新疆北疆地区某水库坝址方案比选分析

贺佩君

（塔城地区白杨河引水工程建设管理局 新疆塔城 834700）

1 工程概况

某水库工程位于新疆北疆地区，由大坝、放水洞、放空洞、溢洪道四部分组成，总库容为1 865×104m3。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2017）[1]规定，该水库工程属Ⅲ等中型，本工程坝高超过70 m，大坝级别提高一级，为2 级，永久性主要建筑物放水洞、放空洞、溢洪道级别为3 级，次要建筑物和临时建筑物级别均为4 级。据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）[2]的划分，本区地震动峰值加速度0.15 g，反应谱特征周期0.35 s，对应地震基本烈度为Ⅶ度。根据坝址库区地形条件及附近的天然建筑材料，选取碾压式沥青混凝土心墙坝为代表坝型，从上、下坝址区地形及工程地质条件、工程规模、枢纽工程布置及主要建筑物、施工条件和进度、移民和环境影响、主要工程量及工程投资等几个方面进行比选。

2 工程地质

工程区以北，以中山为主，高程2 000～2 800 m，相对高度大于500 m，以侵蚀、剥蚀作用和部分冰蚀作用为主；工程区及以南，为低中山区，高程1 300～2 000 m，相对高度小于500 m，以侵蚀、剥蚀作用为主，堆积作用为辅。工程区山体总体走向与区域地层走向和构造线方向基本一致，大致呈北西—近东西向，局部受河、沟切割影响，沿沟、河谷展布方向延伸[3]。山体陡峻，高差约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。两岸阶地不对称、断续分布，见有Ⅰ-Ⅴ级阶地，左岸相对较发育。主要出露地层有古生界泥盆系、石炭系及新生界第四系地层。

3 坝址初选

河流出山口以下地势开阔，属于中低山区，没有合适坝址。本次坝址选主要对出山口（已建渠首）以上10.2 km 的河道进行了踏勘选线，从上游向下游依次定义桩号0+000～10+200，海拔高度1 734～1 130 m。通过现场查勘并结合地形图情况，桩号0+000～3+000 段河道纵坡在12.5%～9.6%，河谷呈“V”型，且桩号3+000 处有一条较大支流汇入，此段河道纵坡较大能控制的径流量较少，不适合建坝，因此本次在3+000～10+200 段总长7.2 km 范围内选择适合建坝的坝址。

桩号3+000～10+200 河道纵坡在4.6%～2.56%，河谷由“V”型渐变到不对称“U”型。从地形地貌条件来看河道从上至下植被由密到疏，桩号3+000～5+900 和桩号6+500～7+000 两段两岸河道狭窄，没有合适库盘，不适宜坝址选择。桩号8+600～10+200 段1.6 km范围内两岸地势平坦开阔两岸覆盖层较厚，岩石也较为破碎，因此不适宜坝址选择。根据以上分析，本阶段坝址选择在两岸山体较高，河谷相对较窄，岩体和地形条件较好，具有建库的自然条件的桩号5+900～6+500 和桩号7+000～8+600 两段河道内选择，分别定义为上、下两个坝址。经过对现场地形地貌踏勘结合地形图，本阶段初步选择桩号6+500 为上坝址，桩号8+600 为下坝址进行地质勘察工作。库区河谷形态自上坝址的“V”型渐变到下坝址的不对称“U”型，两岸山体较高，河谷相对较窄，岩体和地形条件较好，具有建库的自然条件。

4 坝址比选分析

下面从上、下坝址工程地质条件、工程投资等方面进行对比：

1）上坝址

坝顶谷宽225 m，谷底宽30 m，河谷类型为不对称“V”型，河床覆盖层厚度为2.5～8.0 m，覆盖层为卵石混合土、碎石土；基岩为石炭系下统黑山头组下亚组凝灰质砂岩、板岩。坝址无断裂通过，左右坝肩节理裂隙一般发育，左坝肩：强风化层厚4.0～5.0 m，弱风化层厚10.0～11.0 m。右坝肩：强风化层厚3.0～4.0 m，弱风化厚度9.0～10.0 m。河床：强风化层厚：0 m，弱风化厚度7.0～10.0 m。岩体风化，左坝肩较右坝肩破碎。右岸存在邻谷渗漏问题。透水率Q＜5 Lu 上部界线基岩面以下深度左坝肩55～60 m，河床坝基62.0 m，右坝肩55～60 m，需修建进场道路及交通洞，混凝土骨料、填筑料、土料场运距大于下坝址2.1 km。工程总投资为47 118 万元，移民占地费14 951 万元，单方水投资25.26 元。

2）下坝址

坝顶谷宽362 m，谷底宽50 m，河谷类型为不对称“U”型，河床覆盖层厚3.0～8.3 m，覆盖层为含砾粉土、卵石混合土、碎石土；基岩为上泥盆统塔尔巴哈台组下亚组砂砾岩、砾岩、粉砂质泥岩。左坝肩：强风化层厚3.0～5.0 m，弱风化层厚8.0～11.0 m。右坝肩：强风化层厚5.0～8.0 m，弱风化厚度10.0～11.0 m。河床：强风化层厚：0 m，弱风化厚度6.0～10.0 m。岩体风化，右坝肩破碎，发育连续小褶皱。无邻谷渗漏。Q＜5 Lu 上部界线基岩面以下深度左坝肩：44.5～60.5 m，河床坝基：47.5～48.5 m，右坝肩：45.5～50.5 m。有牧道通至下坝址，且修建交通道路较为方便。运混凝土骨料、填筑料、土料场，运距小于上坝址2.1 km。工程总投资为44 082 万元，移民占地费12 678 万元，单方水投资23.64 元。

由以上分析可知：从坝顶谷宽、谷底宽、河谷类型、强弱风化层看，上坝址优于下坝址，在河床覆盖层、地层岩性、地质构造、节裂发育及物理地质现象方面，上下坝址基本相同。在渗漏问题、透水率Q＜5 Lu上部界线基岩面以下深度、进场施工道路、天然建材方面下坝址优势大于上坝址。

从工程总投资、施工条件、移民占地因素等综合考虑上坝址总投资比下坝址高3 035.97 万元，单方水投资比下坝址高，从投资角度来说，下坝址优于上坝址。从施工角度考虑上坝址运距较远，且河道狭窄不便于生产生活区布置；从移民和环境影响因素考虑，上坝址占用林、草地标准高于下坝址，补偿标准较高，同时上下坝址相差2.1 km，上坝址相应牧道恢复改建比下坝址长2.1 km，移民占地总投资上坝址为14 951万元，较下坝址增加2 273.17 万元；本工程有向下游供水任务，上坝址供水线路长度较下坝址长2.5 km，投资增加400 万元，后期运行管理及维护成本也相应增加。下坝址距离管理区近2.1 km，维稳值班管理和运行管理、防汛物资储备和管理方便，考虑到冬季大雪封山后虽有道路，但要清除路面积雪，上坝址道路清除积雪的时间和工作量比下坝址明显量大，综合考虑下坝址优于上坝址，故推荐下坝址做为本水库工程的选定坝址。

5 结论

通过上、下坝址工程地质对比，下坝址在防渗、透水率Q＜5 Lu 上部界线基岩面以下深度、进场施工道路、天然建材方面下坝址优势大于上坝址。下坝址在移民征地补偿、总投资方面远低于上坝址，且对环境影响小。与上坝址相比，下坝址距离管理区更近，运行管理和防汛物资储备、运输更加便利，综合分析，选择下坝址作为工程建设坝址。