摘要：瀝口水電樞紐工程系東江干流梯級開發(fā)的其中一個重要梯級，其效益以發(fā)電為主，兼有航運(yùn)、灌溉、改善水環(huán)境等多功能。在樞紐布置時需根據(jù)各建筑物的功能要求，分別從地形、地質(zhì)、水文、通航、施工、電能指標(biāo)、工程造價等方面綜合比選，確定投資省、布置合理的最優(yōu)方案。
　　關(guān)鍵詞：水電樞紐，布置，發(fā)電，最優(yōu)方案
　　廣東省紫金縣瀝口水電樞紐工程系東江干流梯級開發(fā)的第十一個梯級，上接風(fēng)光梯級，下接下磯角電站，是以發(fā)電為主，兼顧航運(yùn)、灌溉等多功能的綜合利用工程。正常蓄水位26.5m，對應(yīng)庫容2950萬m3，電站裝機(jī)容量48MW，多年平均發(fā)電量2.42億kW•h，可改善航道里程32km，灌溉面積達(dá)1.74萬畝。瀝口水電樞紐工程建設(shè)，將為河源市和惠州市的社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造良好條件和提供灌溉用水的保障，工程建設(shè)是非常必要的。
　　1樞紐主要建筑物基本情況及布置要求
　　樞紐由攔河閘壩、水電站廠房、船閘、連接土壩、灌溉引水閘等建筑物組成。
　　攔河閘壩軸線走向基本與河床水流垂直，為開敞式結(jié)構(gòu)。攔河閘壩兩端與電站廠房及船閘相鄰。根據(jù)過流能力計算，攔河閘壩共需19孔，每孔凈寬14m，全長309.5m。閘墩頂高程為33.5m，閘室順?biāo)�流向的長度為17m，閘壩頂交通橋作樞紐運(yùn)行管理之用，寬度為5m。溢流堰為寬頂堰，采用底流式消能，閘后設(shè)消力池。
　　水電站廠房為低水頭河床式，布置于河床岸邊，由主廠房、副廠房、升壓站及生產(chǎn)、生活、管理用房等組成。主廠房內(nèi)裝貫流燈泡式機(jī)組4臺，單機(jī)容量12MW，主廠房平面尺寸為69.02m×22.19m，安裝間位于主廠房側(cè)端河岸上，副廠房位于主廠房下游，布置尾水流道上方位置。廠區(qū)附近需布置110kV變電站、廠區(qū)管理樓等，變電站平面尺寸為60m×40m。
　　船閘按V-（3）級單線單級設(shè)計，總寬度為34m，閘室有效長度120m，有效寬度16m，上游門檻水深2.5m，下游門檻水深3.5m。船閘需布置在原河床的主航道位置。
　　土壩為左右岸連接建筑物，連接長度視樞紐建筑物布置情況而定。壩頂寬5m，壩頂高程33.5m，不設(shè)防浪墻。上游坡比1：3，下游為1：2.5，采用干砌石護(hù)坡。
　　根據(jù)樞紐開發(fā)任務(wù)，本工程需承擔(dān)壩址下游右岸的博羅縣觀音閣、沙嶺、南村三片灌區(qū)共1.74萬畝耕地的灌溉任務(wù)。樞紐布置考慮灌溉引水系統(tǒng)設(shè)計，包括灌溉進(jìn)水閘、引水涵管和引水明渠。
　　2壩軸線的選擇
　　以上一階段推薦的壩軸線為上壩線，在該軸線下游120m處擬定一條軸線為下壩線，對兩條壩軸線進(jìn)行樞紐布置及技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。
　　2.1方案布置
