龙川稔坑水电站工程施工组织设计

广东水利电力职业技术学院水利工程系 20 届 专业课程项目设计课题名称：稔坑水电站工程施工组织设计指导教师：张军张军 编写二O一一年九月目 录课程项目设计任务书21 设计目的22 设计任务及要求22.1 设计任务22.2 设计要求23 设计资料23.1 流域概况23.1.1 上游水库概况33.1.2 工程概述33.2 自然条件43.2.1 气象43.2.2 水文43.2.3 地质概况73.2.4 天然建筑材料93.3 工程任务和作用103.3.1 工程任务与规模103.3.2 水库淹没处理及工程永久占地123.4 工程枢纽133.4.1 坝址选择及主要建筑物133.4.2 机电及金属结构173.5 施工总进度安排17附：补充工程量资料表18附图：稔坑水利枢纽工程位置图19附图：东江干流梯级布置断面图20附图：稔坑水利枢纽布置图21课程项目设计任务书1 设计目的课程项目设计是一项综合性的实践教学活动，既是实现培养目标的重要教学环节，也是检验学生运用所学基础知识去发现问题、分析问题和解决问题的能力，培养学生实践能力和创新精神的重要手段。通过本课题设计，主要是培养水利工程专业学生掌握编制实际工程施工组织设计的能力。熟悉施工组织设计的内容、编制依据、编制原则，掌握施工组织设计的编制程序和具体方法步骤。2 设计任务及要求2.1 设计任务根据所给资料（工程概况，气象，水文，地质），结合水工建筑物坝工设计选定的坝轴线及枢纽建筑物的布置，进行施工组织管理设计并完成以下主要任务：（教师根据课程具体进度及学生学习情况进行调整）1、分析有关设计资料，整理本设计必要的资料数据，收集或借阅与本设计有关的设计规范和书藉；2、结合施工条件，拟定本工程的施工导流、截流、渡汛等方案：进行导流水力计算和导流建筑物的设计，进行稳定分析和工程量计算，拟定导流建筑物施工方案，选择截流标准、截流时间及截流流量，拟定截流方案；3、根据工程的规模，施工特点及工期要求，拟定主体工程的施工方案及施工程序，选择配套施工机械；4、结合施工现场情况，合理布置场内外交通，进行施工总体布置；5、划分施工项目，整理并计算工程量，结合工程总工期要求编制施工总进度计划。6、主要技术组织措施设计：包括保证工程质量、降低成本、安全施工、现场文明施工等方面施工措施。2.2 基本要求学生要树立严谨的科学态度，认真对待，培养独立工作能力和钻研精神，提高理论知识应用能力和口头表达能力，在规定的时间内按进度计划独立完成课题。1、设计稿为电子文档，应做到字迹整洁，图文结合，文字组合应能简明扼要地表达出设计者的设计思路；2、按教师要求分阶段出设计内容，并用PPT文稿汇报。3 设计资料3.1 流域概况稔坑水电站工程位于广东省龙川县黄石镇黄榜村附近，坝址位于东江干流上游枫树坝水库至龙川县城河段，上距枫树坝水电站约29km，下游距离龙川县城约28km，坝址以上集水面积为5500km2。东江是珠江水系三大河流之一，位于东经1135011545，北纬22452520之间，河口以上面积35340km2，石龙以下是东江三角洲，石龙以上流域面积27040 km2，其中广东省境内23540 km2，占87.06%，江西省境内3500 km2，占12.94%。东江发源于江西省的桠髻钵，上游称寻邬水，南流入广东境内，至龙川合河坝汇安远水后称东江。东江流经龙川、东源、源城、紫金、惠阳、惠城、博罗至东莞市的石龙，分南北两水道入狮子洋，经虎门出海。东江全长562km，自海拔高程1101m的桠髻钵至龙川的合河坝全长138km，河道平均坡降2.21。全河段处于丘陵地带，河床陡峻，水浅河窄。龙川合河坝至博罗观音阁全长232km，河道平均坡降0.311。龙川以下两岸山势逐渐开展，在观音阁附近右岸出现平原，左岸仍为丘陵区。自博罗观音阁至东莞石龙，河道进入平原，全长150km，河道平均坡降0.173。从观音阁后开始筑有堤围，由于河宽逐渐增大，流速减小，河中沙丘多，流动性大。东江流域大于1000 km2以上的主要支流有安远水、浰江、新丰江、船塘河、秋香江、公庄河、西枝江、淡水河和石马河等。流域地势是东北高西南低，高程50500m的丘陵及低山地约占78.1%，高程50m以下的平原约占14.4%，高程500m以上的山区约占7.5%。枫树坝至龙川县老隆河段河长56.2km，河宽150300m，河床平均比降0.47，自然落差26.2m，其间有支流浰江注入，稔坑水电站是枫树坝水库下游的第二个梯级。浰江是东江上游右岸的一级支流，发源于和平县杨梅嶂。流经和平县的利源、热水、合水、林寨、东水等镇，并于龙川县城上游23.7km东水街汇入东江，流域面积1677km2， 其中干流集水面积713km2。