浅析毛尔盖电站库区公路改建工程总体设计思路

2020-08-19刘平

四川建材 2020年8期

刘平

(四川省公路规划勘察设计研究院有限公司，四川成都 610041)

0 前言

随着经济发展和社会的进步，物质文化生活水平的提高，人们对旅游的需求不断提升，随之而来的是对道路交通的要求越来越高，然而在对公路进行建设或改建的过程当中，水库库区公路由于地形复杂、地质灾害多、库区水位变幅大、工程造价制约等因素具有一定的建设难度。首先要分析、梳理项目的特点、重难点及控制性因素，把握项目的总体设计，其次要多层次地进行路线方案比选，避免出现路线方案的遗憾和运营安全等问题。

1 工程概况

毛尔盖电站库区公路为国道347线两河口至壤口段改建工程的一部分(毛尔盖电站大坝至德士基段，长度约4 km)，项目位于四川省黑水县境内，该段是全线最为复杂的路段，是全线的重难点路段，也是控制性工程，原路平纵指标满足三级、四级公路标准，原隧道满足二、三级公路标准，现升级为二级公路标准，平曲线半径小于极限值60 m达6处。

此外，该段公路所围绕的毛尔盖电站，是黑水河干流水电规划“二库五级”开发方案的第三个梯级电站，库容5.35亿m3，电站装机容量420 MW，年发电量17.17亿kW·h，兼顾有与紫坪铺水利枢纽一道向成都、都江堰灌区供水的作用，对路线的选择和工程的实施影响较大。

2 设计原则

2.1 坚持以人为本的原则

合理运用技术指标，妥善处理技术与经济、局部与整体、近期与远期、公路建设与人们生活等多个角度的关系，保证公路的使用功能、技术标准、服务水平，同时尽量减少人工痕迹，充分兼顾道路与环境的统一，对沿线植被不能有大面积的破坏，注意防止水土流失，改建的过程中也要处理好路线和人们居住地或活动区域的协调。

2.2 坚持安全可行与因地制宜的原则

收集电站地质及水文资料，注重公路勘察资料与电站资料差异性的融合程度，深入研究工程地质，库区岸边再造、运营安全，从而将地质和水文等要素作为路线方案选择与确定的关键，针对性进行调查与勘探，选择好路线与库区岸边的安全距离，对影响公路通行严重的不良地质病害路段应采用经济合理的整治方案进行整治，做到一劳永逸，不留后患；对一般地质病害路段进行彻底治理，以提高公路的抗灾能力。

2.3 坚持节约能源与环境保护的原则

合理选择施工保通方案与库区蓄水的关系问题，不破坏水库水位和环境并尽可能降低水库对施工改建路线的影响。勘察设计实施工程中要顺应自然、利用自然、融入自然，高度重视取、弃土的景观与环保问题，走资源节约型可持续发展道路；充分利用原路、原隧道，在保证技术标准的前提下，尽可能减小工程量，避免高填深挖造成新的地质灾害。

3 原库区公路存在的问题

3.1 地形、地貌

毛尔盖电站原库区公路沿线地形、地质条件较为复杂，位于四川省西北部，属高中山地貌区，整体地形较陡峻，路线位于斜坡中部，坡体形态较顺直，横坡坡度约40°～60°。

3.2 工程地质

该工程区域构造地质相对稳定，但部分线段距离地震断裂带较近，受其影响较大。上边坡大面积覆盖崩坡积碎石、含碎石粉土，易发生零星崩落、掉块，局部基岩出露，但风化卸荷作用明显，岩体破碎，既有道路路面开裂、沉降变形明显，下边坡存在局部浅表滑塌的可能，稳定性较差，存在山体滑坡，高边坡崩塌、飞石等地质危害。

3.3 路基

毛尔盖水电站改建段受多处路基沉陷和两处滑坡影响路基、路面病害尤为严重，该段路基及桥台沉降开裂严重，挡墙开裂、倾斜，路基垮塌；水泥混凝土板块开裂、沉陷、错台、唧泥、坑槽等病害严重，该段路基、路面病害率达65%，行车条件极差。

