长河坝水电站坝内临时填筑道路布置

芦亚涛　胡小霞/中国水利水电第五工程局有限公司

【摘　要】　本文介绍了长河坝水电站大坝填筑期间坝内临时道路布置方式，并结合工程特点分析缩小坝坡临时道路平面展线范围、设置永久坝坡斜马道、内嵌式临时道路、外贴式临时道路等措施的适用范围及效果。可供同类工程参考。

【关键词】　长河坝水电站　坝内临时填筑道路　内嵌式　斜马道　外贴式

1　概述

1.1　工程概况

长河坝水电站拦河大坝为砾石土心墙堆石坝，坝顶高程1697.00m，最大坝高240.0m，坝顶长度502.85m，坝顶宽度16.0m。上游坝坡1∶2，在1645.00m高程处设5.0m宽马道。下游坝坡平均坡比1∶2，在高程1545.00m以上布置坝后永久之字路。

大坝填筑施工时间自2013年7月心墙砾石土开始填筑起至2016年9月到顶，完成总填筑量为3376.93万m3（其中，堆石2280.14万m3，过渡料299.29万m3，砾石土412.77万m3，反滤料158.21万m3），平均填筑强度为78.25万m3/月，高峰填筑强度为134.79万m3/月。

1.2　大坝料源分布

（1）心墙料。汤坝、新莲2个土料场作为大坝砾石土料源，勘察储量分别为496.8万m3、497万m3，合计993.8万m3。新莲土料场土体力学性能稍低，且运距稍远于汤坝料场，根据施工规划以及汤坝料场储量，在施工阶段取消新莲土料场，由汤坝料场供应心墙料，汤坝料场实际开采自然方量1127.5万m3（含表土，无用料，超径石）。

（2）坝体高塑性黏土料。高塑性黏土料采用泸定海子坪料场土料，在填筑前期提前备存至大坝下游野坝沟口堆存场。

（3）反滤料。反滤料全部采用人工骨料，由下游磨子沟人工砂石加工系统供应，料源为工程洞挖石料和江嘴石料场爆破料。

（4）堆石料和过渡料。共有两个石料场，分别为坝址上游的响水沟石料场和坝址下游的江嘴石料场，料场各项指标均满足设计要求。两个石料场勘查储量分别为2675万m3、3337万m3，总储量6012万m3。堆石料和过渡料填筑规划为：2016年11月初期导流洞下闸之前的上游堆石料、上游过渡料由响水沟石料场供应，此时坝体填筑至约1677.00m高程；2016年11月初期导流洞下闸之后，上游道路中断，上游堆石料、上游过渡料由江嘴石料场供应；全部的下游堆石料、下游过渡料由江嘴石料场供应。响水沟料场平均运距为6.3km，实际开采量约为2100万m3；江嘴料场平均运距为10.4km，实际开采量约为640万m3。料源分布及主要运输干线道路布置情况如图1所示。

1.3　坝区道路布置

根据大坝坝体结构及上坝道路布置情况，大坝上、下游坝区道路布置如下：

大坝上游自下而上设计规划上坝道路4条，上坝高程分别为：①1530.00m：右岸12号、左岸13号道路，通过上游围堰（高程1530.50m）连接至大坝；②1580.00m：右岸16号道路；③1610.00m：左岸11号道路，通过引水系统进水口平台（高程1626.00m）与新建11-1号连接至大坝。

大坝下游自下而上设计规划上坝道路6条，上坝高程分别为：①1485.00m：右岸2号、左岸5号道路，通过下游围堰（高程1485.00m）连接至大坝；②1545.00m：左岸901号道路，永久之字路自1545.00m高程布置；③1580.00m：左岸9号道路；④1610.00m：右岸4号道路；⑤1645.00m：左岸7号道路。