　　根據(jù)地形、水力條件、施工條件及運(yùn)行管理條件，選取上壩線樞紐布置代表方案為：船閘位于東江河道的右岸側(cè)，電站廠房位于左岸側(cè)，船閘與廠房之間布置19孔閘壩。由于上、下壩線相距只有120m，其地形、水力條件、通航條件、施工條件、運(yùn)行管理條件兩壩線基本相同，選取下壩線樞紐布置的代表方案為：船閘位于東江河道的右岸側(cè)，電站廠房位于左岸側(cè)，閘壩布置同上。
　　2.2壩軸線比較
　　1）地形條件比較
　　上下壩線所在位置均為河谷地貌，由東江Ⅰ級階地與紅花樟、桂山等山體形成“U”型地形。上下壩線左側(cè)均有一山體，下壩線左側(cè)階地尖滅，河床緊接山體，河床較窄，不利樞紐建筑物布置，地質(zhì)報告認(rèn)為，若樞紐建筑物靠山布置，有發(fā)生山體滑移、坍塌威脅建筑物安全的風(fēng)險。而上壩線左側(cè)階地較寬，河岸距山體較遠(yuǎn)，河床相對較寬，有利于樞紐建筑物布置，且無山坡滑移、坍塌的風(fēng)險。故上壩線優(yōu)于下壩線。
　　2）地質(zhì)條件比較
　　上下壩線的壩基礎(chǔ)，可選用下伏砂礫石層作為持力層，上壩線砂礫石層沿軸線分布比較均勻，厚度變化小，加固處理質(zhì)量易于控制，下壩線砂礫石層沿軸線變化較大，加固處理施工質(zhì)量較難控制。砂礫石層的埋置深度，兩壩線相差不大，從砂礫石層加固處理，施工質(zhì)量的控制角度而言，選擇上壩線為好。
　　3）通航條件比較
　　上下壩線都將船閘布置在河床右岸，與現(xiàn)有主航道一致，從地形、地勢以及船閘出口水流條件比較相差不大。
　　4）施工條件比較
　　下壩線，左岸階地尖滅，河岸緊接山體，左壩頭距山后大河村僅100余米，施工期對村民干擾較大；生產(chǎn)、生活設(shè)施不便就近布置；上壩線，上游有較寬的階地，生產(chǎn)、生活設(shè)施可就近布置于階地上，左壩頭距山后大河村相對較遠(yuǎn)些，施工期對村民干擾相對較小。其它施工條件兩壩線相差不大。因此，施工條件亦以上壩線為優(yōu)。
　　5）電能指標(biāo)比較
　　由于兩條壩軸線距離僅120m，上、下壩線的壩下水位差別不大，因此，兩壩線發(fā)電能指標(biāo)相差不大。
　　6）水力條件比較
　　樞紐河段較順直，閘壩布置于河床的中間，閘壩泄洪時流態(tài)較好，兩壩線無明顯的差別；船閘不論布置于左側(cè)或右側(cè)，均可處于河床的深弘線上，且上下游引航道都較順直；廠房不論布置于左側(cè)或右側(cè)，進(jìn)水和尾水水流亦較順直，上下壩線差別不大。
　　7）工程投資比較
　　由于兩方案裝機(jī)相同，機(jī)電投資基本相同，僅土建部分有差異。上壩線代表方案土石方開挖共60.8萬m3，土石方回填32.8萬m3，砼23.6m3，工程部分投資為1.62億元；下壩線代表方案土石方開挖共64.6萬m3，土石方回填37.7萬m3，砼23.8m3，工程部分投資為1.65億元。因此，上壩線比下壩線投資約省0.03億元，故以上壩線為優(yōu)
　　3樞紐布置方案比選
　　3.1方案擬定
　　根據(jù)選定的壩軸線，研究樞紐布置的最優(yōu)方案。
　　方案一：電站廠房布置在東江河道的左岸側(cè)，船閘布置在右岸側(cè)，廠房與船閘之間布置19孔閘壩。
　　方案二：電站廠房布置在東江河道的右岸側(cè)，船閘布置在左岸側(cè)，廠房與船閘之間布置19孔閘壩。
　　3.2方案比較
　　1）地形地質(zhì)條件比較
