常勝
(新疆水利水電勘測設計研究院,新疆烏魯木齊830000)
CLH水利樞紐工程位于新疆維吾爾自治區和田地區策勒縣境內,是策勒河上唯一的控制性水利樞紐工程,具有灌溉、防洪綜合利用任務的水利工程。該工程為Ⅲ等中型工程,水庫正常蓄水位2365m,總庫容3692萬m3,最大壩高53.2m。主要建筑物有碾壓瀝青混凝土心墻壩、泄洪沖沙導流洞、溢洪道、灌溉發電洞、發電廠房和尾水建筑物,其中大壩、泄洪沖沙導流洞及溢洪道為3級建筑物,發電廠房及尾水建筑物為5級建筑物,次要建筑物為4級建筑物,臨時建筑物為5級建筑物。施工總工期為36個月,第一年6月初工程開工,第四年6月底全部完工。
工程對外物資運輸采用以公路運輸為主、公路與鐵路聯運的對外運輸方式。
公路運輸路線:壩址區沿國道G314,G315,沙漠公路等,經恰哈鄉(30km)→策勒縣(91km)→于田縣(174km)→民豐縣(288km)→輪臺縣(900 km)→庫爾勒(1072km)→烏魯木齊(1538km)。
南疆鐵路運輸路線:烏魯木齊(600km)→庫爾勒(526km)→阿克蘇(462km)→喀什(524 km)→和田,和田火車站可作為工程的物資轉運站,到站的物資再由汽車轉運至和田市經G315國道可以到策勒縣,全長100km;自策勒縣到達工地,全長91km;運輸線路總長2303km。
工程對外運輸交通網發達,經由公路或鐵路轉公路均可到達工程區,對外交通條件便利。工程施工期外來物資主要為鋼材、鋼筋、水泥、木材、煤炭、油料、施工機械設備、機電設備及金屬結構設備、生活物資等。工程外來物資均由公路直接運往工地,總運輸量約為15.15萬t,外來物資材料運輸量詳見表1。