2　坝内临时道路布置特点

根据大坝上坝道路的布置、料源分布及大坝实际料场开采情况，上游响水沟料场因地方干扰小、剥采比小、运距近等优点，开采量显著上升，上游料场料源实际开挖比重大，同时大坝在下闸蓄水前提前填筑到顶，也为上游料场的开采、运输等提供了条件。而大坝上坝道路因高山峡谷的地形条件限制以及左右岸引水发电系统及泄洪放空系统的布置等因素的影响，上游上坝道路布置数量少于下游，且无永久坝坡之字道路，给上游坝内临时道路的布置带来了极大挑战。

除此之外，坝内临时之字路的布置对大坝块石护坡砌筑、土工格栅的铺设等均存在较大的施工干扰，而且随着大坝填筑上升，坝面逐步缩窄，当缩窄到一定程度后，坝内之字路布置受坝面宽度的影响，坝面宽度差异较大的高程范围，坝内之字路的布置方式也不尽相同。坝内临时道路是保证大坝填筑速度的关键因素之一。长河坝水电站大坝工程结合自身特点，通过内嵌式、外贴式、永久斜马道等方式合理布置坝内道路，充分利用上游近距离库区内料场，提高了大坝运输效率，缩短了大坝填筑施工工期。

3　下游坝内临时道路布置

大坝下游上坝道路设置5个上坝高程，同时在1545.00m高程以上布置坝后永久之字路，下游坝内临时道路的布置主要涉及下游围堰至大坝基坑高程1487.00～1457.00m之间以及下游围堰至下游压重区平台高程1487.00～1545.00m之间。

下游围堰至大坝轴线，水平距离约500m，高差30m，在基坑开挖阶段根据基坑地形，在靠近岸坡一侧形成临时道路，下游堆石区与压重区在心墙填筑前进行了先期临时断面的填筑。在先期填筑体上、下游坡面布置临时道路，分别连接下游围堰与大坝心墙基坑。

下游围堰至下游压重平台之间高差58m，在先期断面（高程1510.00m）填筑时，先行布置了高程1487.00～1510.00m的坝内道路，下游设置压重区，该段道路采用在压重区内嵌式坝内道路，在高程1510.00～1545.00m之间，坝内道路布置仍采用压重区内嵌道路。在坝内道路布置时，注意临时坝坡的控制，并在1545.00m高程平台预留不小于7.5m宽的施工道路，以便于顺利连接上坝公路、坝后永久之字路以及堆石区按照设计坝坡进行填筑并实施护坡砌筑。

4　上游坝内临时道路布置

大坝上游上坝道路少，上游料源比重大，无永久坝坡之字路，上游坝内临时道路的布置是大坝填筑施工的关键因素。结合大坝上游施工特点，上游坝内道路布置根据大坝宽度，在不同的高程范围采用不同的方式进行道路布置，包括内嵌式岸边布置、斜马道、坝顶范围外贴式等布置方式，为大坝上游填筑创造了有利条件。临时之字路布置平面图、剖面图及现场效果图如图2、图3所示。

4.1　内嵌式岸边布置

（1）尽量抬高临时之字路的起点高程，减少坝体临时之字路布置。大坝上游围堰与坝体间设置有压重区，压重区顶高程为1530.50m，上坝道路通过压重区与坝体连通，通过设置临时填筑区将压重区高程尽量抬高，提高临时之字路起点高程，压重区超填部分坝料可在临时之字路回填阶段挖除，用作压重区未完成区域的填筑。

（2）临时之字路应保证足够的宽度，道路宽度可设置在15～20m之间，既满足大坝填筑运输强度的需要，同时也为下阶段之字路的回填提供足够的机械施工空间。

（3）之字路应尽量靠近岸边一侧设置，通过多个回头弯，降低道路坡度，减少对大坝整体的影响。

（4）在临近上级上坝道路时，设置临时填筑区，提前接通大坝填筑道路，道路接通后可以进行临时之字路的回填，减少回填区域对上部坝面填筑的影响，同时提前改善路况，提高运输效率，起到节能减排的作用。