　　由于兩方案在同一壩線上，其地形條件完全相同。壩基坐落在第四系地層上，河床覆蓋層厚約10～15.5m，粉細(xì)砂、中粗砂、含礫粗砂、砂礫石層自上而下分布至基巖面。左岸廠房處基巖為強(qiáng)風(fēng)化砂巖，廠房基礎(chǔ)可置于基巖上。如右岸布置廠房，廠房處基巖為強(qiáng)風(fēng)化砂巖，埋藏深度約在4.7～-9.25m高程，其巖芯非常破碎，巖質(zhì)很軟，作為廠房基礎(chǔ)的持力層，需作處理。故方案一優(yōu)于方案二。
　　2）通航條件比較
　　東江現(xiàn)主航道在上壩線斷面處是靠河道的右岸側(cè)，船閘也要布置在右岸側(cè)才能與主航道一致，滿足通航要求；若將船閘布置在左岸側(cè)，瀝口河出口水流直接沖擊下游引航道，干擾船只出入。因此方案一占優(yōu)。
　　3）施工條件比較
　　廠房布置左岸，河床比較平緩，上游灘地較多，有利臨時設(shè)施布置，而且料場在左岸，取料方便。如廠房放在右岸，施工場地布置比較窄，取料也不方便，故方案一顯優(yōu)。
　　4）電能指標(biāo)比較
　　兩方案都在同一壩線上，兩者電能指標(biāo)相同。
　　5）水力條件比較
　　由于壩線上游河段河床寬度變化不大，且無彎道，水流順直，故兩方案水力條件相差不大。
　　6）電站投產(chǎn)時間比較
　　兩方案工程量相差不大，施工難度無異，工期安排可相同，電站投產(chǎn)時間無差異。
　　7）投資比較
　　方案一工程量及投資如前述，方案二土石方開挖共70.7萬m3，土石方回填36.9萬m3，砼23.9m3，工程部分投資為1.64億元。由于方案二增加了基礎(chǔ)加固處理費用，因此方案二投資大0.02億元。
　　方案一、方案二的地形條件、施工條件、電能指標(biāo)、水力條件基本相同，但方案一的地質(zhì)條件、通航條件均優(yōu)于方案二，投資也少。另外，本電站的電力接入站——古竹變電站位于左岸，若廠房布置在左岸，接入電力系統(tǒng)較方便，否則電力輸出時輸電線路需跨河架設(shè)，投資增加。因此，推薦采用方案一。
　　4推薦的樞紐布置
　　經(jīng)過以上壩軸線、樞紐布置方案的比選，本工程最終推薦的樞紐布置方案：
　　攔河閘以交通橋面中心線為壩軸線，左端與電站廠房相接，右端與船閘上閘首相接，兩端分別用導(dǎo)水墻和導(dǎo)航墻分隔。水電站廠房布置于河床左岸，其左端為安裝間，副廠房位于主廠房下游側(cè)的尾水流道上，升壓站位于安裝間下游的河岸上，上游布置廠區(qū)管理樓。船閘布置在右岸主航道位置，閘室布置在壩軸線下游，其軸線與閘壩軸線相垂直，上、下游設(shè)導(dǎo)航建筑物。左岸土壩長98.6m，右岸土壩長63.1m，壩頂高程33.5m，分別與廠房、船閘相接。灌溉進(jìn)水閘布置在右岸上游引航道岸邊堤內(nèi)坡腳，閘底板高程24.2m。引水涵管長110.5m，采用埋管方式，直徑為1.8m，引水明渠穿樞紐段長561.6m，采用梯形斷面，底寬為1.5m，邊坡比均為1.5。
　　5結(jié)語
　　瀝口水電樞紐雖然是一座以發(fā)電為主的水電工程，由于其所處的地理位置，還需承擔(dān)航運(yùn)、引水等任務(wù)，且左右岸分別位于不同的地區(qū)，左岸為廣東河源市紫金縣，右岸為惠州市博羅縣，故在樞紐布置時需根據(jù)總體規(guī)劃要求、水能開發(fā)方式，從地形、地質(zhì)、水文、通航、施工等條件，結(jié)合電站電能指標(biāo)、工程造價等方面綜合考慮，比選出一個能滿足所有功能且投資省、布置合理的最優(yōu)方案。