淺議奴爾水庫庫區(qū)淹沒改建道路方案比選

韓 越

(新疆水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院勘測總隊(duì)，新疆 昌吉 831100)

1 工程項(xiàng)目背景

奴爾水庫正常蓄水后，3.96 km奴爾鄉(xiāng)通往都木村農(nóng)村道路淹沒[1]。為保障庫周農(nóng)牧業(yè)人口正常的交通出行、牲畜轉(zhuǎn)場，該段道路需改線復(fù)建。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)地調(diào)查，庫區(qū)淹沒影響的道路采取將原有道路平行上移至庫水以外安全地帶，結(jié)合地形條件予以恢復(fù)，與原有道路相連接，并滿足防洪要求。恢復(fù)改建道路長度為5.17 km，采用砂石路面，路面寬4.5 m。

2 工程概況

奴兒鄉(xiāng)至都木村連接道路總長度24.143 km，此道路連接奴爾鄉(xiāng)與其曼巴格一隊(duì)、一牧場二連、都木村與鄉(xiāng)鎮(zhèn)[2]。是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的快捷通道，也是外界聯(lián)系的一條重要的快捷公路。奴爾水庫蓄水后，淹沒影響的3.96 km奴兒鄉(xiāng)-都木村農(nóng)村道路，是都木村出行的重要交通道路。水庫蓄水后將影響此段道路，為保證都木村村民出行，道路的恢復(fù)需在水庫正常蓄水前完成。

2.1 地形條件

庫區(qū)淹沒改建道路沿線范圍屬低山丘陵區(qū)地貌，地勢總體上南高北低，兩岸山頂海拔高程2630 m～2800 m，相對高差小于400 m。奴爾河由南西向北東，總體流向N38°E，河谷較順直，呈寬“U”型，河床寬230 m～440 m，主河道位于河床右側(cè)，寬10 m～40 m，河水面高程2460 m～2510 m，水深1.0 m～2.0 m，河床平均坡降17‰，河谷兩岸發(fā)育有Ⅰ～Ⅳ階地，其中Ⅲ、Ⅳ級階在左岸廣泛分布，右岸零星分布，階地多為風(fēng)積粉土覆蓋。Ⅰ級階地面高于河床面2 m～4 m，階面寬度一般為0 m～5 m，為堆積階地；Ⅱ級階地面高于河床面7 m～12 m，階面寬度一般為0 m～5 m，為堆積階地；Ⅲ級階地面高于河床面20 m～30 m，為基座階地；Ⅳ級階地多已被剝蝕，高于河床面40 m～60 m，零星出露。

2.2 地質(zhì)條件

改建道路沿線覆蓋層分布廣泛，均為第四系地層，主要為風(fēng)積物，另外還有沖積、洪積、崩坡積等成因的松散堆積物。地表主要為第四系上更新統(tǒng)風(fēng)積低液限粉土，厚度不均，在少量沖溝處有砂卵礫石出露。基巖地層主要為下更新統(tǒng)西域礫巖。工程場地地質(zhì)構(gòu)造相對簡單，西域礫巖巖層產(chǎn)狀不明顯，局部可見沉積層理，產(chǎn)狀70°NW∠6°，巖性巖相變化不大。道路沿線大部分為第四系上更新統(tǒng)風(fēng)積粉土覆蓋，無區(qū)域性斷裂通過，未見有小斷層，裂隙不發(fā)育，在伊蘭吉勒尕沖溝西域礫巖出露，在沖溝邊坡處有極少量的卸荷裂隙。

2.3 水文、氣候條件

改建道路位于奴爾河左岸，沿線路段大部分為原始丘陵山區(qū)，僅有奴爾河及伊蘭吉勒尕溝兩個(gè)地表水體。奴爾河屬消融補(bǔ)給型河流，據(jù)戰(zhàn)斗渠首水文站資料，多年平均流量為5.41 m3/s，多年平均徑流量為1.708×108m3。奴爾河徑流年內(nèi)變化大，奴爾河年最小月平均流量出現(xiàn)在1月，年最大月平均流量出現(xiàn)在7月，二者相差達(dá)34倍，該河枯水期從每年10月開始，呈逐月減少趨勢，至來年3月起開始逐月增加；伊蘭吉勒尕溝屬季節(jié)性河流，該溝內(nèi)常年有季節(jié)性少量流水。

基巖裂隙水主要位于兩岸西域礫巖內(nèi)，為河床側(cè)滲補(bǔ)給，由于裂隙不發(fā)育，基巖裂隙水貧乏，未見有基巖裂隙水出露點(diǎn)；承壓水主要位于河床內(nèi)西域礫巖中膠結(jié)較差的孔隙內(nèi)，該地層接受地表水及潛水的補(bǔ)給，以承壓水性質(zhì)賦存于孔隙內(nèi)，向下游運(yùn)移。

