重慶烏江白馬航電樞紐壩址選擇中的難點分析

馬英俠 黃紅飛

(長江水利委員會 武漢 430010)

1 工程概況

烏江白馬航電樞紐位于烏江下游河段，地處重慶市武隆縣白馬鎮，是烏江干流水電開發規劃的最下一個梯級。該電站是以航運、發電為主的航電工程。

水庫正常蓄水位為183.00m，總庫容為3.95億m3，最大壩高為87.5.0m，裝機容量為525MW，通航建筑物規模為500t級。

2 壩址選擇中的難點

2.1 工程特點的限制

本工程為典型的低水頭徑流式電站，要求泄洪前緣及電站布置寬度大、機組尺寸大，因此壩址宜選擇在河谷寬闊處;航運是本樞紐的主要任務之一，為確保航運安全，要求壩址上、下游一定范圍內河道比較順直，航道進、出口水流條件較好，通航建筑物布置成為該河段壩址選擇和樞紐布置的重要限制條件;本河段洪水流量大，下游受三峽水庫頂托，若采用一次攔斷河床、隧洞導流方式，需導流隧洞數量多，導流布置難度大且投資高，因此只宜采用明渠導流方式。需在河谷較寬闊處選擇壩址，樞紐布置格局應充分考慮施工導流要求。

2.2 壩址選擇河段的限制

白馬航電樞紐的主要任務是淹沒羊角灘險，渠化銀盤水電站以下河段航道，同時兼顧發電，因此，選壩河段上游起點應不超過羊角灘。

三峽水庫蓄水后，枯水期水位在155m(吳淞)～175m(吳淞)之間，回水至武隆縣白馬鎮—江口鎮，可解決白馬鎮以下河段航運問題，汛期三峽水庫運行水位維持在145m(吳淞)附近，回水至涪陵市白濤鎮。因此，選壩河段下游終點應在白馬鎮—白濤鎮之間。

白濤鎮—羊角灘長約24.7km的河道可劃分為3段:

白濤鎮—雞冠嶺下游長約7.2km河道，簡稱下段;雞冠嶺上游—石梁河口長約9.8km河道，簡稱中段;石梁河口上游—羊角灘下游長約7.7km河道，簡稱上段。

下段河谷相對開闊、兩岸地勢較緩、高程較低，有利于樞紐布置和施工場地布置。但大溪河上游約4.2km處有雞冠嶺滑坡，1994年曾出現崩塌，堵塞河道一月有余，目前雞冠嶺滑坡仍存在活動跡象，且因規模較大，難以整治，若選擇在雞冠嶺以下河段建壩，一旦雞冠嶺出現滑坡，將危及工程安全及下游沿岸城鎮居民人身、財產安全;大溪河口下游河段河谷較寬闊，適合開展樞紐布置，但為減少庫區回水對武隆縣城的影響，正常蓄水位要比上游河段低，而三峽水庫枯水期水位為175m(吳淞)，若將樞紐修建在大溪河下游，對提高發電作用不明顯，且此河段河床高程較低，工程投資將較上游河段增加。

中段河谷狹窄，兩岸山體高陡，難以開展樞紐及施工布置;石梁河在白馬鎮下游匯入烏江，石梁河兩岸規劃為武隆縣開發區，分布大量廠礦企業，若將壩址選擇在石梁河以下河段，庫區回水可能將淹沒部分廠礦，且兩岸居民為三峽水庫移民，二次搬遷難度較大。

上段河谷相對開闊、兩岸地勢較緩、高程較低，有利于樞紐布置和施工場地布置。經過歷年整治，白馬鎮以下河段經重慶市航運部門驗收已達四級航道標準，將壩址選在該河段可基本滿足樞紐航運要求。

