郭建飛

（新疆水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

1 工程概況

TLK水庫工程位于新疆維吾爾自治區(qū)克孜勒蘇柯爾克孜自治州烏恰縣境內(nèi)，喀什噶爾河支流TLK河中游河段，是TLK河的控制性水利樞紐工程，是一座具有灌溉、防洪等綜合利用任務(wù)的水利工程，為小（1）型Ⅳ等水利樞紐工程。TLK水庫最大壩高35.8 m，總庫容959萬m3，正常蓄水位為2612 m，控制灌區(qū)灌溉面積3.01萬畝。大壩設(shè)計(jì)洪水位標(biāo)準(zhǔn)采用50年一遇，相應(yīng)設(shè)計(jì)洪水位為2610.25 m，校核洪水采用1000年一遇，相應(yīng)校核洪水位為2613.1 m。

TLK水庫的建設(shè)將淹沒現(xiàn)有沿河床左岸修建的道路，該路服務(wù)對象主要是兵團(tuán)農(nóng)三師的一個(gè)牧業(yè)連隊(duì)和一個(gè)邊防連，原設(shè)計(jì)的平均日交通量在400輛小客車以下。TLK水庫工程對該道路按“原規(guī)模、原功能、原標(biāo)準(zhǔn)”原則，恢復(fù)改建成雙車道四級公路[1]。

2 工程地質(zhì)

TLK水庫區(qū)位于鐵列克河中高山區(qū)段，總地勢北高南低，屬中高山區(qū)河谷侵蝕地貌，兩岸山頂高程2800～3000 m，相對高差300 m～500 m。鐵列克河由東側(cè)的丘勒達(dá)依河和西側(cè)的托孜郭勒河在壩址上游約740 m處匯合而成，庫區(qū)內(nèi)河道總體呈“Y”字型，河流總體流向自北西流向南東，河道總體較順直，河谷底寬一般 300 m～400 m，總體呈“U”型河谷，河流坡降為 20‰～25‰。

左岸山體雄厚，岸坡走向 335°左右，自然坡度 30°～40°，基巖大部分裸露，坡腳分布厚度3 m～8 m的松散洪坡積物，壩軸線附近河床邊為基巖陡坎，壩軸線上游約100 m處發(fā)育一沖溝，坡腳被松散坡洪積碎石土覆蓋。

右岸山體雄厚，山頂高程在3000 m左右，高于現(xiàn)代河床約400 m，岸坡走向岸坡走向330°左右，岸坡總體一坡到頂，自然邊坡35°～40°，在壩軸線處2630 m高程以上基巖裸露,以下均被松散崩坡積物覆蓋，厚3 m～13 m，自然坡度10°～30°不等。庫區(qū)構(gòu)造不發(fā)育，未發(fā)現(xiàn)區(qū)域性斷裂和大規(guī)模斷裂穿過庫區(qū)。僅發(fā)育小規(guī)模斷層，改建道路影響不大。

庫區(qū)出露的地層主要為為深灰色、灰色粉細(xì)砂巖夾暗灰色泥質(zhì)粉砂巖，以粉細(xì)砂巖為主。其中，粉細(xì)砂巖主要為粉砂、細(xì)砂狀結(jié)構(gòu)，塊狀、板狀構(gòu)造，具微層理構(gòu)造，總體呈薄～中層狀；泥質(zhì)粉砂巖為粉砂狀結(jié)構(gòu)，具微層理構(gòu)造，多呈薄層狀。巖體屬中硬巖，巖層產(chǎn)狀275°SW∠60°～65°，庫區(qū)內(nèi)主要分布該地層巖性。第四系地層以第四系松散堆積物為主，改建道路穿越地層巖性以Ⅲ類圍巖為主，局部段所處的圍巖類別屬Ⅳ、Ⅴ類。

就地質(zhì)情況而言，具備修建道路的基本條件，無論是修建道路還是交通洞，都可滿足設(shè)計(jì)要求[2]。

3 改建道路總體方案比選分析

改建道路所處區(qū)域地質(zhì)及地形情況較為復(fù)雜，對工程的工期、投資等影響較大，經(jīng)綜合考慮，對改建道路進(jìn)行兩個(gè)方案比較：（1）道路方案；（2）隧洞方案。

圖1 工程區(qū)平面布置圖

3.1 道路方案

改建道路起點(diǎn)為壩址下游與現(xiàn)有道路連接，終點(diǎn)至壩址區(qū)上游約1.3 km與原有道路連接，該方案就可行性而言，存在兩種考慮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

左岸改建道路采用雙車道路面設(shè)計(jì)，為盤山公路，沿庫區(qū)2612 m高程以上蜿蜒盤旋至上游與原道路相接，按規(guī)范[3]要求，道路路基寬度取6.5 m，該方案特點(diǎn)是施工較為簡單，均為挖方，但存在以下的幾個(gè)問題：

（1）道路基礎(chǔ)必須設(shè)置于穩(wěn)定邊坡上，按地質(zhì)報(bào)告[2]的要求，開挖邊坡不得陡于1∶0.5，道路工程量開挖較大，土石方開挖工程量達(dá)到61.25萬m3，填筑量6.99萬m3，工程直接投資為7147萬元，投資較高，不經(jīng)濟(jì)。