流域内大于100 km2以上的主要支流有和平水、贝墩水、彭寨水、优胜水等5条。主河道长100km，多年平均流量42m3/s， 天然落差220m，平均坡降2.2。东江流域水系情况见附图。3.1.1 上游水库概况距本工程上游29km建有枫树坝水电站，于1973年9月下闸蓄水，同年12月发电，电站装机容量28万kW。水库控制东江上游流域面积5150km2，约占东江流域面积的15%，占稔坑坝址以上流域面积93.6%，水库总库容19.6亿m3，属年调节水库，水库的洪水重现期标准为1000年设计，5000年校核。大坝泄洪设备有6孔溢洪道和两条直径为4.2m的锥形阀放水管，溢洪道堰顶高程158.4m，每孔设有13m13m弧形闸门。由于兴建了枫树坝水库，对水库下游的洪枯流量都得到较好的调节，对航运、灌溉、供水起了有利作用。3.1.2 工程概述稔坑水电站位于东江干流上游枫树坝水库至龙川县城河段，坝址位于龙川县黄石镇新联管理区境内，行政隶属龙川县黎咀镇。东江发源于江西省的桠髻钵，上游称寻邬水，南流入广东境内，至龙川合河坝汇安远水后称东江。东江流经龙川、东源、源城、紫金、惠阳、惠城、博罗至东莞市的石龙，分南北两水道入狮子洋，经虎门出海。1991年的东江流域规划中，枫树坝稔坑河段拟定为一级开发，坝址设在公洞河口下游约200m处，正常蓄水位90m，与枫树坝电厂尾水衔接，电站装机3.6万kW，梯级开发的主要任务是发电和枫树坝电站的反调节。1993年龙川县政府委托我院编制了广东省龙川县稔坑水电站可行性研究报告，并报送省计委立项开发。但由于稔坑梯级淹没土地和迁移人口较多，给工程的实施带来困难，故从工程立项至今，一直未能动工兴建。2003年我院在开展东江流域综合规划时，根据稔坑梯级的实际情况并结合当地政府的要求，将稔坑梯级调整为两级开发，即龙潭梯级和稔坑梯级。本次的稔坑水电站可行性研究是在2003年编制的广东省东江流域综合规划报告的基础上开展工作的。该规划中把原一级开发的稔坑水电站分为龙潭和稔坑两级开发，即龙潭水电站为枫树坝水库下游第一个梯级，稔坑则为枫树坝水库下游第二个梯级水电站。稔坑水电站（二级）坝址位于黄石镇黄榜村，距上一级电站（龙潭）约17km，距枫树坝水库约29km，电站装机容量为36.7MW，电站承担枫树坝电厂的反调节任务，是一座以发电、反调节为主，兼顾航运和灌溉的低水头河床式径流电站。稔坑水电站坝址以上流域面积为5500km2，多年平均流量为140.7m3/s。本阶段选定的正常蓄水位为84.5m，相应库容为1790万m3。校核洪水位为85.11m，总库容为2060万m3，电站总装机容量为20MW，多年平均发电量7420万kWh。3.2 自然条件3.2.1 气象3.2.1.1 气象概况 东江流域属亚热带气候，高温多雨湿润，具有明显的干湿季节，气候升降也受自然地理和地形、地貌的影响，北部山区和东南沿海差异较大。3.2.1.2 降雨流域降雨以南北冷暖气团交绥的锋面雨为主，多发生在46月；其次是台风雨，多发生在79月。降雨年内分配不均，冬春干旱，夏秋洪涝，其中49月占全年的80%左右。降雨面上分布一般是西南多，东北少。东江流域具有雨量充沛，湿度大，夏季长的特点。枫树坝站多年平均降雨量为1563mm。最大年雨量为2369mm（1983年），最小年降雨量930mm（1991年）。3.2.1.3 气温流域气温较高，年平均气温在2022之间，靠近稔坑工程的龙川气象站多年平均气温为20.5，最高气温为39.6（1980年7月），最低气温为-3.6（1963年1月）。3.2.1.4 风向和风速本流域属季风区，春夏季吹东南风，秋冬季吹西北风。710月为台风盛季，据龙川站19662002年37年资料统计，多年平均风速1.6m/s，多年平均年最大风速11.5 m/s，历年最大风速22.0m/s。3.2.1.5 蒸发及相对湿度 多年平均蒸发量1038mm（E601），最大1072mm（1977年），最小907mm（1970年）。多年平均相对湿度为80%左右。3.2.2 水文稔坑水电站位于龙川县黄石镇黄榜村附近，集雨面积5500 km2，其上游28km 处有枫树坝坝下水文站（梅光水文站），1958年7月建站，集雨面积5150km2，有降雨、水位、流量、蒸发量等观测资料。枫树坝稔坑之间没有大支流加入，区间面积仅占枫树坝面积6.8%。稔坑下游28.5 km处有龙川水文站，1951年建站，集雨面积7699 km2，观测项目有降雨、水位、流量、泥沙等。