長河壩水電站壩內臨時填筑道路布置

蘆亞濤　胡小霞/中國水利水電第五工程局有限公司

【摘　要】　本文介紹了長河壩水電站大壩填筑期間壩內臨時道路布置方式，并結合工程特點分析縮小壩坡臨時道路平面展線范圍、設置永久壩坡斜馬道、內嵌式臨時道路、外貼式臨時道路等措施的適用范圍及效果。可供同類工程參考。

【關鍵詞】　長河壩水電站　壩內臨時填筑道路　內嵌式　斜馬道　外貼式

1　概述

1.1　工程概況

長河壩水電站攔河大壩為礫石土心墻堆石壩，壩頂高程1697.00m，最大壩高240.0m，壩頂長度502.85m，壩頂寬度16.0m。上游壩坡1∶2，在1645.00m高程處設5.0m寬馬道。下游壩坡平均坡比1∶2，在高程1545.00m以上布置壩后永久之字路。

大壩填筑施工時間自2013年7月心墻礫石土開始填筑起至2016年9月到頂，完成總填筑量為3376.93萬m3（其中，堆石2280.14萬m3，過渡料299.29萬m3，礫石土412.77萬m3，反濾料158.21萬m3），平均填筑強度為78.25萬m3/月，高峰填筑強度為134.79萬m3/月。

1.2　大壩料源分布

（1）心墻料。湯壩、新蓮2個土料場作為大壩礫石土料源，勘察儲量分別為496.8萬m3、497萬m3，合計993.8萬m3。新蓮土料場土體力學性能稍低，且運距稍遠于湯壩料場，根據施工規劃以及湯壩料場儲量，在施工階段取消新蓮土料場，由湯壩料場供應心墻料，湯壩料場實際開采自然方量1127.5萬m3（含表土，無用料，超徑石）。

（2）壩體高塑性黏土料。高塑性黏土料采用瀘定海子坪料場土料，在填筑前期提前備存至大壩下游野壩溝口堆存場。

（3）反濾料。反濾料全部采用人工骨料，由下游磨子溝人工砂石加工系統供應，料源為工程洞挖石料和江嘴石料場爆破料。

（4）堆石料和過渡料。共有兩個石料場，分別為壩址上游的響水溝石料場和壩址下游的江嘴石料場，料場各項指標均滿足設計要求。兩個石料場勘查儲量分別為2675萬m3、3337萬m3，總儲量6012萬m3。堆石料和過渡料填筑規劃為：2016年11月初期導流洞下閘之前的上游堆石料、上游過渡料由響水溝石料場供應，此時壩體填筑至約1677.00m高程；2016年11月初期導流洞下閘之后，上游道路中斷，上游堆石料、上游過渡料由江嘴石料場供應；全部的下游堆石料、下游過渡料由江嘴石料場供應。響水溝料場平均運距為6.3km，實際開采量約為2100萬m3；江嘴料場平均運距為10.4km，實際開采量約為640萬m3。料源分布及主要運輸干線道路布置情況如圖1所示。

1.3　壩區道路布置

根據大壩壩體結構及上壩道路布置情況，大壩上、下游壩區道路布置如下：

大壩上游自下而上設計規劃上壩道路4條，上壩高程分別為：①1530.00m：右岸12號、左岸13號道路，通過上游圍堰（高程1530.50m）連接至大壩；②1580.00m：右岸16號道路；③1610.00m：左岸11號道路，通過引水系統進水口平臺（高程1626.00m）與新建11-1號連接至大壩。

大壩下游自下而上設計規劃上壩道路6條，上壩高程分別為：①1485.00m：右岸2號、左岸5號道路，通過下游圍堰（高程1485.00m）連接至大壩；②1545.00m：左岸901號道路，永久之字路自1545.00m高程布置；③1580.00m：左岸9號道路；④1610.00m：右岸4號道路；⑤1645.00m：左岸7號道路。