4.2　水平马道调整为斜马道

上游采用临时之字路一侧布置的方式，坝体与护坡顺利填筑上升，受上游上坝道路布置高程影响，上坝道路仅接至大坝1610.00m高程，仍剩余87m高差范围无上坝道路控制填筑，若延续临时之字路布置方式进行填筑，随着大坝填筑面的上升，大坝上下游方向随着坝坡放坡逐步收窄，临时道路布置难度加大，临时道路布置后，欠填补坡回填在上游方向也将面临没有施工道路回填的局面。根据大坝填筑规划及技术要求，在填筑至1658.00m高程后，上游坝料将全部采用跨心墙方式进行运输，上游坝料若绕行省道S211公路，将增加近一倍运输距离，大量的跨心墙运输也给心墙带来了不良影响。为解决这一个问题，充分利用大坝填筑工期的提前优势，增大上游料场开采利用，减少土工格栅铺设及护坡施工的干扰，经过与业主、设计沟通取得一致意见后，并经设计论证后同意将11-1号道路上坝高程由1610.00m调整至1632.00m，将1645.00m高程处5m宽的水平马道调整为高程1632.00～1680.00m之间的斜马道兼做上坝道路使用，使上坝道路控制填筑范围自1610.00m高程提高至1680.00m高程，并通过外贴式临时道路直通坝顶1697.00m。

经过一系列的调整，形成了上游自左岸高程1632.00m为起点至右岸高程1680.00m为终点、长432.32m、宽9.0m、道路纵坡11.1％的永久斜马道。大坝上游水平马道优化调整为斜马道技术参数如下：

（1）11-1号道路优化调整。原设计11-1号道路自电站进水口1626.00m高程接线，至大坝左岸上游1610.00m，长163m，道路纵坡9.8％。调整后，11-1号道路起点位置不变，终点调整至大坝左岸1632.00m，长205m，道路纵坡2.4％。

（2）取消1645.00m高程5m宽水平马道，同时在大坝填筑至1620.00m高程后，将高程1620.00～1630.00m坝坡坡度由原设计1∶2.0调整至1∶1.8后，提供2m宽的道路空间，合计7m宽的道路空间。

（3）在斜马道布置时，与原设计对比，在左岸起点高程1632.00m采用欠填方式，右岸终点高程1680.00m采用超填方式形成道路。利用取消5m宽的水平马道以及坝坡调整提供的2m宽空间和超、欠填方式提供的道路空间，将斜马道道路确定为9m宽度，满足双车通行条件。

（4）通过上述调整方式，调整后的坝坡坡度最陡为1∶1.9003，与大坝上游1645.00～1697.00m高程原设计最陡坝坡为1∶1.908相比，坡度变化幅度只有0.0021，在满足设计要求坝坡坡度不小于1∶1.9的前提下，最大限度地提高了道路宽度。

4.3　外贴式道路布置

随着大坝填筑上升，大坝填筑面收窄，在填筑至1680.00m高程以上时，为继续使用大坝上游运输线路，此时坝面宽度难以满足内嵌式的坝内道路布置。而此时高塑性黏土（下游堆存因黄金坪蓄水区淹没，转移至上游压重区）、砾石土、过渡料、上游堆石料仍由上游料场供应。根据大坝1680.00m高程以上填筑施工强度及坝体结构，在1680.00m至坝顶1697.00m高程范围，坝内临时道路采用了外贴式进行布置。外贴式的布置方式降低了对坝面宽度的要求，最大限度地降低了道路布置对护坡砌筑以及土工格栅铺设的影响，在完成填筑后，逐步进行拆除即可。

大坝上游1632.00～1680.00m高程斜马道平面布置如图4所示。

（1）1680.00m高程以上设置5m宽道路，道路采用超填形成外贴式道路，路基布置在护坡块石表面，道路总长197m，自高程1680.00～1699.50m，高差19.5m，道路坡度9.98％。

（2）外贴式道路采用堆石料填筑形成，外侧放坡坡度为自然坡比1∶1.3。为尽量减少堆石料填筑及确保填筑石料的稳定性，在超填料底脚处设置平均高1.5m的挡墙结构，并按照固定间距设置插筋。

（3）挡墙混凝土采用C15混凝土，回头弯部位内侧部分欠填，欠填宽度以满足道路转弯为准，尽量减少欠填量。欠填部分底脚设置浆砌石挡墙，挡墙高度以高出块石护坡面30cm为宜。

