柏葉口水庫(kù)大壩填筑施工道路的布置

李彩虹

0 引言

在大型土石壩工程中，現(xiàn)代機(jī)械化施工，對(duì)提高施工技術(shù)、加快工程建設(shè)進(jìn)度，意義深遠(yuǎn)。而其中施工道路的布置合理與否是影響工程進(jìn)度的重要環(huán)節(jié)之一。所以我們要進(jìn)行合理的布置，最終要取得最佳經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果。

1 概述

1)柏葉口水庫(kù)是山西省“十一·五”水利重點(diǎn)項(xiàng)目，也是山西興水戰(zhàn)略工程的重中之重。水庫(kù)位于山西省呂梁市交城縣會(huì)立鄉(xiāng)柏葉口村上游約500 m的文峪河干流上，總庫(kù)容9 712萬m3，壩頂寬10 m，壩頂長(zhǎng)310.0 m，壩頂高程1 138.30 m，最大壩高88.3 m，壩型為混凝土面板堆石壩，是目前我省在建最大面板堆石壩。壩體填筑量共計(jì)140多萬立方米。該工程工期較緊，3月份截流，5月份壩肩開挖結(jié)束，11月份要求大壩封頂，填筑強(qiáng)度大，日平均1.5萬m3/d，最高強(qiáng)度2.0萬m3/d。壩體所有填筑材料都依靠汽車從下游拉運(yùn)來解決，所以交通道路的布設(shè)至關(guān)重要。2)合理的臨時(shí)道路會(huì)加快車輛的拉運(yùn)速度，降低拉運(yùn)成本。我們所關(guān)注的主要是石料場(chǎng)至壩面的交通道路，也即所謂的場(chǎng)內(nèi)臨時(shí)施工道路。待壩體填筑完畢后也被拆除或部分填筑在壩體內(nèi)。整條道路主要分為石料場(chǎng)內(nèi)道路、上壩道路、壩內(nèi)道路。石料場(chǎng)內(nèi)道路基本不受地形限制，修筑相對(duì)容易，關(guān)鍵是上壩臨時(shí)道路和壩內(nèi)臨時(shí)道路的布置。業(yè)主已修好的右壩肩永久上壩道路直接上到壩頂，由于岸坡陡峭，彎道又多，無法在中間加設(shè)通向壩體的便道路口，前期根本無法利用;左壩肩所定道路因?yàn)橐绾榈酪苍谕绞┕ぃ_挖中斷，所以對(duì)于整個(gè)工程來說，臨時(shí)上壩道路只能確定為在壩體下游臨時(shí)填筑而成。

本工程的特殊性主要是受工期控制的影響，上游基坑還未開挖完畢時(shí)，下游次堆石料區(qū)就要開始回填，壩面上形成棄渣與回填道路交叉通過的局面。直接說就是下游次堆石區(qū)回填阻斷上游基坑開挖出料的道路，形成了壩內(nèi)道路規(guī)劃上的又一個(gè)難點(diǎn)。

2 布置原則

1)遵照《水利水電施工技術(shù)》施工道路布置原則，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況需考慮以下幾點(diǎn):

a.水利工程就地取材，挖填結(jié)合，降低成本的原則。上壩道路的回填材料最大化利用壩肩、基坑開挖的棄渣料，同時(shí)做到棄渣無隱患，不影響環(huán)保。b.臨時(shí)上壩公路還要盡可能與永久上壩道路相結(jié)合，降低臨時(shí)道路回填的工作量。充分考慮壩體填筑流水作業(yè)面與不同高程上壩道路相對(duì)位置的斜接。c.壩內(nèi)道路與上壩道路盡量構(gòu)成循環(huán)線，壩內(nèi)道路最好做到重車下坡，空車上坡。所修交通道路的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)提高工效，降低車輛設(shè)備損耗，具有重要作用。d.還要考慮到后期單一上壩道路時(shí)，隨著壩面的抬高，上壩道路的路面也要逐層回填，勢(shì)必會(huì)對(duì)大壩回填車輛的正常行駛造成一定的影響。

2)依照上述布置原則，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地形情況我們做了大量的工作，包括現(xiàn)場(chǎng)踏勘、圖面設(shè)計(jì)等，對(duì)整個(gè)壩體依照工期安排、在保證質(zhì)量的前提下進(jìn)行了分區(qū)分塊，整個(gè)大壩分四期進(jìn)行填筑(見圖1)。