2　壩內臨時道路布置特點

根據大壩上壩道路的布置、料源分布及大壩實際料場開采情況，上游響水溝料場因地方干擾小、剝采比小、運距近等優點，開采量顯著上升，上游料場料源實際開挖比重大，同時大壩在下閘蓄水前提前填筑到頂，也為上游料場的開采、運輸等提供了條件。而大壩上壩道路因高山峽谷的地形條件限制以及左右岸引水發電系統及泄洪放空系統的布置等因素的影響，上游上壩道路布置數量少于下游，且無永久壩坡之字道路，給上游壩內臨時道路的布置帶來了極大挑戰。

除此之外，壩內臨時之字路的布置對大壩塊石護坡砌筑、土工格柵的鋪設等均存在較大的施工干擾，而且隨著大壩填筑上升，壩面逐步縮窄，當縮窄到一定程度后，壩內之字路布置受壩面寬度的影響，壩面寬度差異較大的高程范圍，壩內之字路的布置方式也不盡相同。壩內臨時道路是保證大壩填筑速度的關鍵因素之一。長河壩水電站大壩工程結合自身特點，通過內嵌式、外貼式、永久斜馬道等方式合理布置壩內道路，充分利用上游近距離庫區內料場，提高了大壩運輸效率，縮短了大壩填筑施工工期。

3　下游壩內臨時道路布置

大壩下游上壩道路設置5個上壩高程，同時在1545.00m高程以上布置壩后永久之字路，下游壩內臨時道路的布置主要涉及下游圍堰至大壩基坑高程1487.00～1457.00m之間以及下游圍堰至下游壓重區平臺高程1487.00～1545.00m之間。

下游圍堰至大壩軸線，水平距離約500m，高差30m，在基坑開挖階段根據基坑地形，在靠近岸坡一側形成臨時道路，下游堆石區與壓重區在心墻填筑前進行了先期臨時斷面的填筑。在先期填筑體上、下游坡面布置臨時道路，分別連接下游圍堰與大壩心墻基坑。

下游圍堰至下游壓重平臺之間高差58m，在先期斷面（高程1510.00m）填筑時，先行布置了高程1487.00～1510.00m的壩內道路，下游設置壓重區，該段道路采用在壓重區內嵌式壩內道路，在高程1510.00～1545.00m之間，壩內道路布置仍采用壓重區內嵌道路。在壩內道路布置時，注意臨時壩坡的控制，并在1545.00m高程平臺預留不小于7.5m寬的施工道路，以便于順利連接上壩公路、壩后永久之字路以及堆石區按照設計壩坡進行填筑并實施護坡砌筑。

4　上游壩內臨時道路布置

大壩上游上壩道路少，上游料源比重大，無永久壩坡之字路，上游壩內臨時道路的布置是大壩填筑施工的關鍵因素。結合大壩上游施工特點，上游壩內道路布置根據大壩寬度，在不同的高程范圍采用不同的方式進行道路布置，包括內嵌式岸邊布置、斜馬道、壩頂范圍外貼式等布置方式，為大壩上游填筑創造了有利條件。臨時之字路布置平面圖、剖面圖及現場效果圖如圖2、圖3所示。

4.1　內嵌式岸邊布置

（1）盡量抬高臨時之字路的起點高程，減少壩體臨時之字路布置。大壩上游圍堰與壩體間設置有壓重區，壓重區頂高程為1530.50m，上壩道路通過壓重區與壩體連通，通過設置臨時填筑區將壓重區高程盡量抬高，提高臨時之字路起點高程，壓重區超填部分壩料可在臨時之字路回填階段挖除，用作壓重區未完成區域的填筑。

（2）臨時之字路應保證足夠的寬度，道路寬度可設置在15～20m之間，既滿足大壩填筑運輸強度的需要，同時也為下階段之字路的回填提供足夠的機械施工空間。

（3）之字路應盡量靠近岸邊一側設置，通過多個回頭彎，降低道路坡度，減少對大壩整體的影響。

（4）在臨近上級上壩道路時，設置臨時填筑區，提前接通大壩填筑道路，道路接通后可以進行臨時之字路的回填，減少回填區域對上部壩面填筑的影響，同時提前改善路況，提高運輸效率，起到節能減排的作用。

