新疆北疆地區(qū)某水庫(kù)壩址方案比選分析

賀佩君

（塔城地區(qū)白楊河引水工程建設(shè)管理局 新疆塔城 834700）

1 工程概況

某水庫(kù)工程位于新疆北疆地區(qū)，由大壩、放水洞、放空洞、溢洪道四部分組成，總庫(kù)容為1 865×104m3。根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2017）[1]規(guī)定，該水庫(kù)工程屬Ⅲ等中型，本工程壩高超過(guò)70 m，大壩級(jí)別提高一級(jí)，為2 級(jí)，永久性主要建筑物放水洞、放空洞、溢洪道級(jí)別為3 級(jí)，次要建筑物和臨時(shí)建筑物級(jí)別均為4 級(jí)。據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2015）[2]的劃分，本區(qū)地震動(dòng)峰值加速度0.15 g，反應(yīng)譜特征周期0.35 s，對(duì)應(yīng)地震基本烈度為Ⅶ度。根據(jù)壩址庫(kù)區(qū)地形條件及附近的天然建筑材料，選取碾壓式瀝青混凝土心墻壩為代表壩型，從上、下壩址區(qū)地形及工程地質(zhì)條件、工程規(guī)模、樞紐工程布置及主要建筑物、施工條件和進(jìn)度、移民和環(huán)境影響、主要工程量及工程投資等幾個(gè)方面進(jìn)行比選。

2 工程地質(zhì)

工程區(qū)以北，以中山為主，高程2 000～2 800 m，相對(duì)高度大于500 m，以侵蝕、剝蝕作用和部分冰蝕作用為主；工程區(qū)及以南，為低中山區(qū)，高程1 300～2 000 m，相對(duì)高度小于500 m，以侵蝕、剝蝕作用為主，堆積作用為輔。工程區(qū)山體總體走向與區(qū)域地層走向和構(gòu)造線方向基本一致，大致呈北西—近東西向，局部受河、溝切割影響，沿溝、河谷展布方向延伸[3]。山體陡峻，高差約300～400 m，岸坡坡角30°～50°，河谷上游河段多呈“V”型，中、下游河段多呈“U”型。兩岸階地不對(duì)稱、斷續(xù)分布，見(jiàn)有Ⅰ-Ⅴ級(jí)階地，左岸相對(duì)較發(fā)育。主要出露地層有古生界泥盆系、石炭系及新生界第四系地層。

3 壩址初選

河流出山口以下地勢(shì)開(kāi)闊，屬于中低山區(qū)，沒(méi)有合適壩址。本次壩址選主要對(duì)出山口（已建渠首）以上10.2 km 的河道進(jìn)行了踏勘選線，從上游向下游依次定義樁號(hào)0+000～10+200，海拔高度1 734～1 130 m。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)查勘并結(jié)合地形圖情況，樁號(hào)0+000～3+000 段河道縱坡在12.5%～9.6%，河谷呈“V”型，且樁號(hào)3+000 處有一條較大支流匯入，此段河道縱坡較大能控制的徑流量較少，不適合建壩，因此本次在3+000～10+200 段總長(zhǎng)7.2 km 范圍內(nèi)選擇適合建壩的壩址。

樁號(hào)3+000～10+200 河道縱坡在4.6%～2.56%，河谷由“V”型漸變到不對(duì)稱“U”型。從地形地貌條件來(lái)看河道從上至下植被由密到疏，樁號(hào)3+000～5+900 和樁號(hào)6+500～7+000 兩段兩岸河道狹窄，沒(méi)有合適庫(kù)盤，不適宜壩址選擇。樁號(hào)8+600～10+200 段1.6 km范圍內(nèi)兩岸地勢(shì)平坦開(kāi)闊兩岸覆蓋層較厚，巖石也較為破碎，因此不適宜壩址選擇。根據(jù)以上分析，本階段壩址選擇在兩岸山體較高，河谷相對(duì)較窄，巖體和地形條件較好，具有建庫(kù)的自然條件的樁號(hào)5+900～6+500 和樁號(hào)7+000～8+600 兩段河道內(nèi)選擇，分別定義為上、下兩個(gè)壩址。經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地形地貌踏勘結(jié)合地形圖，本階段初步選擇樁號(hào)6+500 為上壩址，樁號(hào)8+600 為下壩址進(jìn)行地質(zhì)勘察工作。庫(kù)區(qū)河谷形態(tài)自上壩址的“V”型漸變到下壩址的不對(duì)稱“U”型，兩岸山體較高，河谷相對(duì)較窄，巖體和地形條件較好，具有建庫(kù)的自然條件。

