重庆乌江白马航电枢纽坝址选择中的难点分析

马英侠 黄红飞

(长江水利委员会 武汉 430010)

1 工程概况

乌江白马航电枢纽位于乌江下游河段，地处重庆市武隆县白马镇，是乌江干流水电开发规划的最下一个梯级。该电站是以航运、发电为主的航电工程。

水库正常蓄水位为183.00m，总库容为3.95亿m3，最大坝高为87.5.0m，装机容量为525MW，通航建筑物规模为500t级。

2 坝址选择中的难点

2.1 工程特点的限制

本工程为典型的低水头径流式电站，要求泄洪前缘及电站布置宽度大、机组尺寸大，因此坝址宜选择在河谷宽阔处;航运是本枢纽的主要任务之一，为确保航运安全，要求坝址上、下游一定范围内河道比较顺直，航道进、出口水流条件较好，通航建筑物布置成为该河段坝址选择和枢纽布置的重要限制条件;本河段洪水流量大，下游受三峡水库顶托，若采用一次拦断河床、隧洞导流方式，需导流隧洞数量多，导流布置难度大且投资高，因此只宜采用明渠导流方式。需在河谷较宽阔处选择坝址，枢纽布置格局应充分考虑施工导流要求。

2.2 坝址选择河段的限制

白马航电枢纽的主要任务是淹没羊角滩险，渠化银盘水电站以下河段航道，同时兼顾发电，因此，选坝河段上游起点应不超过羊角滩。

三峡水库蓄水后，枯水期水位在155m(吴淞)～175m(吴淞)之间，回水至武隆县白马镇—江口镇，可解决白马镇以下河段航运问题，汛期三峡水库运行水位维持在145m(吴淞)附近，回水至涪陵市白涛镇。因此，选坝河段下游终点应在白马镇—白涛镇之间。

白涛镇—羊角滩长约24.7km的河道可划分为3段:

白涛镇—鸡冠岭下游长约7.2km河道，简称下段;鸡冠岭上游—石梁河口长约9.8km河道，简称中段;石梁河口上游—羊角滩下游长约7.7km河道，简称上段。

下段河谷相对开阔、两岸地势较缓、高程较低，有利于枢纽布置和施工场地布置。但大溪河上游约4.2km处有鸡冠岭滑坡，1994年曾出现崩塌，堵塞河道一月有余，目前鸡冠岭滑坡仍存在活动迹象，且因规模较大，难以整治，若选择在鸡冠岭以下河段建坝，一旦鸡冠岭出现滑坡，将危及工程安全及下游沿岸城镇居民人身、财产安全;大溪河口下游河段河谷较宽阔，适合开展枢纽布置，但为减少库区回水对武隆县城的影响，正常蓄水位要比上游河段低，而三峡水库枯水期水位为175m(吴淞)，若将枢纽修建在大溪河下游，对提高发电作用不明显，且此河段河床高程较低，工程投资将较上游河段增加。

中段河谷狭窄，两岸山体高陡，难以开展枢纽及施工布置;石梁河在白马镇下游汇入乌江，石梁河两岸规划为武隆县开发区，分布大量厂矿企业，若将坝址选择在石梁河以下河段，库区回水可能将淹没部分厂矿，且两岸居民为三峡水库移民，二次搬迁难度较大。

上段河谷相对开阔、两岸地势较缓、高程较低，有利于枢纽布置和施工场地布置。经过历年整治，白马镇以下河段经重庆市航运部门验收已达四级航道标准，将坝址选在该河段可基本满足枢纽航运要求。

2.3 坝址选择位置的限制

根据以上分析，在上段河谷自上游向下游初步选择了羊角新滩、红石桥、白马、小角帮、富人沱及大溪口等6个坝址。

羊角—红石桥河段:长约5.4km，上游1.3km河段河谷较宽，河道较顺直，适合开展枢纽布置，主要为走向谷河段，出露地层为大湾组(O1d)—志留系(S)地层，具备建坝条件;下游4.1km河段河谷狭窄，左岸有319国道，右岸有渝怀铁路，难以开展枢纽布置。因此，在此河段只能选择羊角新滩坝址。

红石桥—小角帮河段:长约2.4km，左岸有石梁河汇入，河流流向在此河段转了90°弯，由东西向转为南北方向。石梁河以下河段河谷狭窄，难以开展枢纽布置。石梁河以上河段位于江口背斜轴部及两翼，背斜轴向0～5°，轴部主要为寒武系(∈)、奥陶系(O)地层，河谷较开阔，在此河段可选择的坝址有红石桥坝址、白马坝址。

小角帮—大溪口河段:长约11.2km，此河段河谷位于灰岩地区，河谷均较狭窄，枢纽布置条件较差，从上至下相对可供选择的坝址有小角包、富人沱和大溪口。小角包和富人沱坝址两岸山体高陡，枢纽及施工布置难度大;大溪口坝址距离大溪河约3km，河道相对较宽，且大溪河两岸存在较平缓台地可供施工布置。因此，选择大溪口坝址作为此河段代表坝址。

六个坝址中，小角帮及富人沱坝址河道较顺直，但河谷狭窄，两岸地形陡峻，枢纽及施工布置难度大、经济性差。大溪口坝址处于最下游，利用水头最高，但枯水期受三峡水库顶托，发电量增加有限;库区淹没涉及石梁河，淹没影响大;且因建基面较低，工程投资较羊角和白马坝址明显增大。

大溪口—白马河段经整治已达四级航道标准，小角帮、富人沱及大溪口坝址对改善航运作用不明显，且带来石梁河两岸的二次淹没问题，大溪口坝址上游2.2km处有鸡冠岭滑坡，将危及工程安全。

羊角坝址位于页岩区，河道较顺直，河谷较宽阔，适合开展枢纽布置，两岸地形较平缓，开挖工程量及技术难度较小;红石桥坝址河谷较开阔，两岸地形略陡于羊角坝址，枢纽布置条件尚可，坝址分布灰岩、白云质灰岩、泥质灰岩、岩溶角砾岩、白云岩及泥质白云岩，岩溶角砾岩性状差，坝基处理难度大。且因岩溶角砾岩大面积出露在两岸边坡，上部雷口坡组岩体稳定性差，需放缓坡比，加强支护，致使开挖边坡高达300m以上，开挖及支护工程量巨大;白马坝址下游乌江右转90°，右岸主要为灰岩(上部为岩溶角砾岩等)，山高坡陡，左岸为石梁河出口，有岩溶角砾岩出露。

3 坝址选择

纵上所述，白马航电枢纽宜在羊角—大溪口之间约19km河段内选择羊角新滩、红石桥、白马及大溪口坝址作为代表性坝址。大溪口坝址处于最下游，利用水头较红石桥坝址高约1.5m，但枯水期受三峡水库顶托，总发电量与红石桥坝址相当;大溪口—白马河段经整治已达四级航道标准，若选择大溪口坝址对改善航运作用不明显，且因建基面较低，工程投资较羊角新滩和红石桥坝址明显增大;大溪口坝址上游1km处有鸡冠岭滑坡，1994年曾出现崩塌，堵塞河道一月有余，目前鸡冠岭滑坡仍存在活动迹象，若选择大溪口坝址，一旦鸡冠岭出现滑坡，将危及工程安全。

因此，从地形地质条件、航运、水能资源合理利用和工程投资等方面综合考虑，白马杭电枢纽只能选择羊角新滩、红石桥及白马三个坝址进行研究。❀