TLK水库移民恢复改建道路方案与比选分析

郭建飞

（新疆水利水电勘测设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830000）

1 工程概况

TLK水库工程位于新疆维吾尔自治区克孜勒苏柯尔克孜自治州乌恰县境内，喀什噶尔河支流TLK河中游河段，是TLK河的控制性水利枢纽工程，是一座具有灌溉、防洪等综合利用任务的水利工程，为小（1）型Ⅳ等水利枢纽工程。TLK水库最大坝高35.8 m，总库容959万m3，正常蓄水位为2612 m，控制灌区灌溉面积3.01万亩。大坝设计洪水位标准采用50年一遇，相应设计洪水位为2610.25 m，校核洪水采用1000年一遇，相应校核洪水位为2613.1 m。

TLK水库的建设将淹没现有沿河床左岸修建的道路，该路服务对象主要是兵团农三师的一个牧业连队和一个边防连，原设计的平均日交通量在400辆小客车以下。TLK水库工程对该道路按“原规模、原功能、原标准”原则，恢复改建成双车道四级公路[1]。

2 工程地质

TLK水库区位于铁列克河中高山区段，总地势北高南低，属中高山区河谷侵蚀地貌，两岸山顶高程2800～3000 m，相对高差300 m～500 m。铁列克河由东侧的丘勒达依河和西侧的托孜郭勒河在坝址上游约740 m处汇合而成，库区内河道总体呈“Y”字型，河流总体流向自北西流向南东，河道总体较顺直，河谷底宽一般 300 m～400 m，总体呈“U”型河谷，河流坡降为 20‰～25‰。

左岸山体雄厚，岸坡走向 335°左右，自然坡度 30°～40°，基岩大部分裸露，坡脚分布厚度3 m～8 m的松散洪坡积物，坝轴线附近河床边为基岩陡坎，坝轴线上游约100 m处发育一冲沟，坡脚被松散坡洪积碎石土覆盖。

右岸山体雄厚，山顶高程在3000 m左右，高于现代河床约400 m，岸坡走向岸坡走向330°左右，岸坡总体一坡到顶，自然边坡35°～40°，在坝轴线处2630 m高程以上基岩裸露,以下均被松散崩坡积物覆盖，厚3 m～13 m，自然坡度10°～30°不等。库区构造不发育，未发现区域性断裂和大规模断裂穿过库区。仅发育小规模断层，改建道路影响不大。

库区出露的地层主要为为深灰色、灰色粉细砂岩夹暗灰色泥质粉砂岩，以粉细砂岩为主。其中，粉细砂岩主要为粉砂、细砂状结构，块状、板状构造，具微层理构造，总体呈薄～中层状；泥质粉砂岩为粉砂状结构，具微层理构造，多呈薄层状。岩体属中硬岩，岩层产状275°SW∠60°～65°，库区内主要分布该地层岩性。第四系地层以第四系松散堆积物为主，改建道路穿越地层岩性以Ⅲ类围岩为主，局部段所处的围岩类别属Ⅳ、Ⅴ类。

就地质情况而言，具备修建道路的基本条件，无论是修建道路还是交通洞，都可满足设计要求[2]。

3 改建道路总体方案比选分析

改建道路所处区域地质及地形情况较为复杂，对工程的工期、投资等影响较大，经综合考虑，对改建道路进行两个方案比较：（1）道路方案；（2）隧洞方案。

图1 工程区平面布置图

3.1 道路方案

改建道路起点为坝址下游与现有道路连接，终点至坝址区上游约1.3 km与原有道路连接，该方案就可行性而言，存在两种考虑①左岸明挖道路方案，②右岸明挖道路方案。

3.1.1 左岸明挖道路方案

左岸改建道路采用双车道路面设计，为盘山公路，沿库区2612 m高程以上蜿蜒盘旋至上游与原道路相接，按规范[3]要求，道路路基宽度取6.5 m，该方案特点是施工较为简单，均为挖方，但存在以下的几个问题：

（1）道路基础必须设置于稳定边坡上，按地质报告[2]的要求，开挖边坡不得陡于1∶0.5，道路工程量开挖较大，土石方开挖工程量达到61.25万m3，填筑量6.99万m3，工程直接投资为7147万元，投资较高，不经济。