3.4 隧道

毛尔盖电站沿原S302线向西，库区绕坝路已建隧道4座，分别为：渔巴渡隧道，上渔巴渡隧道、贝尔隧道以及西尔隧道。主要数据如表1。

表1 隧道工程数据一览表

隧道建设大多在2012年前后，至今已经有七八年的时间，在运营期间，隧道的保养工作并不到位，隧道进口段受断层破碎带、滑坡以及库水变动的影响，洞身结构变形严重，路面发育多处弧形裂缝。

3.5 运营安全

沿线地质病害未得到有效的治理，导致行车安全条件较差，存在一定的行车安全隐患，特别是在雨、雪等不利条件下，加上地形复杂驾驶的紧张心理，更不利于安全驾乘。再加上接近水库，管养条件差，抗灾害能力较低，不能满足人民群众安全出行的需要，根据检测报告知原隧道工程严重影响通行安全问题。

4 勘察重点

沿线公路以及隧道普遍存在不良地质的问题，主要有滑坡、泥石流两大不良地质灾害是需要高度重视的。

4.1 滑坡

滑坡的发生、发展过程与地形地貌、地质构造及地层岩性等内部因素密切相关；而气象、水文、地震等外动力条件则是致使该滑坡形成和发展的主要诱发因素。现阶段隧道出口段大多滑坡体已发生整体滑动，现有变形主要集中于滑坡前缘，前缘变形主要受水库坍岩及库水变动产生的动水压力影响，沉降变形现象较严重，局部有浅层滑塌，但当前整体处于基本稳定～欠稳定状态。贝尔隧道进口K69+750～K70+180段上方斜坡发育一滑坡体，滑坡已发生整体滑动变形，滑坡后壁有大量拉张裂缝存在，库水升降对其稳定性仍存在不利影响。

4.2 泥石流

泥石流的发生主要是由于坡表植被发育极差，斜坡高位基岩裸露，且受风化作用影响，岩体崩解呈碎块状堆积于坡面，在重力、雨水等作用下产生溜滑变形，形成碎屑流，并最终堆积于坡脚，且具有突然性以及流速快、流量大、物质容量大和破坏力强等特点。泥石流沟在集中强降雨条件下，可能再次发生规模较小的泥石流灾害。其斜坡自然状态下整体稳定，但受毛尔盖电站库区水位变动影响较大。

5 路线方案比选

初测路线总体在工可推荐方案的走廊带基础上，结合现场调查、地形地物、地方规划、地质水文等，进行了路线方案的优化和调整。由于毛尔盖的公路路线情况并非统一固定的，因此，针对不同路线有不同的方案比选。

5.1 上鱼坝路段路线

原路在K67+330～K69+450段位于毛尔盖电站库区右岸，距离库区水位约12m左右，平面距库区5～11 m，其地质情况极差，存在严重坍岸等问题，故提出原路改造K线和L线方案比选,如图1所示。

图1 K线和L线方案平面图

两个路线方案对比见表2，对于原路改造K线隧道长1 350 m，共3座，桥梁长度2 166 m，共3座，建安费25 490万元；而L线桥梁长度195 m，隧道长2 880 m，总体工程规模L线多，且建安费多4 915万元，但原路K线靠库区较近，存在坍岸等不良地质影响，施工及保通难度增加，因此，仍然推荐投资较高的L线方案。

表2 K线、L线工程规模对比表

5.2 贝尔隧道段路线

经过地质调查，原隧道处于拱顶基岩较薄，基岩有向库区滑动的可能，隧道检测为Ⅳ级，存在滑动变形的情况，该隧道可能有很大的不安全因素，因此提出L1线及L+K线方案比选,如图2所示。

两个路线方案对比见表3，L+K线隧道长度4 645 m，共3座，建安费26 930万元。L1线隧道长度4 890 m，共3座，建安费25 620万元，L+K线靠库区隧道较近，原贝尔隧道土建结构评定等级为Ⅳ级运营存在安全隐患，需要对原隧道进行处治，且处治后仍然存在不安全风险，施工工期长，保通困难，因此推荐采用L1线方案。