TLK水庫移民恢復改建道路方案與比選分析

郭建飛

（新疆水利水電勘測設計研究院，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克孜勒蘇柯爾克孜自治州烏恰縣境內，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，控制灌區灌溉面積3.01萬畝。大壩設計洪水位標準采用50年一遇，相應設計洪水位為2610.25 m，校核洪水采用1000年一遇，相應校核洪水位為2613.1 m。

TLK水庫的建設將淹沒現有沿河床左岸修建的道路，該路服務對象主要是兵團農三師的一個牧業連隊和一個邊防連，原設計的平均日交通量在400輛小客車以下。TLK水庫工程對該道路按“原規模、原功能、原標準”原則，恢復改建成雙車道四級公路[1]。

2 工程地質

TLK水庫區位于鐵列克河中高山區段，總地勢北高南低，屬中高山區河谷侵蝕地貌，兩岸山頂高程2800～3000 m，相對高差300 m～500 m。鐵列克河由東側的丘勒達依河和西側的托孜郭勒河在壩址上游約740 m處匯合而成，庫區內河道總體呈“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。庫區構造不發育，未發現區域性斷裂和大規模斷裂穿過庫區。僅發育小規模斷層，改建道路影響不大。

庫區出露的地層主要為為深灰色、灰色粉細砂巖夾暗灰色泥質粉砂巖，以粉細砂巖為主。其中，粉細砂巖主要為粉砂、細砂狀結構，塊狀、板狀構造，具微層理構造，總體呈薄～中層狀；泥質粉砂巖為粉砂狀結構，具微層理構造，多呈薄層狀。巖體屬中硬巖，巖層產狀275°SW∠60°～65°，庫區內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，都可滿足設計要求[2]。

3 改建道路總體方案比選分析

改建道路所處區域地質及地形情況較為復雜，對工程的工期、投資等影響較大，經綜合考慮，對改建道路進行兩個方案比較：（1）道路方案；（2）隧洞方案。

圖1 工程區平面布置圖

3.1 道路方案

改建道路起點為壩址下游與現有道路連接，終點至壩址區上游約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計，為盤山公路，沿庫區2612 m高程以上蜿蜒盤旋至上游與原道路相接，按規范[3]要求，道路路基寬度取6.5 m，該方案特點是施工較為簡單，均為挖方，但存在以下的幾個問題：

（1）道路基礎必須設置于穩定邊坡上，按地質報告[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，不經濟。

（2）部分開挖區域為高邊坡，開挖范圍較大，易造成部分水土流失，邊坡后期恢復困難，棄渣較多，占地面積大，對環境影響大。

（3）從運行、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70多m，在刮風及雨雪天氣，邊坡會存在落石風險，即便是一塊很小的石頭，也會對行人及車輛構成很大威脅。②高邊坡后期維護費用較高，邊坡在受到外力作用后易發生卸荷。

3.1.2 右岸明挖道路方案

右岸道路也為盤山道路，起點在庫區下游2 km處，在壩址上游區設置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，河床基礎為砂礫石，橋墩需采用灌注樁，還涉及到施工期導流的問題。

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

（4）道路明挖區同樣存在落石風險、邊坡穩定等安全問題。

3.2 隧洞方案

隧道方案起點位于鐵列克水庫壩軸線下游約650 m處，起點接原道路之后再向北側爬坡，布置一條隧道穿過山體后與原道路相接，終點位于水庫淹沒區以外。進出口目前可利用現有道路到達，施工較為方便。根據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，根據規范[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，進出口連接道路長475 m，洞內最大縱坡采用3%，本項目為瀕臨水庫地區，設計隧道底高程不得低于水庫正常蓄水位2612 m要求。

表1 長隧道方案經濟技術指標表

根據地質圍巖分類，隧道Ⅲ類圍巖采用永久噴錨支護，不做二次鋼筋混凝土襯砌結構，Ⅳ、Ⅴ類圍巖及進出口隧洞段采用一次噴錨支護及二次鋼筋混凝土的復合式襯砌。該方案安全系數高，運行管理較為方便。

3.2.2 短隧洞方案

本方案道路起點位于鐵列克水庫壩軸線下游650m處，接現狀公路再向北側爬坡，布置四段短隧洞穿過山體后與原公路相接，終點位于水庫淹沒區以外約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 短長隧道方案經濟技術指標表

短隧洞方案所有支護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行管理，由于該區域通行車輛較少，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備對積雪進行清理，車輛在通過此區域時，路況的突然變化易導致車輛事故。

4 方案比選及結論

在基于上述條件基礎上，在設計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、環境、運行管理、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、對環境影響小，施工期基本不影響當地社會交通，運行管理方便，故本工程移民恢復改建道路推薦長隧洞方案[5-11]。

表3 各方案綜合比較表

5 結語

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