高培厚：2007年8月10日8月26日，共16天；（3）围堰基坑抽水：2007年8月148月20日，共6天；8月14日试抽水；（4）基坑开挖：2007年9月1日9月30日，共30天；（5）围堰拆除：2008年4月30日5月15日，共15天；3.5安全渡汛根据施工总进度，本工程经历20062008年两个汛期，汛期必须做好安全渡汛工作。 2006年汛期由纵向围堰及一期上、下游土石围堰挡水施工，挡水标准为5年一遇洪水，当预报有20年一遇洪水时，迅速撤离基坑内人员及设备，打开闸坝上游围堰冲水缺口，提前往基坑冲水淹没基坑，以保护厂房上、下游土石围堰的安全； 20

30、07年在全年厂房围堰的保护下，施工右岸厂房主机段，8月厂房主机段砼浇筑至241.54m。 建立水情预报系统，加强洪水预报工作，及时、准确地掌握洪水情况，为防汛抢险留出充足的反应时间，尽量减少洪水损失； 提出渡汛报告措施并制定相应防护措施，递交监理工程师批准，汛前备足必要的防汛物资、设备和劳力，确保场内交通、供电和通讯系统畅通，并主动同当地防汛指挥部加强联系和协调，服从当地或水利部防汛总指挥部的统一高度指挥； 优化施工组织设计，合理安排施工总进度计划，力保汛前混凝土浇筑高程达到渡汛形象要求。3.6围堰拆除二期围堰拆除将结合厂房全年围堰填筑需要，采用反铲挖掘机挖装，15T自卸汽车运输的方式进行。可利用的围堰弃料用来填筑厂房全年围堰，水下受浸泡等不可利用部分运至业主指定弃渣场。围堰拆除分层进行，拆除按从纵向围堰向河岸方向渐退进行，并应拆至235.0m高程，特别是靠近坝址溢流堰部分。