4.2　水平馬道調整為斜馬道

上游采用臨時之字路一側布置的方式，壩體與護坡順利填筑上升，受上游上壩道路布置高程影響，上壩道路僅接至大壩1610.00m高程，仍剩余87m高差范圍無上壩道路控制填筑，若延續臨時之字路布置方式進行填筑，隨著大壩填筑面的上升，大壩上下游方向隨著壩坡放坡逐步收窄，臨時道路布置難度加大，臨時道路布置后，欠填補坡回填在上游方向也將面臨沒有施工道路回填的局面。根據大壩填筑規劃及技術要求，在填筑至1658.00m高程后，上游壩料將全部采用跨心墻方式進行運輸，上游壩料若繞行省道S211公路，將增加近一倍運輸距離，大量的跨心墻運輸也給心墻帶來了不良影響。為解決這一個問題，充分利用大壩填筑工期的提前優勢，增大上游料場開采利用，減少土工格柵鋪設及護坡施工的干擾，經過與業主、設計溝通取得一致意見后，并經設計論證后同意將11-1號道路上壩高程由1610.00m調整至1632.00m，將1645.00m高程處5m寬的水平馬道調整為高程1632.00～1680.00m之間的斜馬道兼做上壩道路使用，使上壩道路控制填筑范圍自1610.00m高程提高至1680.00m高程，并通過外貼式臨時道路直通壩頂1697.00m。

經過一系列的調整，形成了上游自左岸高程1632.00m為起點至右岸高程1680.00m為終點、長432.32m、寬9.0m、道路縱坡11.1％的永久斜馬道。大壩上游水平馬道優化調整為斜馬道技術參數如下：

（1）11-1號道路優化調整。原設計11-1號道路自電站進水口1626.00m高程接線，至大壩左岸上游1610.00m，長163m，道路縱坡9.8％。調整后，11-1號道路起點位置不變，終點調整至大壩左岸1632.00m，長205m，道路縱坡2.4％。

（2）取消1645.00m高程5m寬水平馬道，同時在大壩填筑至1620.00m高程后，將高程1620.00～1630.00m壩坡坡度由原設計1∶2.0調整至1∶1.8后，提供2m寬的道路空間，合計7m寬的道路空間。

（3）在斜馬道布置時，與原設計對比，在左岸起點高程1632.00m采用欠填方式，右岸終點高程1680.00m采用超填方式形成道路。利用取消5m寬的水平馬道以及壩坡調整提供的2m寬空間和超、欠填方式提供的道路空間，將斜馬道道路確定為9m寬度，滿足雙車通行條件。

（4）通過上述調整方式，調整后的壩坡坡度最陡為1∶1.9003，與大壩上游1645.00～1697.00m高程原設計最陡壩坡為1∶1.908相比，坡度變化幅度只有0.0021，在滿足設計要求壩坡坡度不小于1∶1.9的前提下，最大限度地提高了道路寬度。

4.3　外貼式道路布置

隨著大壩填筑上升，大壩填筑面收窄，在填筑至1680.00m高程以上時，為繼續使用大壩上游運輸線路，此時壩面寬度難以滿足內嵌式的壩內道路布置。而此時高塑性黏土（下游堆存因黃金坪蓄水區淹沒，轉移至上游壓重區）、礫石土、過渡料、上游堆石料仍由上游料場供應。根據大壩1680.00m高程以上填筑施工強度及壩體結構，在1680.00m至壩頂1697.00m高程范圍，壩內臨時道路采用了外貼式進行布置。外貼式的布置方式降低了對壩面寬度的要求，最大限度地降低了道路布置對護坡砌筑以及土工格柵鋪設的影響，在完成填筑后，逐步進行拆除即可。

大壩上游1632.00～1680.00m高程斜馬道平面布置如圖4所示。

（1）1680.00m高程以上設置5m寬道路，道路采用超填形成外貼式道路，路基布置在護坡塊石表面，道路總長197m，自高程1680.00～1699.50m，高差19.5m，道路坡度9.98％。

（2）外貼式道路采用堆石料填筑形成，外側放坡坡度為自然坡比1∶1.3。為盡量減少堆石料填筑及確保填筑石料的穩定性，在超填料底腳處設置平均高1.5m的擋墻結構，并按照固定間距設置插筋。