3 改建道路設(shè)計(jì)方案比選

3.1 方案一

改建道路受到水庫蓄水及大沖溝的影響，方案一以避開的庫區(qū)淹沒影響范圍為基準(zhǔn)，在奴爾河左岸擬定道路路線。水庫蓄水后，庫岸的影響范圍決定了本方案路線布置，根據(jù)地質(zhì)勘探，水庫庫區(qū)岸坡被風(fēng)積粉土覆蓋，厚20 m～50 m，根據(jù)相關(guān)地質(zhì)試驗(yàn)參數(shù)推斷出的水庫蓄水塌岸影響范圍較大。方案一道路起點(diǎn)道路高程2728 m左右；終點(diǎn)接現(xiàn)有道路高程2582 m。路線全長為4.52 km，平曲線最小半徑為15 m；為縮短復(fù)建道路長度，控制最大縱坡為9%。為跨越大沖溝，與現(xiàn)有道路相接，需新建一座特大橋，橋梁型式為懸索橋，橋梁跨徑800 m，橋面高程2785 m。經(jīng)現(xiàn)場勘查，大橋位置距水庫塌岸范圍較近，水庫蓄水后路基安全性不能保證，建設(shè)投資較大。其余沖溝采用圓管涵排洪。

3.2 方案二

由于水庫蓄水塌岸影響范圍為推測所得，為完全避開水庫塌岸影響，不考慮蓄水塌岸風(fēng)險(xiǎn)影響道路路基安全，方案二道路沿奴爾河左岸大沖溝向上游布置路線，道路沿線高差較大，縱坡較陡。受地形限制，部分指標(biāo)采用極限指標(biāo)。根據(jù)現(xiàn)場勘查，大沖溝右岸沿線均為滑坡體，且大沖溝右岸山體陡立，為跨越大沖溝，道路在距離大沖溝溝口5 km處，行至大沖溝底部，以涵洞跨越?jīng)_溝后向山頂布置爬坡。為與原有道路相接，需翻山頂。溝底與山頂高差約300 m，利用大沖溝右岸僅有的一段緩坡，布置S彎爬坡，回頭縱坡控制為3%，經(jīng)4 kmS彎+回頭道路至山頂；翻越山頂后向上游下坡，最終與原有道路相接。方案二道路起點(diǎn)高程2728 m；跨越大沖溝高程2707 m，翻越山頂高程2989 m；終點(diǎn)接現(xiàn)有道路高程2630 m左右。道路路線全長為15.517 km，平曲線最小半徑為15 m，S彎回頭曲線半徑15 m。由于道路高差較大，控制最大縱坡為9%。全線沖溝均采用圓管涵排洪。

3.3 方案三

為滿足奴爾鄉(xiāng)通往都木村農(nóng)村道路暢通，利用奴爾河右岸一牧場現(xiàn)有道路，目前可以通行。方案三在現(xiàn)有道路的基礎(chǔ)上對路基路面進(jìn)行改造，即可滿足都木村對外通行。方案三道路起點(diǎn)位于奴爾鄉(xiāng)，沿奴爾河右岸布置，全線長度40.88 km。根據(jù)現(xiàn)場勘查，該道路目前滿足通行條件，但局部縱坡較大、部分轉(zhuǎn)彎曲線半徑較小，本方案需在已有道路基礎(chǔ)上加以改建。后期作為一牧場及奴爾鄉(xiāng)連接都木村的共有道路。考慮到現(xiàn)有一牧場道路歸屬兵團(tuán)；奴爾鄉(xiāng)通往都木村農(nóng)村道路為地方交通，該方案涉及歸屬及占地問題，未能恢復(fù)原道路原功能，方案不可行。

3.4 方案比選

根據(jù)《奴爾水利樞紐工程地質(zhì)勘察報(bào)告》，水庫庫區(qū)岸坡被風(fēng)積粉土覆蓋，厚20 m～50 m，岸坡現(xiàn)階段總體呈穩(wěn)定狀態(tài)。水庫建成蓄水后，庫岸自然條件將會(huì)發(fā)生急劇變化，使得土坡在重力作用下極易發(fā)生土體坍滑，土體在蓄水位附近邊沖蝕邊向下逐步滑動(dòng)[3]。由于現(xiàn)階段庫岸影響范圍為推測線，蓄水后影響范圍無法準(zhǔn)確推斷，道路路基安全穩(wěn)定與庫岸影響線關(guān)系密切，方案選線需確保道路路基安全,道路方案對比見表1。

表1 庫區(qū)淹沒改建道路方案對比表

經(jīng)過對比，從安全和經(jīng)濟(jì)角度考慮，最優(yōu)方案為方案二，選用方案二繞開沖溝，改建線路由5.17 km延長至15.517 km。2018年3月，在策勒縣召開奴爾水利樞紐工程庫區(qū)淹沒道路改線工作協(xié)調(diào)會(huì)，策勒縣人民政府及各部門聽取了對改建道路的方案匯報(bào)，并通過了改線道路15.517 km方案，該方案沿奴爾河左岸大沖溝向上游布置路線。

4 結(jié)語

1)改線道路比原方案道路總長增加了約11 km，投資減少了約800萬元左右，工程安全性大大得到提高。

2)改線道路沿奴爾河左岸布置，高差較大，縱坡較陡，在充分考慮工程投資的條件下，線形滿足車輛通行的基本要求。受地形限制，部分指標(biāo)采用極限指標(biāo)。布線原則為平、縱、橫設(shè)計(jì)力求線形平順，適合車輛的通行。

3)根據(jù)工程區(qū)道路沿線地質(zhì)概況，工程區(qū)山體表部大部分被風(fēng)積低液限粉土覆蓋，道路沿線自然邊坡較緩，岸坡土體總體呈穩(wěn)定狀態(tài)，在較陡邊坡上可見規(guī)模極小的已滑滑坡體，沿線發(fā)現(xiàn)4個(gè)滑坡體，采用Φ28土錨釘加固。