2.3 壩址選擇位置的限制

根據以上分析，在上段河谷自上游向下游初步選擇了羊角新灘、紅石橋、白馬、小角幫、富人沱及大溪口等6個壩址。

羊角—紅石橋河段:長約5.4km，上游1.3km河段河谷較寬，河道較順直，適合開展樞紐布置，主要為走向谷河段，出露地層為大灣組(O1d)—志留系(S)地層，具備建壩條件;下游4.1km河段河谷狹窄，左岸有319國道，右岸有渝懷鐵路，難以開展樞紐布置。因此，在此河段只能選擇羊角新灘壩址。

紅石橋—小角幫河段:長約2.4km，左岸有石梁河匯入，河流流向在此河段轉了90°彎，由東西向轉為南北方向。石梁河以下河段河谷狹窄，難以開展樞紐布置。石梁河以上河段位于江口背斜軸部及兩翼，背斜軸向0～5°，軸部主要為寒武系(∈)、奧陶系(O)地層，河谷較開闊，在此河段可選擇的壩址有紅石橋壩址、白馬壩址。

小角幫—大溪口河段:長約11.2km，此河段河谷位于灰巖地區，河谷均較狹窄，樞紐布置條件較差，從上至下相對可供選擇的壩址有小角包、富人沱和大溪口。小角包和富人沱壩址兩岸山體高陡，樞紐及施工布置難度大;大溪口壩址距離大溪河約3km，河道相對較寬，且大溪河兩岸存在較平緩臺地可供施工布置。因此，選擇大溪口壩址作為此河段代表壩址。

六個壩址中，小角幫及富人沱壩址河道較順直，但河谷狹窄，兩岸地形陡峻，樞紐及施工布置難度大、經濟性差。大溪口壩址處于最下游，利用水頭最高，但枯水期受三峽水庫頂托，發電量增加有限;庫區淹沒涉及石梁河，淹沒影響大;且因建基面較低，工程投資較羊角和白馬壩址明顯增大。

大溪口—白馬河段經整治已達四級航道標準，小角幫、富人沱及大溪口壩址對改善航運作用不明顯，且帶來石梁河兩岸的二次淹沒問題，大溪口壩址上游2.2km處有雞冠嶺滑坡，將危及工程安全。

羊角壩址位于頁巖區，河道較順直，河谷較寬闊，適合開展樞紐布置，兩岸地形較平緩，開挖工程量及技術難度較小;紅石橋壩址河谷較開闊，兩岸地形略陡于羊角壩址，樞紐布置條件尚可，壩址分布灰巖、白云質灰巖、泥質灰巖、巖溶角礫巖、白云巖及泥質白云巖，巖溶角礫巖性狀差，壩基處理難度大。且因巖溶角礫巖大面積出露在兩岸邊坡，上部雷口坡組巖體穩定性差，需放緩坡比，加強支護，致使開挖邊坡高達300m以上，開挖及支護工程量巨大;白馬壩址下游烏江右轉90°，右岸主要為灰巖(上部為巖溶角礫巖等)，山高坡陡，左岸為石梁河出口，有巖溶角礫巖出露。

3 壩址選擇

縱上所述，白馬航電樞紐宜在羊角—大溪口之間約19km河段內選擇羊角新灘、紅石橋、白馬及大溪口壩址作為代表性壩址。大溪口壩址處于最下游，利用水頭較紅石橋壩址高約1.5m，但枯水期受三峽水庫頂托，總發電量與紅石橋壩址相當;大溪口—白馬河段經整治已達四級航道標準，若選擇大溪口壩址對改善航運作用不明顯，且因建基面較低，工程投資較羊角新灘和紅石橋壩址明顯增大;大溪口壩址上游1km處有雞冠嶺滑坡，1994年曾出現崩塌，堵塞河道一月有余，目前雞冠嶺滑坡仍存在活動跡象，若選擇大溪口壩址，一旦雞冠嶺出現滑坡，將危及工程安全。

因此，從地形地質條件、航運、水能資源合理利用和工程投資等方面綜合考慮，白馬杭電樞紐只能選擇羊角新灘、紅石橋及白馬三個壩址進行研究。?