（3）擋墻混凝土采用C15混凝土，回頭彎部位內側部分欠填，欠填寬度以滿足道路轉彎為準，盡量減少欠填量。欠填部分底腳設置漿砌石擋墻，擋墻高度以高出塊石護坡面30cm為宜。

（4）回頭彎部位根據外側超填寬度，確定小范圍內側欠填量，確保回車半徑，并在欠填處設置漿砌石擋墻，擋墻提前組織施工，并隨填筑面上升。擋墻高度根據現場填筑情況以滿足原設計壩坡填筑為準。

大壩上游1680.00～1690.00m高程外貼式道路平面布置如圖4所示，典型剖面如圖5所示。

5　與投標階段壩內臨時道路對比分析

投標階段，大壩下游壩坡尚未設置永久之字路，大壩下游之字路自左岸至右岸或自右岸至左岸布置，下游壩內臨時之字路采用內嵌式或外貼式進行布置，連通上級上壩道路后，該高程以下進行回填、護坡砌筑，且達到一定高程時，土工格柵的鋪設與壩內臨時道路之間存在干擾，格柵在壩內臨時道路布置處需斷開或預留，影響了土工格柵的整體性。在施工階段，設計規劃了壩后之字路，極大地改善了下游壩內道路的填筑施工。

大壩上游在投標階段因上壩道路接至大壩1610.00m高程，大壩上游臨時道路通過上壩道路順延至1658.00m高程，在1658.00m高程以上，由下游料場跨心墻向上游供料。增加了下游料場的開采面積，對原有的生態環境破壞較大，壩料運輸距離增加。大量的跨心墻運輸也在一定程度上給心墻帶來一定影響。同時因道路縱坡坡度及展線問題，上游之字路均采用左右岸方向進行布置，產生大面積的欠填區域，在進行補坡回填時，護坡施工進度與補坡回填不匹配，補坡回填不能快速填筑上升，造成上部填筑面收窄，影響施工進度。

在大壩填筑實施階段，上游壩內道路采用內嵌式并縮小展線范圍布置，與投標方案比較，降低了補填與護坡的矛盾，在同一區域內，使護坡進度與補坡回填上升速度相匹配。另外，使大壩左、右岸一側為全斷面填筑，避免壩體輪廓線上的上級道路連接踏空，順利接通上級道路。在大壩填筑實施階段，通過與業主、設計溝通取得一致意見后，布置斜馬道解決了上游壩內道路與土工格柵干擾問題，為大壩平起填筑提供了條件，有利于格柵鋪設質量及整體填筑的施工進度，提高上游料場的利用率，降低了運距。

通過在大壩頂部上游小范圍的外貼式道路布置完全解決了斷面小、料種多導致內嵌道路布置與補填困難之間的問題，也解決了與土工格柵施工的干擾問題。同時斜馬道、外貼式道路與電站進水口連接，解決了蓄水后通向電站進水口的應急通道問題。

6　結語

長河壩電站在壩體底部壩面寬度大、兩岸距離充足時，壩內臨時道路采用內嵌式岸邊布置，縮小了護坡工程量，避免了上級道路連接的踏空。在壩體上升一定高度、上壩道路難以滿足運輸需要時，提出合理化建議，通過設計論證，對壩體進行局部的微調整，提高了上壩高程，解決了臨時道路布置與土工格柵施工的干擾問題。壩體頂部的小范圍的外貼式道路解決了大壩頂部填筑面縮窄、填筑料種多的問題，充分利用了填筑工期提前、增加上游料場開采的優勢。長河壩電站壩內道路結合自身特點進行布置，為壩料運輸提供了良好的條件，減少了下游料場的開采范圍，降低了對周邊環境的破壞，為項目降低了施工成本。然而，上述壩內道路的布置是結合大壩地形條件及其自身特點而設置，也存在著諸多限制條件，縮小平面展線范圍的方案適合壩面寬度大、左右岸距離長的壩體結構。斜馬道的布置屬于對結構的局部修改，只有經過設計論證可行并認可后才能成立，有其局限性。外貼式道路增加附加工程量，且須建立在相對穩固的基礎上，長河壩水電站大壩上游壩體的大塊石護坡為此提供了有利條件，但在填筑結束后，為提高壩體外觀質量，還應拆除，不利于降低費用，故應謹慎使用。