3.2.2.1 径流枫树坝水库坝下水文站的径流成果的分析计算，我院在1984年东江干流梯级规划报告中和1999年东江下游及三角洲河段综合治理开发规划报告中以及2002年广东省惠州剑潭水利枢纽工程可行性研究报告均作过认真的研究，本次设计作了进一步的深入分析，由于枫树坝水库（坝后站）自1974年建成运行后至今的实测流量过程基本反映了目前实际运行情况，所以稔坑坝址的径流系列可以以1974年2002年29年流量系列作为设计径流系列。稔坑水电站坝址处日平均流量系列采用枫树坝水库建成后实际运行的坝后站的逐日实测资料，加枫树坝稔坑区间逐日径流系列（用与枫树坝龙川区间径流系列面积比计算）求得。稔坑坝址多年平均径流量140.7m3/s，多年平均径流总量44.37亿m3。年径流表中部分月份的资料见下表。年份8月9月10月上旬中旬下旬上旬中旬下旬上旬中旬下旬1974102.375.268.776.185.481.767.965.863.31975175.8198.0169.7288.8359.4214.7105.396.695.61976191.3259.8416.2176.4155.7125.598.186.799.91977292.5278.8366.9475.1503.6384.7187.2153.2141.31978100.289.669.1148.868.556.476.969.962.5197924.137.329.822.243.835.425.024.526.31980101.197.3112.588.386.1104.068.8137.276.21981114.874.660.159.554.858.0106.164.569.51982139.2173.7128.5 84.459.953.453.254.255.7198367.1113.999.293.360.056.354.449.750.41984156.2114.1198.9109.872.269.674.267.162.1198599.6102.957.649.545.853.163.757.864.91986104.699.1129.6219.4350.8188.3132.8168.1154.21987115.8114.255.168.298.462.254.049.957.21988142.6105.6104.973.773.774.965.762.164.81989158.5206.1207.9210.2153.3113.586.491.0101.7199083.2102.993.587.085.774.976.1124.4125.11991234.8264.7174.0113.8113.7145.7173.3141.6120.11992166.4188.3173.189.384.3133.9108.2119.9170.41993225.6139.8110.285.464.295.7103.287.762.11994152.4122.4136.283.171.576.179.5152.588.6199579.279.0131.9169.7139.0151.975.266.067.81996172.0127.3116.892.866.250.150.055.163.91997186.3128.0152.1153.7117.7251.0128.5100.194.61998140.9288.1210.7122.0120.8108.4107.994.1108.61999112.6164.5199.5125.8100.0105.975.387.876.2200091.279.8112.7302.3107.8110.772.783.788.42001141.3123.9170.7155.2167.3203.5108.997.191.1200298.084.171.388.675.291.354.951.764.23.2.2.2 洪水(1) 洪水特性稔坑坝址所在河段为东江上游，属山区性河流，洪水陡涨陡落，洪水主要由暴雨形成，46月份为前汛期，主要是锋面雨；79月为后汛期，多为台风雨。洪水威胁主要来自前汛期46月。(2) 设计洪水1) 历史洪水东江流域历史洪水过去做了大量工作，本次结合流域上下游平衡，枫树坝、龙川站洪水从1864年起算，首位洪水重现期N=139，在频率计算时把1964年、1961年、1966年洪水作为特大值处理。2) 枫树坝水库设计洪水采用水量平衡法将枫树坝水库洪峰、洪量系列还原延长至2002年，并进行频率计算，本次计算的设计洪峰、最大3天洪量与1984年成果很接近，但最大7天设计成果均较原成果小10%左右。通过分析，认为1984年东江流域三库联合调洪报告计算成果仍有较强的代表性，且已使用了近二十年。为了资料成果的一贯性和连续性，本次可研枫树坝水库的设计洪水仍采用1984年的三库联合调洪成果。