表1 外來物資材料總運輸量表 萬t
根據外來物資總運輸量及施工總進度安排,估算外來物資運輸強度,見表2。

表2 外來物資運輸強度統計表
工程主要重大部件貨物有回轉吊、閘門、啟閉機、水輪機等。重大件統計見表3。

表3 主要重大件統計表
以上設備中,單件最大重量為40t,回轉吊、閘門、啟閉機一般是在工地組裝;機電設備中發電機尺寸為5.0m×3.6m×3.0m,重約17t,擬采用50t半掛車(車長12.0m)運輸。現有對外交通道路及其沿線交通設施均滿足以上大件運輸要求。
庫區位于策勒河中游山區河谷內,河流呈NNE流向,河流坡降約1.8%,總地勢南高北低。庫區河谷呈“U”型,谷底寬350~450m,兩岸為階地地貌,基本對稱地發育Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級基座階地,庫岸為近直立深切的砂卵礫石和新近系基巖岸坡,岸坡高陡,相對高差為100~120m,兩岸山頂最高處為Ⅵ級階地寬廣的夷平面,庫區沿線兩岸未見有大的沖溝發育。水庫正常高蓄水至2365.0m時,庫水回水長約3.00km。庫區左岸為順向坡,岸坡相對較緩,自然邊坡多在35°~50°,局部近直立,構造不發育,巖體較完整,除局部存在小規模的不穩定卸荷體外,左岸庫岸總體穩定性較好。右岸為反向坡,岸坡相對較陡,其中在壩軸線上游約800.0m至庫尾段,長約1.80km,岸坡近直立,高50.0~90.0m,由于常年的風化、重力等外動力作用,該段順河向卸荷裂隙較發育,卸荷裂隙的傾角多在80°左右,傾坡外延伸長一般在10.0~20.0m,可見垂直深度為10.0~30.0m,卸荷帶寬1.0~5.0m,頂部張開5~15cm,局部已塌落。右岸地形較為陡峭,泄洪沖砂導流洞、灌溉發電洞和發電廠房均布置于左岸,溢洪道位于右岸,道路布置較為困難。
場內交通公路以便利施工、避免干擾、一路多用為原則,使場內物料方便、快捷地運達指定地點。根據工程的樞紐布置、地形條件、料場、存棄渣場分布情況,工程施工期間場內道路共布置有11條:永久道路2條,施工臨時道路9條,道路總長19.03km。場內道路施工期均采用砂礫石路面,其中6.00km施工后期改建為3.5m寬永久瀝青混凝土道路。
場內道路等級根據道路功能和運輸量確定。根據SL303-2017《水利水電工程施工組織設計規范》有關規定,場內二級的年運量場為250~1200萬t,行車密度為25~85輛/單向小時;場內三級道路年運量小于250萬t,行車密度小于25輛/單向小時。工程壩體填筑高峰期,主要的運輸任務由5,7號施工道路來承擔。根據施工總布置及總進度安排,初步估算大壩填筑高峰期5,7號施工道路運輸量為44.53萬m3/月,按25t自卸汽車估算高峰行車密度為59輛/單向小時。5,7號施工道路行車密度均大于25輛/單向小時,因此線路等級定為場內二級道路。施工期采用砂礫石路面,路基寬8.0m,路面寬7.0m。
泄洪沖沙導流洞施工主要為土石方明挖,其運輸任務主要由8號施工道路承擔,一個施工段落高峰期運輸量為8.82萬m3/月,按15t自卸汽車估算高峰行車密度為24輛/單向小時。據場內道路主要技術標準,道路等級定為場內三級道路。施工期采用砂礫石路面,路基寬7.5m,路面寬6.5m。
2,6,8,9號施工道路等級選定為場內三級。將其路基寬度設為7.5m,路面寬6.5m;考慮1,3,4,10,11號施工道路運輸強度較小,故使用場內三級道路設計標準,其路基寬4.5m,路面寬3.5m。
場內交通根據工程布置、施工條件和料場分布情況,施工臨時生產、生活設施主要布置在大壩下游右岸。左右岸場內干線直接連接對外交通道路、大壩施工區、左岸施工區和右岸施工區,料場開采加工區、利用料及棄料堆放區和臨時生產生活區等,構成一個四通八達的場內交通網絡,使外來物資及場內物料方便、快捷地運達指定地點。
場內主要交通布置如下:
1)場內施工道路
1號施工道路布置在壩址右岸,起自X564縣道至大壩壩后之字路,長6.00km,路面寬3.5m,主要起到對外交通運輸作用,連接永久管理站,右岸臨時生活生產區及承擔3號棄渣場棄渣的運輸任務;2號施工道路,自大壩壩頂至泄洪沖沙導流洞事故閘井交通橋,長60.0m,路面寬6.5m,主要承擔運行期泄洪沖沙導流洞閘井平臺永久管理道路;3號施工道路,自現有道路Z722至溢洪道進口,長0.55km,路面寬3.5m,主要承擔溢洪道進口土石方開挖棄渣的交通運輸任務;4號施工道路,自1號施工道路至溢洪道中段,長1.70km,路面寬3.5m,主要承擔溢洪道邊坡土石方開挖棄渣的交通運輸任務;5號施工道路,自C1料場至大壩基坑右側,長1.10km,路面寬7.0m,主要承擔C1料場開采交通,大壩壩體的填筑運輸任務;6號施工道路,自現有道路Z722至7號道路,長0.49km,路面寬6.5m,主要承擔連接大壩上游左右岸交通運輸任務;7號施工道路,自大壩左岸C2料場至大壩基坑左側,長0.63km,路面寬7.0m,主要承擔C2料場開采交通,大壩壩體的填筑運輸任務;8號施工道路,自7號施工道路至泄洪沖沙導流洞進口邊坡開挖,長0.50km,路面寬6.5m,主要承擔泄洪沖沙洞進口土石方開挖棄渣,以及施工期泄洪沖沙導流洞事故閘井重大件的交通運輸任務;9號施工道路,自7號施工道路至大壩下游河道左岸2號棄渣場,長0.70km,路面寬6.5m,主要承擔2號利用料場利用料轉存和2號棄渣場棄渣交通任務;10號施工道路,自9號施工道路至大壩上游左岸灰巖料場,長6.85km,路面寬3.5m,主要承擔連接右岸臨時生活生產區和灰巖料場開采交通運輸任務;11號施工道路,自1號施工道路至泄洪沖沙導流洞出口,長0.45km,路面寬3.5m,施工期主要承擔泄洪沖沙導流洞出口開挖施工以及連接大壩下游左右岸交通運輸任務。
1,3,4,10,11號施工道路路基斷面組成為0.5m路肩+3.5m行車道+0.5m路肩;2,6,8,9號施工道路路基斷面組成為0.5m路肩+2×3.25m行車道+0.5m路肩;5,7號施工道路路基斷面組成為0.5m路肩+2×3.5m行車道+0.5m路肩;路面結構均為砂礫石路面,厚20cm。5,7號施工道路為場內二級道路,其他施工道路為場內三級道路。
工程建成后,將1號施工道路和2號施工道路改建成永久道路,進行路面硬化。硬化后,行車道寬分別為3.5m和6.0m,路肩寬2×0.5m;行車道橫坡值為1.5%,路肩橫坡值為2.0%。路面結構為中粒式瀝青混凝土(5cm)+下封層+水泥穩定基層(18cm)+天然砂礫找平層(20cm)。
2)場內交通橋布置
工程場內臨時鋼橋特性詳見表4。

表4 場內橋布置特性表
3)場內交通洞布置
工程共布置1條永久交通洞和1條施工支洞。1號永久交通洞位于1號施工道路末點處,主要承擔泄洪沖沙導流洞工作閘井施工期閘井施工任務和永久運行管理任務;1號施工支洞位于1號永久交通洞中段,主要承擔截流后灌溉發電洞洞身段開挖支護施工交通任務。交通洞與施工洞洞長均為60.0m,6.8m×6.9m(寬×高)城門洞型。
CLH水利樞紐工程區階地與河谷地形相對高差大,岸坡陡峭,施工交通布置較為困難。施工交通根據分析計算運輸量和運輸強度,結合工程所在地區交通運輸狀況、工程區地形、地質條件、樞紐工程布置和施工總布置進行了統籌規劃。并考慮了永久與臨時、施工前期與運行后期相結合,最終采用道路+橋梁+交通洞組合的合理施工交通方案,該方案能夠滿足施工期間外來物資和場內運輸任務的需要,為工程后續階段提供必要支撐依據,也為類似工程提供參考借鑒。