（2）部分开挖区域为高边坡，开挖范围较大，易造成部分水土流失，边坡后期恢复困难，弃渣较多，占地面积大，对环境影响大。

（3）从运行、管理、安全等方面考虑，主要存在以下的问题：①高边坡垂直落差达70多m，在刮风及雨雪天气，边坡会存在落石风险，即便是一块很小的石头，也会对行人及车辆构成很大威胁。②高边坡后期维护费用较高，边坡在受到外力作用后易发生卸荷。

3.1.2 右岸明挖道路方案

右岸道路也为盘山道路，起点在库区下游2 km处，在坝址上游区设置2座跨河桥，跨度分别为60 m和240 m，右岸道路存在以下几个问题：

（1）道路工程量较大，土石方开挖量54.14万m3，工程直接投资为7316万元（含跨河桥），投资较高。

（2）由于上游交通桥处河道常年有水，河床基础为砂砾石，桥墩需采用灌注桩，还涉及到施工期导流的问题。

（3）开挖的弃渣占地面积较大，新疆南疆区域较为干旱少雨，对环境的影响也不容忽视。

（4）道路明挖区同样存在落石风险、边坡稳定等安全问题。

3.2 隧洞方案

隧道方案起点位于铁列克水库坝轴线下游约650 m处，起点接原道路之后再向北侧爬坡，布置一条隧道穿过山体后与原道路相接，终点位于水库淹没区以外。进出口目前可利用现有道路到达，施工较为方便。根据地形条件考虑有两种方式：1长隧洞方案，2短隧洞方案。

3.2.1 长隧洞方案

长隧洞方案断面采用城门洞型，根据规范[4]要求，隧洞净尺寸为 7.7 m×6.4 m（b×h），隧洞长度为 1.55 km，进出口连接道路长475 m，洞内最大纵坡采用3%，本项目为濒临水库地区，设计隧道底高程不得低于水库正常蓄水位2612 m要求。

表1 长隧道方案经济技术指标表

根据地质围岩分类，隧道Ⅲ类围岩采用永久喷锚支护，不做二次钢筋混凝土衬砌结构，Ⅳ、Ⅴ类围岩及进出口隧洞段采用一次喷锚支护及二次钢筋混凝土的复合式衬砌。该方案安全系数高，运行管理较为方便。

3.2.2 短隧洞方案

本方案道路起点位于铁列克水库坝轴线下游650m处，接现状公路再向北侧爬坡，布置四段短隧洞穿过山体后与原公路相接，终点位于水库淹没区以外约150m处。本方案路线总长度为2096m，其中道路长度为1084m，隧洞长度为1012m，四段隧洞长度分别为452m、138m、174m、248m，两座跨径30m桥梁，分别位于第一段隧道出口附近和第三段隧道出口附近，短隧洞断面型式同长隧洞。

表2 短长隧道方案经济技术指标表

短隧洞方案所有支护型式与长隧洞方案相同，投资5569万元，短隧洞方案最主要的问题在于运行管理，由于该区域通行车辆较少，连接短隧洞之间的明线道路处冬季易形成积雪，且该段无大型清扫设备对积雪进行清理，车辆在通过此区域时，路况的突然变化易导致车辆事故。

4 方案比选及结论

在基于上述条件基础上，在设计中推荐采用长隧洞方案。各方案综合比较见表3。

综合以上各方案分析，从投资、施工条件、施工可行性、环境、运行管理、安全等方面综合比较，本工程不适宜采用明挖道路方案，隧洞方案中长隧洞投资小、对环境影响小，施工期基本不影响当地社会交通，运行管理方便，故本工程移民恢复改建道路推荐长隧洞方案[5-11]。

表3 各方案综合比较表

5 结语

TLK水库改建道路投资在整个工程中所占比重较大，前期道路方案选择是否合理，直接影响整个工程的进度及投资，所以在前期的布置方案中进行认真的比选是很有必要的，尤其是在这种地势较为复杂区域，隧洞方案可能在很多方面都有优势，TLK水库工程改建道路采用长隧洞方案，不仅安全，对周围环境干扰小，还节省投资，为最佳方案。希望通过对各方案的比选分析，能从中吸取经验，也对同仁及其他类似工程可以提供一定的借鉴意义。