3) 枫树坝水库龙川水文站区间洪水计算枫树坝至龙川区间集雨面积2549km2，采用枫树坝水库坝下梅光站洪水过程线用马斯京根法演进至龙川，与龙川站洪水过程线相减，即得区间洪水过程线，从该过程线上选取最大洪水特征值，进行统计分析，资料系列为1959年2002年共44年，将频率计算成果与1989年枫树坝水库洪水复查及提高效益分析报告成果进行比较。从比较结果可以看出，本次设计洪峰、最大3天、7天洪量均比1989年成果小58%，分析其原因主要是由于实测系列延长后，历史洪水重现期加长，而至1987年后区间未出现较大洪水。为了资料成果的一贯性和连续性，本次枫树坝龙川区间设计洪水仍采用1989年的枫树坝洪水复查成果。4) 龙川站天然设计洪水将龙川站洪水资料系列还原延长至2002年，并与1984年的东江流域设计洪水计算说明进行比较。从比较结果可以看出，龙川站两次设计洪水情况与枫树坝站情况相同，主要是由于洪水系列延长后，延长的系列中未出现特殊水情，为了资料成果的一贯性和连续性，本次可研龙川站设计洪水仍采用1984年的东江流域设计洪水计算说明成果。5) 龙川站（枫树坝水库调节后）的设计洪水龙川站的设计洪水先由枫树坝设计洪水按调洪原则进行凑泄，求得下泄流量过程并将其演进至龙川站，再与枫树坝龙川站区间各频率设计洪水过程线叠加，求得经枫树坝水库调洪后龙川站的各频率设计洪水过程线和各频率设计洪峰流量。计算成果见表3-2-1：表3-2-1 龙川站设计洪水成果表（上游水库调蓄后） 单位：m3/s项 目阶 段P (%)123.3351020最大流量(m3/s)东江流域规划（1986年）833069406200300023002120本次成果827669105951450230002000本次采用833069406200450030002000从上表可以看出，100年、50年、30年一遇最大流量两次计算成果相近，20年、10年一遇由于调洪原则不同，本次成果比东江流域综合规划成果大。为了设计成果的一贯性、连续性和安全性，本次龙川站100年、50年、30年一遇最大流量仍采用原成果，其它频率采用本次计算成果。6) 稔坑坝址设计洪水稔坑坝址设计洪水采用枫树坝水库调峰以后的下泄洪峰流量与龙川站经枫树坝水库调蓄后的设计洪水成果，用面积内插求得，成果如表3-2-2。表3-2-2 稔坑坝址设计洪水成果表频 率 （）123.3351020洪峰流量 (m3/s)705364925633332524911685(3) 施工洪水选用枫树坝水库建成后的枫树坝站、龙川站1974年2002年29年实测资料系列进行频率计算，并根据面积内插求出稔坑水电站施工洪水，计算成果见表3-2-3。表3-2-3 稔坑坝址施工洪水设计成果表 单位：m3/sP (%)全年93月104月103月114月113月5332512221317121713111208102491989105898510289782016854965014965014963.2.2.3坝址水位流量关系曲线本电站坝址处水位流量关系低水部分根据龙川水文站2003年8月20日实测的水位流量资料，由于是枯水期测流，上游有枫树坝水库拦蓄，测到的最大流量为295m3/s。中水部分采用水力学公式，断面根据实测大断面，糙率采用实测流量和洪水复查时反算的糙率（0.0300.040）。高水部分水位采用1974年洪水复查时查测的1964年6月16日、1961年8月27日、1968年6月13日、1962年4月18日、1959年6月水位资料，流量则采用相应时间梅光站的流量加区间流量。建议在今后的汛期加强观测，以验证中水部分水位流量关系。稔坑水电站坝址处水位流量关系见表3-2-4。表3-2-4 稔坑水电站坝下水位流量关系水位（m）7676.57777.57878.57979.58080.58182流量（m3/s）4895.62004005988401080137516702045244534753.2.3 地质概况本阶段的地质资料是利用1993年一级开发时的地质资料，结合现场踏勘和调查，对原来的堪察资料进行综合研究分析整理，重新修编的。3.2.3.1 区域地质(1) 地质概述工程属于低山丘陵地形，山顶高程一般250m以下，高差50150m，地形起伏，山坡坡度2530，地表植被良好。东江流向总的自北东向南西流，到闸坝址下游东水镇以后折转自北西向南东流。河谷较开阔，多呈“U”型谷或箱型谷，水流较缓慢。两岸零星分布不对称的一、二级阶地。一级阶地一般高出河水面45m，二级阶地高出河水面1015m。区内物理地质现象，在花岗岩地区，冲沟、崩岗较发育，在与花岗岩接触的围岩地带，因岩石风化破碎形成厚约24m的碎石土，天然边坡在人工破坏后，常形成崩塌，这些物理地质现象，会增加水库淤积的固体迳流来源，对水库运行产生不利影响。