（2）部分開挖區(qū)域?yàn)楦哌吰拢_挖范圍較大，易造成部分水土流失，邊坡后期恢復(fù)困難，棄渣較多，占地面積大，對環(huán)境影響大。

（3）從運(yùn)行、管理、安全等方面考慮，主要存在以下的問題：①高邊坡垂直落差達(dá)70多m，在刮風(fēng)及雨雪天氣，邊坡會存在落石風(fēng)險(xiǎn)，即便是一塊很小的石頭，也會對行人及車輛構(gòu)成很大威脅。②高邊坡后期維護(hù)費(fèi)用較高，邊坡在受到外力作用后易發(fā)生卸荷。

3.1.2 右岸明挖道路方案

右岸道路也為盤山道路，起點(diǎn)在庫區(qū)下游2 km處，在壩址上游區(qū)設(shè)置2座跨河橋，跨度分別為60 m和240 m，右岸道路存在以下幾個(gè)問題：

（1）道路工程量較大，土石方開挖量54.14萬m3，工程直接投資為7316萬元（含跨河橋），投資較高。

（2）由于上游交通橋處河道常年有水，河床基礎(chǔ)為砂礫石，橋墩需采用灌注樁，還涉及到施工期導(dǎo)流的問題。

（3）開挖的棄渣占地面積較大，新疆南疆區(qū)域較為干旱少雨，對環(huán)境的影響也不容忽視。

（4）道路明挖區(qū)同樣存在落石風(fēng)險(xiǎn)、邊坡穩(wěn)定等安全問題。

3.2 隧洞方案

隧道方案起點(diǎn)位于鐵列克水庫壩軸線下游約650 m處，起點(diǎn)接原道路之后再向北側(cè)爬坡，布置一條隧道穿過山體后與原道路相接，終點(diǎn)位于水庫淹沒區(qū)以外。進(jìn)出口目前可利用現(xiàn)有道路到達(dá)，施工較為方便。根據(jù)地形條件考慮有兩種方式：1長隧洞方案，2短隧洞方案。

3.2.1 長隧洞方案

長隧洞方案斷面采用城門洞型，根據(jù)規(guī)范[4]要求，隧洞凈尺寸為 7.7 m×6.4 m（b×h），隧洞長度為 1.55 km，進(jìn)出口連接道路長475 m，洞內(nèi)最大縱坡采用3%，本項(xiàng)目為瀕臨水庫地區(qū)，設(shè)計(jì)隧道底高程不得低于水庫正常蓄水位2612 m要求。

表1 長隧道方案經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)表

根據(jù)地質(zhì)圍巖分類，隧道Ⅲ類圍巖采用永久噴錨支護(hù)，不做二次鋼筋混凝土襯砌結(jié)構(gòu)，Ⅳ、Ⅴ類圍巖及進(jìn)出口隧洞段采用一次噴錨支護(hù)及二次鋼筋混凝土的復(fù)合式襯砌。該方案安全系數(shù)高，運(yùn)行管理較為方便。

3.2.2 短隧洞方案

本方案道路起點(diǎn)位于鐵列克水庫壩軸線下游650m處，接現(xiàn)狀公路再向北側(cè)爬坡，布置四段短隧洞穿過山體后與原公路相接，終點(diǎn)位于水庫淹沒區(qū)以外約150m處。本方案路線總長度為2096m，其中道路長度為1084m，隧洞長度為1012m，四段隧洞長度分別為452m、138m、174m、248m，兩座跨徑30m橋梁，分別位于第一段隧道出口附近和第三段隧道出口附近，短隧洞斷面型式同長隧洞。

表2 短長隧道方案經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)表

短隧洞方案所有支護(hù)型式與長隧洞方案相同，投資5569萬元，短隧洞方案最主要的問題在于運(yùn)行管理，由于該區(qū)域通行車輛較少，連接短隧洞之間的明線道路處冬季易形成積雪，且該段無大型清掃設(shè)備對積雪進(jìn)行清理，車輛在通過此區(qū)域時(shí)，路況的突然變化易導(dǎo)致車輛事故。

4 方案比選及結(jié)論

在基于上述條件基礎(chǔ)上，在設(shè)計(jì)中推薦采用長隧洞方案。各方案綜合比較見表3。

綜合以上各方案分析，從投資、施工條件、施工可行性、環(huán)境、運(yùn)行管理、安全等方面綜合比較，本工程不適宜采用明挖道路方案，隧洞方案中長隧洞投資小、對環(huán)境影響小，施工期基本不影響當(dāng)?shù)厣鐣煌?，運(yùn)行管理方便，故本工程移民恢復(fù)改建道路推薦長隧洞方案[5-11]。

表3 各方案綜合比較表

5 結(jié)語

TLK水庫改建道路投資在整個(gè)工程中所占比重較大，前期道路方案選擇是否合理，直接影響整個(gè)工程的進(jìn)度及投資，所以在前期的布置方案中進(jìn)行認(rèn)真的比選是很有必要的，尤其是在這種地勢較為復(fù)雜區(qū)域，隧洞方案可能在很多方面都有優(yōu)勢，TLK水庫工程改建道路采用長隧洞方案，不僅安全，對周圍環(huán)境干擾小，還節(jié)省投資，為最佳方案。希望通過對各方案的比選分析，能從中吸取經(jīng)驗(yàn)，也對同仁及其他類似工程可以提供一定的借鑒意義。