（4）回头弯部位根据外侧超填宽度，确定小范围内侧欠填量，确保回车半径，并在欠填处设置浆砌石挡墙，挡墙提前组织施工，并随填筑面上升。挡墙高度根据现场填筑情况以满足原设计坝坡填筑为准。

大坝上游1680.00～1690.00m高程外贴式道路平面布置如图4所示，典型剖面如图5所示。

5　与投标阶段坝内临时道路对比分析

投标阶段，大坝下游坝坡尚未设置永久之字路，大坝下游之字路自左岸至右岸或自右岸至左岸布置，下游坝内临时之字路采用内嵌式或外贴式进行布置，连通上级上坝道路后，该高程以下进行回填、护坡砌筑，且达到一定高程时，土工格栅的铺设与坝内临时道路之间存在干扰，格栅在坝内临时道路布置处需断开或预留，影响了土工格栅的整体性。在施工阶段，设计规划了坝后之字路，极大地改善了下游坝内道路的填筑施工。

大坝上游在投标阶段因上坝道路接至大坝1610.00m高程，大坝上游临时道路通过上坝道路顺延至1658.00m高程，在1658.00m高程以上，由下游料场跨心墙向上游供料。增加了下游料场的开采面积，对原有的生态环境破坏较大，坝料运输距离增加。大量的跨心墙运输也在一定程度上给心墙带来一定影响。同时因道路纵坡坡度及展线问题，上游之字路均采用左右岸方向进行布置，产生大面积的欠填区域，在进行补坡回填时，护坡施工进度与补坡回填不匹配，补坡回填不能快速填筑上升，造成上部填筑面收窄，影响施工进度。

在大坝填筑实施阶段，上游坝内道路采用内嵌式并缩小展线范围布置，与投标方案比较，降低了补填与护坡的矛盾，在同一区域内，使护坡进度与补坡回填上升速度相匹配。另外，使大坝左、右岸一侧为全断面填筑，避免坝体轮廓线上的上级道路连接踏空，顺利接通上级道路。在大坝填筑实施阶段，通过与业主、设计沟通取得一致意见后，布置斜马道解决了上游坝内道路与土工格栅干扰问题，为大坝平起填筑提供了条件，有利于格栅铺设质量及整体填筑的施工进度，提高上游料场的利用率，降低了运距。

通过在大坝顶部上游小范围的外贴式道路布置完全解决了断面小、料种多导致内嵌道路布置与补填困难之间的问题，也解决了与土工格栅施工的干扰问题。同时斜马道、外贴式道路与电站进水口连接，解决了蓄水后通向电站进水口的应急通道问题。

6　结语

长河坝电站在坝体底部坝面宽度大、两岸距离充足时，坝内临时道路采用内嵌式岸边布置，缩小了护坡工程量，避免了上级道路连接的踏空。在坝体上升一定高度、上坝道路难以满足运输需要时，提出合理化建议，通过设计论证，对坝体进行局部的微调整，提高了上坝高程，解决了临时道路布置与土工格栅施工的干扰问题。坝体顶部的小范围的外贴式道路解决了大坝顶部填筑面缩窄、填筑料种多的问题，充分利用了填筑工期提前、增加上游料场开采的优势。长河坝电站坝内道路结合自身特点进行布置，为坝料运输提供了良好的条件，减少了下游料场的开采范围，降低了对周边环境的破坏，为项目降低了施工成本。然而，上述坝内道路的布置是结合大坝地形条件及其自身特点而设置，也存在着诸多限制条件，缩小平面展线范围的方案适合坝面宽度大、左右岸距离长的坝体结构。斜马道的布置属于对结构的局部修改，只有经过设计论证可行并认可后才能成立，有其局限性。外贴式道路增加附加工程量，且须建立在相对稳固的基础上，长河坝水电站大坝上游坝体的大块石护坡为此提供了有利条件，但在填筑结束后，为提高坝体外观质量，还应拆除，不利于降低费用，故应谨慎使用。