重慶烏江白馬航電樞紐壩址選擇中的難點(diǎn)分析

馬英俠 黃紅飛

(長(zhǎng)江水利委員會(huì) 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(zhèn)，是烏江干流水電開(kāi)發(fā)規(guī)劃的最下一個(gè)梯級(jí)。該電站是以航運(yùn)、發(fā)電為主的航電工程。

水庫(kù)正常蓄水位為183.00m，總庫(kù)容為3.95億m3，最大壩高為87.5.0m，裝機(jī)容量為525MW，通航建筑物規(guī)模為500t級(jí)。

2 壩址選擇中的難點(diǎn)

2.1 工程特點(diǎn)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(jī)組尺寸大，因此壩址宜選擇在河谷寬闊處;航運(yùn)是本樞紐的主要任務(wù)之一，為確保航運(yùn)安全，要求壩址上、下游一定范圍內(nèi)河道比較順直，航道進(jìn)、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(kù)頂托，若采用一次攔斷河床、隧洞導(dǎo)流方式，需導(dǎo)流隧洞數(shù)量多，導(dǎo)流布置難度大且投資高，因此只宜采用明渠導(dǎo)流方式。需在河谷較寬闊處選擇壩址，樞紐布置格局應(yīng)充分考慮施工導(dǎo)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(wù)是淹沒(méi)羊角灘險(xiǎn)，渠化銀盤(pán)水電站以下河段航道，同時(shí)兼顧發(fā)電，因此，選壩河段上游起點(diǎn)應(yīng)不超過(guò)羊角灘。

三峽水庫(kù)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(zhèn)—江口鎮(zhèn)，可解決白馬鎮(zhèn)以下河段航運(yùn)問(wèn)題，汛期三峽水庫(kù)運(yùn)行水位維持在145m(吳淞)附近，回水至涪陵市白濤鎮(zhèn)。因此，選壩河段下游終點(diǎn)應(yīng)在白馬鎮(zhèn)—白濤鎮(zhèn)之間。

白濤鎮(zhèn)—羊角灘長(zhǎng)約24.7km的河道可劃分為3段:

白濤鎮(zhèn)—雞冠嶺下游長(zhǎng)約7.2km河道，簡(jiǎn)稱下段;雞冠嶺上游—石梁河口長(zhǎng)約9.8km河道，簡(jiǎn)稱中段;石梁河口上游—羊角灘下游長(zhǎng)約7.7km河道，簡(jiǎn)稱上段。

下段河谷相對(duì)開(kāi)闊、兩岸地勢(shì)較緩、高程較低，有利于樞紐布置和施工場(chǎng)地布置。但大溪河上游約4.2km處有雞冠嶺滑坡，1994年曾出現(xiàn)崩塌，堵塞河道一月有余，目前雞冠嶺滑坡仍存在活動(dòng)跡象，且因規(guī)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(xiàn)滑坡，將危及工程安全及下游沿岸城鎮(zhèn)居民人身、財(cái)產(chǎn)安全;大溪河口下游河段河谷較寬闊，適合開(kāi)展樞紐布置，但為減少庫(kù)區(qū)回水對(duì)武隆縣城的影響，正常蓄水位要比上游河段低，而三峽水庫(kù)枯水期水位為175m(吳淞)，若將樞紐修建在大溪河下游，對(duì)提高發(fā)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(kāi)展樞紐及施工布置;石梁河在白馬鎮(zhèn)下游匯入烏江，石梁河兩岸規(guī)劃為武隆縣開(kāi)發(fā)區(qū)，分布大量廠礦企業(yè)，若將壩址選擇在石梁河以下河段，庫(kù)區(qū)回水可能將淹沒(méi)部分廠礦，且兩岸居民為三峽水庫(kù)移民，二次搬遷難度較大。

上段河谷相對(duì)開(kāi)闊、兩岸地勢(shì)較緩、高程較低，有利于樞紐布置和施工場(chǎng)地布置。經(jīng)過(guò)歷年整治，白馬鎮(zhèn)以下河段經(jīng)重慶市航運(yùn)部門(mén)驗(yàn)收已達(dá)四級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)，將壩址選在該河段可基本滿足樞紐航運(yùn)要求。

2.3 壩址選擇位置的限制

根據(jù)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(gè)壩址。

羊角—紅石橋河段:長(zhǎng)約5.4km，上游1.3km河段河谷較寬，河道較順直，適合開(kāi)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(guó)道，右岸有渝懷鐵路，難以開(kāi)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(zhǎng)約2.4km，左岸有石梁河匯入，河流流向在此河段轉(zhuǎn)了90°彎，由東西向轉(zhuǎn)為南北方向。石梁河以下河段河谷狹窄，難以開(kāi)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(kāi)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(zhǎng)約11.2km，此河段河谷位于灰?guī)r地區(qū)，河谷均較狹窄，樞紐布置條件較差，從上至下相對(duì)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(duì)較寬，且大溪河兩岸存在較平緩臺(tái)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(gè)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(jīng)濟(jì)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(kù)頂托，發(fā)電量增加有限;庫(kù)區(qū)淹沒(méi)涉及石梁河，淹沒(méi)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(jīng)整治已達(dá)四級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)，小角幫、富人沱及大溪口壩址對(duì)改善航運(yùn)作用不明顯，且?guī)?lái)石梁河兩岸的二次淹沒(méi)問(wèn)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(yè)巖區(qū)，河道較順直，河谷較寬闊，適合開(kāi)展樞紐布置，兩岸地形較平緩，開(kāi)挖工程量及技術(shù)難度較小;紅石橋壩址河谷較開(kāi)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?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、巖溶角礫巖、白云巖及泥質(zhì)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(wěn)定性差，需放緩坡比，加強(qiáng)支護(hù)，致使開(kāi)挖邊坡高達(dá)300m以上，開(kāi)挖及支護(hù)工程量巨大;白馬壩址下游烏江右轉(zhuǎn)90°，右岸主要為灰?guī)r(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(nèi)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(kù)頂托，總發(fā)電量與紅石橋壩址相當(dāng);大溪口—白馬河段經(jīng)整治已達(dá)四級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)，若選擇大溪口壩址對(duì)改善航運(yùn)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(xiàn)崩塌，堵塞河道一月有余，目前雞冠嶺滑坡仍存在活動(dòng)跡象，若選擇大溪口壩址，一旦雞冠嶺出現(xiàn)滑坡，將危及工程安全。

因此，從地形地質(zhì)條件、航運(yùn)、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(gè)壩址進(jìn)行研究。?