库区较大的断层为F1、F10、F11等3条，均位于水库的东南一侧，其走向均未延伸入水库内，上述断层多已胶结，未发现复活，现已趋于稳定；库内其它的一些断层，规模较小。库内地层岩性由花岗岩、花岗闪长岩、砂岩、砾岩以及变质砂岩、页岩等组成，岩性一般坚硬。岩体稳定，断裂规模较小。胶结好，区域构造稳定性良好。工程区地震基本烈度：根据中国科学院地球物理研究所1965年10月11日对该地区的地震基本烈度提出初步鉴定意见：“龙川县自1539年以来有17次地震记载，其中1918年地震影响较大，墙角掉土，较旧的房屋有倒塌，其烈度不过六度”。根据中国地震动参数区划图（1:400万）GB18306-2001，确定稔坑水电站工程区地震基本烈度为6度区。(2) 库区工程地质条件1) 库岸稳定问题稔坑水电站设计正常高水位84.5m，为河道型水库，河道两岸互为低丘陵及一级阶地，低丘陵天然岸坡平缓，约2530，略向东江河床倾斜，岸坡大部分出露基岩，坡残积层较浅薄，岸边坡度稳定； 级阶地岸坡般较稳定，但在黄石一带，岸坡紧靠东江主河道一侧，河道切割较深，岸坡陡峻，岸坡又以粉质粘土、淤泥质土等松散物质组成，在地下水作用和水库波浪冲刷作用下，易产生边岸再造，形成岸坡地带不稳定。2) 库区淤积水库四周为低丘陵地区，地形起伏平缓，残坡积层厚度28m，局部大于10m，植被覆盖不均匀，局部较差，由于部分花岗岩、花岗闪长岩的残坡积层土质结构松散及植被缺乏，地形上冲沟、崩岗较发育，固体迳流来源较多，增加了水库淤积。3) 库区渗漏水库蓄水后水位不高，且两岸分水岭高大雄厚，两岸泉水出露比水库回水线高，说明地质分水岭高于库水位，因此不存在向库外渗漏问题。3.2.3.2 坝址工程地质条件本阶段比较论证了上坝址（黄榜村坝址）和下坝址（公洞坝址）。其地貌、地层岩性等水文地质条件均相似。(1) 上坝址上坝址位于黄榜村，闸坝址处于顺直的河段，主河道靠左侧，河床坡降比较平缓。河床高程75.676.3m，河面宽约220m，河谷横剖面呈“U”型，左岸的一、二级阶地较为平坦适宜于布置厂区。闸坝址地基表层为厚812m的砂卵砾石层所覆盖，深度02m为松散粗砂，24m为稍密至中密，含砾粗砂、砾砂，4m以下为密实状卵砾石层。下伏粗粒花岗岩，强风化带厚度不均匀，为13m不等，岩体裂隙发育，多张开，呈碎裂结构，岩体强度较低，岩体稳定性较差，属于类岩体；弱风化带岩体裂隙较发育，呈块状或次块状结构，裂隙面多闭合状，岩体强度较高，岩体质量分类属类。工程若选择软基方案，由于表层粗砂、砾砂层较松散，采取有效的压密加固措施或予以挖除，同时做好卵砾石层防渗，建议做闸基上、下游卵砾石层的高压喷灌围封、及闸坝基下游及两岸的防冲、护岸等措施。坝址左岸有一较大断层F13已胶结，已趋于稳定，产状N60E/SE5060，宽1520m，其走向伸入左岸山体。 (2) 下坝址 下坝址位于黄榜村下游1km。 河床覆盖层由含砾粗砂、砾砂或砾组成，局部含卵石，厚810m；两岸表层有23m的残坡积层，残坡积层之下为312m厚的燕山期强风化花岗岩，裂隙发育较发育，岩石较破碎，弱风化带花岗岩岩体完整，裂隙较发育稍发育，呈微张到闭合。坝址左岸有F9断层通过，产状N5060E/SE6070，宽约34m，胶结较好。坝址河谷左岸坡陡，主流在右岸，右岸二级阶地较为平坦适宜于厂区布置。3.2.3.3 水库防护区工程地质防护堤工程均位于东江沿岸的一级阶地上，上层为灰黄、褐黄、灰、灰黑色粉质粘土、粉土、淤泥、淤泥质土等组成，粉质粘土、粉土呈软可塑，淤泥、淤泥质土，呈流软塑，厚度为212m不等；下层为中粗砂、砾砂及卵砾石层，厚度为17.2m。下伏基岩为震旦系的变质砂岩、页岩，上白垩系的砂岩、砾岩，以及印支期中粒花岗闪长岩、燕山期粗粒斑状花岗岩等。构造断裂及节理裂隙一般较发育。地下水以孔隙水为主，埋藏于一级阶地松散的覆盖层中，地下水位埋深为16m不等。由于淤泥、淤泥质土孔隙比大，属高压缩性，强度低，易变形，对建筑物尤其对石堤、排水闸基础稳定不利，建议挖除或进行地基处理，持力层放在砂卵砾石层中，为了防止库水大量渗入围内，应做好防渗措施。由于黄石镇紧靠东江主河道一侧，河道深切，岸边陡峻，岩性松软，防护堤应做好护坡。3.2.4 天然建筑材料1993年根据“龙川县稔坑水电站可行性研究阶段勘测任务书”中提出的实际需要量，闸坝区需要的建筑材料：砂料l5万m3；砂砾料5万m3；土料25万m3；块石12万m3、碎石18万m3。防护区需要的建筑材料：砂砾料 9.94万m3；土料22442万m3；石料13.91万m3。1993年我们根据设计需要量和工程位置展开了调查、勘探，并对砂、土、石料的质量进行试验鉴定。