4 壩址比選分析

下面從上、下壩址工程地質(zhì)條件、工程投資等方面進(jìn)行對(duì)比：

1）上壩址

壩頂谷寬225 m，谷底寬30 m，河谷類型為不對(duì)稱“V”型，河床覆蓋層厚度為2.5～8.0 m，覆蓋層為卵石混合土、碎石土；基巖為石炭系下統(tǒng)黑山頭組下亞組凝灰質(zhì)砂巖、板巖。壩址無(wú)斷裂通過(guò)，左右壩肩節(jié)理裂隙一般發(fā)育，左壩肩：強(qiáng)風(fēng)化層厚4.0～5.0 m，弱風(fēng)化層厚10.0～11.0 m。右壩肩：強(qiáng)風(fēng)化層厚3.0～4.0 m，弱風(fēng)化厚度9.0～10.0 m。河床：強(qiáng)風(fēng)化層厚：0 m，弱風(fēng)化厚度7.0～10.0 m。巖體風(fēng)化，左壩肩較右壩肩破碎。右岸存在鄰谷滲漏問(wèn)題。透水率Q＜5 Lu 上部界線基巖面以下深度左壩肩55～60 m，河床壩基62.0 m，右壩肩55～60 m，需修建進(jìn)場(chǎng)道路及交通洞，混凝土骨料、填筑料、土料場(chǎng)運(yùn)距大于下壩址2.1 km。工程總投資為47 118 萬(wàn)元，移民占地費(fèi)14 951 萬(wàn)元，單方水投資25.26 元。

2）下壩址

壩頂谷寬362 m，谷底寬50 m，河谷類型為不對(duì)稱“U”型，河床覆蓋層厚3.0～8.3 m，覆蓋層為含礫粉土、卵石混合土、碎石土；基巖為上泥盆統(tǒng)塔爾巴哈臺(tái)組下亞組砂礫巖、礫巖、粉砂質(zhì)泥巖。左壩肩：強(qiáng)風(fēng)化層厚3.0～5.0 m，弱風(fēng)化層厚8.0～11.0 m。右壩肩：強(qiáng)風(fēng)化層厚5.0～8.0 m，弱風(fēng)化厚度10.0～11.0 m。河床：強(qiáng)風(fēng)化層厚：0 m，弱風(fēng)化厚度6.0～10.0 m。巖體風(fēng)化，右壩肩破碎，發(fā)育連續(xù)小褶皺。無(wú)鄰谷滲漏。Q＜5 Lu 上部界線基巖面以下深度左壩肩：44.5～60.5 m，河床壩基：47.5～48.5 m，右壩肩：45.5～50.5 m。有牧道通至下壩址，且修建交通道路較為方便。運(yùn)混凝土骨料、填筑料、土料場(chǎng)，運(yùn)距小于上壩址2.1 km。工程總投資為44 082 萬(wàn)元，移民占地費(fèi)12 678 萬(wàn)元，單方水投資23.64 元。

由以上分析可知：從壩頂谷寬、谷底寬、河谷類型、強(qiáng)弱風(fēng)化層看，上壩址優(yōu)于下壩址，在河床覆蓋層、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、節(jié)裂發(fā)育及物理地質(zhì)現(xiàn)象方面，上下壩址基本相同。在滲漏問(wèn)題、透水率Q＜5 Lu上部界線基巖面以下深度、進(jìn)場(chǎng)施工道路、天然建材方面下壩址優(yōu)勢(shì)大于上壩址。

從工程總投資、施工條件、移民占地因素等綜合考慮上壩址總投資比下壩址高3 035.97 萬(wàn)元，單方水投資比下壩址高，從投資角度來(lái)說(shuō)，下壩址優(yōu)于上壩址。從施工角度考慮上壩址運(yùn)距較遠(yuǎn)，且河道狹窄不便于生產(chǎn)生活區(qū)布置；從移民和環(huán)境影響因素考慮，上壩址占用林、草地標(biāo)準(zhǔn)高于下壩址，補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)較高，同時(shí)上下壩址相差2.1 km，上壩址相應(yīng)牧道恢復(fù)改建比下壩址長(zhǎng)2.1 km，移民占地總投資上壩址為14 951萬(wàn)元，較下壩址增加2 273.17 萬(wàn)元；本工程有向下游供水任務(wù)，上壩址供水線路長(zhǎng)度較下壩址長(zhǎng)2.5 km，投資增加400 萬(wàn)元，后期運(yùn)行管理及維護(hù)成本也相應(yīng)增加。下壩址距離管理區(qū)近2.1 km，維穩(wěn)值班管理和運(yùn)行管理、防汛物資儲(chǔ)備和管理方便，考慮到冬季大雪封山后雖有道路，但要清除路面積雪，上壩址道路清除積雪的時(shí)間和工作量比下壩址明顯量大，綜合考慮下壩址優(yōu)于上壩址，故推薦下壩址做為本水庫(kù)工程的選定壩址。

5 結(jié)論

通過(guò)上、下壩址工程地質(zhì)對(duì)比，下壩址在防滲、透水率Q＜5 Lu 上部界線基巖面以下深度、進(jìn)場(chǎng)施工道路、天然建材方面下壩址優(yōu)勢(shì)大于上壩址。下壩址在移民征地補(bǔ)償、總投資方面遠(yuǎn)低于上壩址，且對(duì)環(huán)境影響小。與上壩址相比，下壩址距離管理區(qū)更近，運(yùn)行管理和防汛物資儲(chǔ)備、運(yùn)輸更加便利，綜合分析，選擇下壩址作為工程建設(shè)壩址。