库鲁斯台水库坝址方案比选

柴向俐

(淮安市水利勘测设计研究院有限公司新疆分公司，新疆 乌鲁木齐 830000)

1 前言

土石坝作为新疆使用最多的坝型，具有适应地形能力强、筑坝材料较为丰富、稳定高、经济性好等优势。本文以库鲁斯台水库为例，从地形、地质条件、工程总体布置、施工条件、工程量及投资等方面对坝址进行比选分析，为区域工程建设积累工程经验。

2 工程概况

库鲁斯台水库工程由大坝、溢洪道、导流兼放水洞三部分组成。水库总库容为843.16万m3，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2017，和《防洪标准》GB50201-2014，确定本工程等别为Ⅳ等小(1)型工程，永久性主要建筑物大坝、溢洪道、导流兼放水洞4级建筑物，两坝肩边坡处理工程为5级建筑物，临时建筑物为5级。据1/400万《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015)，本区50 a超越概率为10%时地震动峰值加速度为0.20 g，相应地震基本烈度Ⅷ度，属区域构造稳定性差地段。根据《水利水电工程合理使用年限及耐久性设计规范》(SL654-2014)库鲁斯台水库大坝、溢洪道、导流兼放空隧洞,放水隧洞合理使用年限为50 a。

3 坝址方案

3.1 上坝址方案

上坝址方案工程主要建筑物是挡水坝体、溢洪道、导流冲砂兼放空隧洞和放水隧洞四部分。霍尔果斯市库鲁斯台水库位于霍尔果斯市库鲁斯台沟出山口上游约12.50 km的主沟上，坝址坐标东经80°35′12.35″，北纬44°21′34.93″，水库距霍尔果斯市38 km，距莫乎尔牧场库鲁斯台村7.10 km。坝体呈东西向垂直主沟布置，选用沥青砼心墙砂砾石坝，导流兼放水隧洞和溢洪道等建筑物均布置在坝体的左岸。

3.2 下坝址方案

下坝址方案工程主要建筑物是挡水坝体、溢洪道、导流冲砂兼放空隧洞和放水隧洞四部分。下坝址距离上坝址1 km,坝址坐标东经80°35′27.37″，北纬44°21′4.91″，水库距霍尔果斯市37 km，距莫乎尔牧场库鲁斯台村6 km。坝体呈东西向垂直主沟布置，选用沥青混凝土心墙砂砾石坝，导流兼放水隧洞等建筑物均布置在坝体的左岸。

4 坝址比选

4.1 地形、地质条件

上坝址区附近库鲁斯台沟河道呈“S”型展布，沟床宽30～40 m，为“U”型谷，河水位高程1 164.30 m，右岸为第三系泥岩山体，岸坡较陡，自然坡度一般20°～35°；左岸大部分为冰水堆积含漂石砂卵砾石及坡积粉质壤土覆盖，岸坡较缓，自然坡度一般15～26°。右岸上游约400 m处有6#冲沟发育，总体延伸方向为88°～158°，延伸长度约420 m。坝址区出露地层岩性主要有：第三系泥岩；第四系含漂石砂卵砾石层(Q2fgl)、风积黄土以及冲洪积堆积物等。坝址区范围内全部为第三系以及第四系不同成因的堆积物，覆盖层深厚，无断裂构造发育。物理地质现象主要表现为土体坍塌和冲沟洪流。上坝址区地下水主要为河床冲积砂砾石层中的孔隙潜水，主要受河水补给；、大气降水、融雪水补给，排入库鲁斯台沟，为两岸地下水补给河水。

下坝址区附近库鲁斯台沟河道较为顺直，沟床宽30～50 m，为“U”型谷，河水位高程1 121.3 m，右岸为第三系泥岩山体，为第四系坡积物覆盖，岸坡较陡，自然坡度一般20°～40°；左岸大部分为冰水堆积含漂石砂卵砾石及坡积粉质壤土覆盖，岸坡稍缓，自然坡度一般15°～35°。左岸上游约380 m处有5#冲沟发育，总体延伸方向为40°～45°延伸长度约360 m。坝址区出露地层岩性主要有：第三系泥岩(E3+N)；第四系含漂石砂卵砾石层(Q2fgl)、风积黄土以及冲洪积堆积物等。坝址区范围内全部为第三系以及第四系不同成因的堆积物，覆盖层深厚，无断裂构造发育。物理地质现象主要表现为土体坍塌和冲沟洪流。下坝址区地下水地质条件与上班址相同。

4.2 枢纽建筑物布置

上、下坝址坝体坝肩及建筑物基础均位于基岩面上，建筑物基础地质条件较好。上坝址左右岸凸岸明显，两岸均能布置建筑物，限制因素小，基础处理难度小，工程量小，工程容易实施。下坝址受地形影响左右岸相对顺直，不利于建筑物的布置，建筑物转弯布置，建设长度较大。

4.3 改善灌溉条件

上坝址水库放水隧洞出口管中心高程最高，水库输水总干管可以完全自压控制整个灌区，输水总干管代压分水可以实现整个灌区高效节水自压灌溉，运行成本低。在运行期输水洞闸阀之后的管道首段可以实现无压供水，有利于闸阀间设备的运行维护。下坝址水库放水隧洞出口管中心高程较上坝址低，须通过代压和加压的方式实现全灌区灌溉。运行成本相对加高。在运行期输水隧洞出口闸阀之后的输水总干管一直代压运行，对闸阀间设备的运行维护不利。

4.4 施工条件

上下坝址的施工导流方式基本相同，即用围堰挡水，河床一次断流，导流洞导流，均需钢架结合喷锚支护。基坑全年施工。上坝址导流洞长度290 m，下坝址导流洞长度325 m。

4.5 工程投资

上坝址水库枢纽总投资30 659.62万元。下坝址水库枢纽总投资35 139.77万元。上坝址较下坝址节约投资4 480.15万元。

具体指标比选详见表1。

表1 坝型址比选表

5 结论

通过从地形、地质条件、工程总体布置、施工条件、工程量及投资等方面对上、下坝址进行技术经济比较。施工条件和附属工程方面下坝址优于上坝址。上坝址库盆条件、工程布置、建筑物工程量和工程投资方面优于下坝址。另外下坝址位置相对较低，通过输水总干管实现改善灌区高效节水自压灌溉较上坝址少346.67 hm2，灌溉效益相对较差。因此经综合比较，本阶段选定上坝址为推荐坝址。