圖1 大壩分期填筑示意圖

第一期:填筑下游次堆石區(qū)1 078 m以下部位，同時(shí)開挖上游1 060 m～1 050 m范圍內(nèi)的基坑。第二期:回填上游1 078 m以下的所有堆石料及基坑混凝土的澆筑工作。第三期:回填1 078 m～1 098 m范圍內(nèi)壩體右側(cè)，左側(cè)不做回填，預(yù)留為汛期特大洪水過水口，寬度約50 m。第四期:回填三期預(yù)留過水口及1 098 m～壩頂1 138.3 m范圍內(nèi)剩余部分石料。

針對(duì)上述不同時(shí)期的回填，我們規(guī)劃出便于施工的交通道路。

3 道路的規(guī)劃

3.1 石料場(chǎng)內(nèi)道路

本工程所選石料場(chǎng)位于大壩下游的柏葉溝內(nèi)，所定料場(chǎng)高程在1 070 m～1 150 m。相對(duì)地面高約80 m，石料場(chǎng)的開采方式為從上至下，臺(tái)階式爆破，每層高約15 m。所修道路位于料場(chǎng)外邊緣，從1 070 m地面通向上部1 130 m取料平臺(tái)，道路標(biāo)準(zhǔn)滿足重車下坡，空車上坡的要求。

3.2 上壩道路

上壩道路主要利用壩肩、基坑開挖的棄渣料來回填，開挖棄料約30萬m3，足夠滿足上壩道路回填所用。路寬12 m，坡比控制在10%～12%之間。前期回填計(jì)劃在左右壩肩處各修筑一條臨時(shí)道路，主要滿足第一期、第二期1 050 m～1 078 m高程范圍內(nèi)的石料回填。右側(cè)上，左側(cè)下，與壩面上臨時(shí)道路整體形成一條循環(huán)路。對(duì)于后期1 078 m～1 128 m高程內(nèi)的壩體回填，完全依靠右壩肩1 078 m回填面以前所修的臨時(shí)道路，隨著壩面的提升，逐層填筑，依次形成不同高程的路面，直到1 128 m。這時(shí)，右側(cè)上壩道路就到了最高點(diǎn)，對(duì)于后期1 128 m～1 138.3 m高程范圍內(nèi)的回填，則利用業(yè)主前期修筑的右壩肩永久上壩道路，在永久上壩公路的終點(diǎn)處，我們開始下挖，至1 128 m壩面上，形成一條新的上壩臨時(shí)道路，這時(shí)的上壩道路才利用上業(yè)主所修的永久上壩道路。下挖路面的填筑隨壩面的回填同步上升，直到壩頂。

3.3 壩內(nèi)道路

壩內(nèi)道路承擔(dān)著基坑開挖出渣與壩面回填的雙重作用，基坑的開挖需從基坑1 050 m→基坑1 056 m平臺(tái)→1 060 m回填面修筑一條臨時(shí)道路，然后接通到堆石體上游回填壩面布置的臨時(shí)道路(1 060 m→1 078 m)，整體構(gòu)成了基坑開挖的棄渣道路，具體布置見圖2。

圖2 分期填筑壩內(nèi)臨時(shí)道路平面布置圖

壩體二期回填，壩內(nèi)道路同樣利用基坑開挖出渣的“Z”字形臨時(shí)道路，從上游壩面1 078 m→1 050 m。從下往上，逐漸將壩面擴(kuò)展成一個(gè)大的回填平臺(tái)，以便于下一步的大規(guī)模、高強(qiáng)度的回填作業(yè)。第三期壩體的回填，是在1 078 m以上，這時(shí)的壩面已全部取平，內(nèi)部道路的布置相對(duì)來說比較簡(jiǎn)單，根據(jù)進(jìn)占、后退相混合的回填方法，壩面上形成一個(gè)大的循環(huán)路，首尾相接在右側(cè)上壩道路的終點(diǎn)處。值得注意的是，第三期回填，左側(cè)上壩道路已被拆除，所占位置開挖成為汛期特大洪水泄水通道。

第四期回填更比較單一，隨著回填面的逐漸縮小，壩內(nèi)道路也開始簡(jiǎn)單化。皆為單向進(jìn)出，初期還能形成一個(gè)小循環(huán)道路，后期只有直進(jìn)直出，此時(shí)壩面填筑強(qiáng)度大大降低。所以在壩面道路的布置上，更多考慮的是安全問題。

4 結(jié)語

目前，柏葉口水庫(kù)大壩填筑已完工，通過我們前期對(duì)道路的合理布置，填筑進(jìn)度大大加快，工期提前40 d。在我省高壩建設(shè)史上創(chuàng)下了當(dāng)年截流，當(dāng)年開挖，當(dāng)年填筑，當(dāng)年封頂?shù)氖┕び涗洠袠I(yè)中樹立了典范。此篇論著也可供同類工程建設(shè)參考。

[1]楊康寧.水利水電工程施工技術(shù)[D］.武漢:武漢水利電力大學(xué)，2010.