2003年6月对料场进行了复核，各料场情况基本未变。本次修编由于正常蓄水位从88m降低至84.5m，原来的黎咀防护堤已取消，防护区所需的建筑材料用量减少了。防护区重新提出了建筑材料需要量：砂砾料 0.98万m3；防护堤土料86.94万m3；耕地填高土料20万m3；石料2.62万m3。根据最新的需要量对防护区料场进行优选。闸坝区建筑材料需要量变化不大，原来的料场不作删减。3.2.4.1 砂（砾）料闸坝区：在坝址上、下游各0.4km（料区中心距离）的河段内，进行水上钻探了解，砂层厚度1.90m3.10m，以下为砂砾混合层，从试验成果反映，砂属粗中砂，干净，各指标基本符合砼用砂质量要求（试验成果详见附图），其储量32.22万m3。防护区：沿东江干流河段选两个砂料场（勘察3个），其编号为2（黄石段）、3（满东坑段），利用水上作业船钻探了解，其砂层厚度一般在1.60m3.40m不等，以下为砂砾石混合层。经地质野外观察、试验，砂属粗中砂，较干净，总储量92.89万m3，满足设计用量的要求。3.2.4.2 土料闸坝区：勘探两个料场，1位于坝址左岸下游；2位于坝址右岸上游，距坝轴线0.50.6km，料区内局部种植油茶。勘探以钻探为主，土层厚度2.505.50m不等，土质属砾质粉质粘土，各项质量技术指标基本符合设计需要，有用层的总储量77.76万m3。防护区：按各堤段和填高段的需要，兼顾将来施工开采用料的需求，本次选用13个料场（共勘探了23个料场），各料场的位置基本靠近堤段的上、下游或堤内的山坡上，部分料区内种植有油茶树。从勘探揭示，各料场可取土层一般较薄，储量方仍可满足填筑需要，由于料区地形较零乱，不利于机械化施工。从野外地质鉴定，大部分土层属砾质粉质粘土，只要施工管理得当，控制质量要求，对低矮堤围仍可应用。3.2.4.3 石料本工程共勘察四个石料场，本阶段选用三个。供闸坝区的石料源为1料场，位于坝址下游右岸的公洞口，距坝址1.6km，其余两个料场处于防护区的不同堤段间，2料场位于黄石的下游神下村；3料场位于河流左岸，高兰上游的隔岭村东侧。各料场岩性为绢云母化斑状黑云母花岗岩，场区出露见弱风化。目前各料场都为民间开采。储量、质量基本满足闸坝、防护区工程所需。综上所述，经本阶段勘察的天然建筑材料，砂料：选择3个料场，砂为粗中砂，从质量、储量完全满足闸坝、防护区所需。土料：选择15个料场（坝区2个、防护区13个），基本为砾质粉质粘土，闸坝区所需的料源从质量、储量及运输条件均好。防护区由于堤段分散，地形条件复杂，可取层较薄，不利于机械化施工，各料区基本处于堤段的上、下游，储量可满足工程需要，质量上对低矮堤围仍可应用。石料：选择的3个料场，岩性为绢云母化斑状黑云母花岗岩，弱风化和微风化的岩石，质量可满足工程要求，储量丰富，满足设计用量的需要。3.3 工程任务和作用3.3.1 工程任务和规模稔坑水电站项目开发的主要任务是发电和配合上游枫树坝电站调峰发电进行反调节，并兼有航运、灌溉等功能。3.3.1.1 项目建设的必要性根据龙川县用电及电力系统负荷现状及预测情况，当地目前的电源已不能满足用电需求。稔坑水电站虽然是径流式电站，但其处在枫树坝水库下游，其实质上是有调节的电站，弥补了当地小水电在枯水期出力低的不足。同时，稔坑水电站在枫树坝电站调峰期进行反调节，可缓解由于枫树坝电站调峰运行，引起下游河道流量不均，水位波动变幅较大，给下游航运带来极大困难的问题。稔坑水电站的兴建是认真贯彻省委省政府关于“东西两翼”协调发展精神的重要举措，对加快山区脱贫致富步伐，促进区域经济协调发展将起到积极的作用。龙潭水电站的建设也是广东省鼓励发展小水电政策的体现，因此本工程的建设是非常必要的，也是非常迫切的。3.3.1.2 工程规模(1) 水库特征水位及库容稔坑水电站水库特征水位及库容如表3-3-1。 表3-3-1 稔坑水电站水库特征水位及库容表项 目单 位指 标 设计洪水位（P=5%）m84.0 校核洪水位（P=1%）m85.11 校核洪水位对应库容万m32060 正常蓄水位m84.5 正常蓄水位对应库容万m31790 设计尾水位m76.7(2) 正常蓄水位由于稔坑水电站的上一级梯级（龙潭）已完成可研报告，目前已开展初步设计，下一级梯级（罗营口）亦已完成可研报告，目前已开展初步设计，因此，稔坑水电站正常蓄水位的比选主要考虑与上下游梯级的衔接和工程的经济可行问题。正常蓄水位的比选在原规划正常高84.5m的基础上，按0.5m递增、减，拟定84m、84.5m、85m三个方案进行比较，详见表3-3-2。表3-3-2 稔坑梯级正常蓄水位比选表序号项 目单位正常蓄水位84m84.5m85m1龙潭水电站两台机发电尾水位（322m3/s)m85.2385.2385.232稔坑电站相应回水位m85.2785.3785.553差值m0.040.140.324龙潭水电站单机发电尾水位（161m3/s)m84.484.484.45稔坑电站相应回水位m84.4984.7085.116差值m0.090.300.717电站装机容量万kW1.82.02.28装机容量差值万kW0.20.29多年平均发电量万kWh68857420793810年利用小时数h38253710360811稔坑电站电量差值万kWh53551812龙潭水电站电量差万kWh-190-22413总电量差万kWh34529414年效益（0.38元/kWh）差万元13111215淹没投资万元58245949606616机电投资万元38204041488117淹没、机电投资差万元501110018国民经济差额投资内部收益率%20.8%7.9%19效益费用比1.710.69 从比选表可以看出，84m方案对上游电站尾水几乎没有影响；84.5m方案龙潭水电站单机发电流量161m3/s时，稔坑水电站回水影响0.33m，两台机发电（322 m3/s）影响0.14m；85m方案对上游电站尾水影响较大，单机发电为0.71m，两台机为0.32m。三个方案的装机分别是1.8万kW、2.0万kW、2.2万kW，多年平均发电量分别为6885万kWh、7420万kWh、7938万kWh。方案间总电量差345万kWh、294万kWh，差额年效益为131万元、112万元。不同方案之间的投资差主要体现在机电、淹没两方面，根据估算，总投资差分别为501万元、1100万元。从方案间的经济指标可以看出，方案一、方案二之间的国民经济差额投资内部收益率为20.5%，超过了社会折现率12%；方案二、方案三之间仅为7.6%，说明正常蓄水位从84m提高到84.5m 在经济上是合理的。 因此，正常蓄水位84.5m的方案与东江干流梯级规划布局相一致，上下游梯级的衔接也较好，对龙潭水电站的发电尾水基本无影响，经济指标亦较优， 因此，初选稔坑水电站的正常蓄水位为84.5m。(3) 装机容量和机组台数的比选据龙川县电力发展规划，龙川县电源缺口较大，本电站的建设并不能满足龙川县用电的需求，大量电能需要省电网调配供给才能满足要求，因此，电站装机容量是根据电站自身的特点和上下游的装机情况拟定装机规模。由于本水电站承担着枫树坝电站反调节任务，在枫树坝调峰期为保证下游航运要求稔坑需每天均匀下泄80m3/s，因此，稔坑水电站枯水期工作位置宜在基、腰荷运行，单机容量不宜过大，以方便上、下游的运行调度。经方案比较，随着装机容量的增加，其年发电量增幅不大，主要是上游有枫树坝水库进行调蓄，年内出流量变差不大，所以稔坑水电站的装机不宜过大。所以本次稔坑水电站装机容量拟定为20MW。为满足反调节要求，本电站机组台数初定为3台，单机流量116.8m3/s。3.3.2 水库淹没处理及工程永久占地3.3.2.1 水库淹没标准及范围根据现有规范及本工程的特点，初步选定水库淹没处理标准如下：(1) 房屋人口迁移线：按建库后最大发电流量700m3/s沿程洪水回水线与坝前正常蓄水位加1.0m水平线的外包线作为房屋人口迁移线；(2) 耕地淹没线：按建库后最大发电流量700m3/s沿程洪水回水线与坝前正常蓄水位加0.5m水平线的外包线作为土地淹没线；(3) 地淹没线：按正常蓄水位的水平线作为淹没线；(4) 水库回水末端的终点位置：回水曲线与同频率（最大发电流量700m3/s）的天然水面线高差为小于0.3m处水平延伸至与天然水面线相交，此处即为本水库回水末端的终点位置。84m、84.5m和85m正常蓄水位方案的尖灭点分别位于断面16和17之间以及断面17和18之间。3.3.2.2 移民安置规划（1）移民安置规划通过防护，库区不需要搬迁人口。（2）生产安置规划库区现有农业人口36405人，耕地24496亩，人均耕地为0.67 亩。经防护和改造后，推荐方案淹没耕地为82.2亩。按人均耕地0.67亩计，需安置人口123人。因淹没耕地数量较少，影响人口也不多，所以只需按政策规定予以补偿后，由被占用耕地所在村镇自行内部调整。3.3.2.3 防护工程初步规划（1）防护范围本电站工程推荐正常蓄水位为84.5m，工程建成后，库区回水影响范围较广，受水库回水影响的人口、房屋及农田较多。由于库区范围地处山区，人多地少，移民安置难度较大，规划设计原则上在受淹没成片农田和人口集中居住的地方，尽可能采取防护措施，最大限度的减少淹没土地和移民的搬迁。经过多次现场查勘，并进行了淹没和防护的比较，初步选定稔坑、龙归正、进解、黄石、长洲等5个区域进行防护工程措施。稔坑、龙归正、进解、黄石、长洲等范围耕地多、人口较为密集，且集雨面积不大，具备防护条件。（2）防护工程设计标准及有关参数 按现行规范并结合本工程的实际情况，制定防护标准，按最大发电流量回水和正常蓄水位的外包线加安全超高确定，堤等级4级。 根据广东省电排灌工程建设管理暂行办法，10年一遇24小时暴雨所产生的径流量，按13天排干计算，城镇及菜地按1天排干、房屋和耕地为主按2天排干、农田按3天排干设计。径流系数取0.700.8。（3）防护工程措施 电站建库后，外江水位升高将对坝址以上两岸产生淹没影响，根据现场条件，初步规划稔坑、龙归正、进解、长洲等4片防护区采取新建防护堤配套工程以电排、高水高排截洪渠方式排除内涝水，黄石防护区采取新建防护堤加电排方式防护方式。 3.3.2.4 工程占地(1) 实物指标工程占地由工程枢纽坝区永久占地及生活区、渣场、施工区临时用地等组成，主要实物指标有（推荐方案）：14户126人；房屋6601.5m2；永久征地81.87亩；临时用地327.8亩。(2) 农村移民安置规划工程枢纽坝区占地影响有14户126人，均为农业人口，全部为黄石镇新联村委会黄榜村村民。经与地方政府协商，初拟采取就近后靠安置的方案，即在原住址附近选择合适地点建房安置。3.4 工程枢纽3.4.1 坝址选择及主要建筑物3.4.1.1 工程概况本工程为低水头河床式迳流电站，正常蓄水位为84.5m，相应库容为1790万 m3，校核洪水位为85.11m，相应库容为2060万 m3。电站总装机容量为20MW，多年平均发电量7420万kWh。本工程所在地区的地震基本烈度为6度。因此按6度设防，根据水工建筑物抗震设计规范（SL203-97）的规定，建筑物不作抗震计算。3.4.1.2 坝址选择稔坑电站可供选择的坝址有两个，即黄榜坝址（上坝址）和公洞坝址（下坝址），两坝址相距约1km。这两个坝址亦为1993年一级开发时比较过的坝址，并于1994年3月通过了上级主管部门的审查，同年12月立项。本次稔坑水电站二级开发的坝址位置的选择主要考虑地形、地质条件、水工建筑物布置、枢纽运行管理、施工导流、移民征地及工程总投资及航运条件等综合因素。根据东江梯级开发规划，考虑到前期稔坑水电站一级开发通过审查。因此，本阶段仍选在原规划的上、下两个坝址进行比较选择（见上、下坝址平面位置布置图）。方案比较按两坝址的工程规模相同进行：正常蓄水位为84.5m，装机容量20MW：拦河闸共11孔，每孔净宽14.0m，底流消能；厂房按装机36.7 MW的河床式挡水厂房，地质条件相似，闸顶交通桥面净宽为5m。根据地理位置、地形及河道条件，两方案的坝址比较如下：上坝址河流坡降比较平缓，河床高程75.676.3m，河面宽约220m，主河道靠左侧，左岸二级阶地较为平坦开阔，施工条件较好，适宜于厂区布置，故厂房、开关站均布置在左岸滩地上，厂房基础为强风化岩带。河槽中间为拦河水闸，由于河床覆盖层深达812m，闸基设置在砂砾石上，预留船闸布置在右岸。右岸连接建筑物为浆砌石重力坝（包括预留船闸部位），左岸连接建筑物为均质土坝。进厂公路、厂房及对外交通干线与龙川县城同处东江的左岸，对外交通十分方便。本坝址为1993年可研报告推荐并经审查、省计委批准立项的坝址。下坝址位于和平县大塘角村上游400m及龙川县黄石镇新联管理区公洞口上游约300m处。为龙川县与和平县交界处，县界线从河中纵贯而过。故坝址所在地需跨越龙川县及和平县。地质条件与上坝址相似，从地形及河道流势看，坝址河谷左岸坡陡，主流在右，拦河闸宜布置在河床略偏左，厂房布置在右侧龙川县境内。由于龙川县城主要分布在东江左岸，进厂公路也因布置在右岸与龙川县城的交通颇不方便。施工场地显得狭窄。且右岸属龙川县管辖，左岸为和平县所属（见龙川县界图），移民征地、利益分配涉及到两个县，困难较大，问题较多。 本方案若按下游不建电站考虑，选择下坝址可多获得水头约0.15m。但考虑到下游的罗营口水电站（已批准立项）正在进行初步设计工作，其库水位回水后，稔坑水电站的实际增加水头仅为0.05m，多年平均发电量增加仅为51万 kWh。其两坝址优缺点见表3-4-1。 表3-4-1 两坝址优缺点比较表 坝址项目上 坝 址下 坝 址优劣地形地质1、河道顺直，两岸地形为低丘陵，右岸山坡坡度较陡，主河道靠左侧，河谷断面呈 “U”字型，正常蓄水位时断面宽度为220m。左岸一、二级阶地较为平坦开阔。2、河床大部分由含粗砂、砾砂或砂卵砾石组成，厚812m。3、强风化带裂隙发育，岩石破碎，透水性较大，弱风化岩透水性较小。4、坝址区基岩为花岗岩，弱风化岩埋深大，河床埋深913m。其左岸顶板埋深1321.5m，高程6377.5m。1、河道微弯，两岸地形为低丘陵，左岸山坡坡度较陡，右岸一、二级阶地较为平坦开阔。2、河床大部分由含粗砂、砾砂或砂卵砾石组成，厚810m。