冉渡灘水庫(kù)工程大壩樞紐區(qū)場(chǎng)內(nèi)交通布置設(shè)計(jì)

胡榮林

(遵義水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，貴州 遵義 563002)

1 工程概況

冉渡灘水庫(kù)位于洪渡河流域務(wù)川縣豐樂鎮(zhèn)境內(nèi)，壩址距豐樂集鎮(zhèn)9 km，距遵義市160 km。壩址距X350縣道1.5 km，現(xiàn)有洪渡河漂流旅游公路從壩址右岸通過(guò)，對(duì)外交通條件較好。水庫(kù)工程由首部水庫(kù)樞紐、城鎮(zhèn)和工業(yè)園區(qū)供水及灌溉輸水系統(tǒng)組成，主要任務(wù)為供水、灌溉并兼顧水力發(fā)電。主要建筑物有擋水壩、取放水建筑物、引水建筑物及壩后發(fā)電廠房等。

2 場(chǎng)內(nèi)交通布置原則與標(biāo)準(zhǔn)

1) 布置原則：①場(chǎng)內(nèi)交通布置需根據(jù)分析計(jì)算的運(yùn)輸量和運(yùn)輸強(qiáng)度，結(jié)合地形、地質(zhì)條件和樞紐布置、施工總布置情況等因素進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃[1]；②能夠滿足大壩樞紐區(qū)各建筑物的需要，適應(yīng)料場(chǎng)和棄渣場(chǎng)的開采、運(yùn)輸要求，以及便于與場(chǎng)外交通、各加工系統(tǒng)、倉(cāng)庫(kù)以及生活、管理營(yíng)區(qū)的溝通；③場(chǎng)內(nèi)道路在滿足運(yùn)輸功能的前提下，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地形地質(zhì)條件，合理布線，盡量減少征地拆遷，減小大規(guī)模的開挖及回填量，以及由此帶來(lái)的高邊坡處理工程量，以減小工程投資及運(yùn)行過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)[2]；④場(chǎng)內(nèi)非主要道路在滿足安全運(yùn)行和施工運(yùn)輸要求時(shí)，結(jié)合地形地質(zhì)條件，可適當(dāng)降低標(biāo)準(zhǔn)，提高工程建設(shè)經(jīng)濟(jì)效益。

2) 道路標(biāo)準(zhǔn)：水庫(kù)大壩樞紐場(chǎng)內(nèi)交通道路設(shè)計(jì)主要采用《水利水電工程施工交通設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL 667-2014)、《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01-2003)、《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL 303-2017)等規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[3]；場(chǎng)內(nèi)橋涵設(shè)計(jì)采用《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTG D60)。

3 樞紐區(qū)交通條件及運(yùn)輸流向

3.1 樞紐區(qū)交通條件

壩址段河谷狹窄，河谷為對(duì)稱性較差的V型走向河谷結(jié)構(gòu)，且兩岸地形總體較陡，基巖多裸露，順坡向總體為一均勻連續(xù)斜坡，右岸770.00 m高程以上為緩坡臺(tái)地。大壩樞紐區(qū)的料場(chǎng)、渣場(chǎng)、施工輔助企業(yè)等均可布置在這一臺(tái)地上，施工布置場(chǎng)地條件相對(duì)較好，但該工程施工場(chǎng)地與河床高差較大，下河床交通布置條件較差，對(duì)場(chǎng)內(nèi)施工交通布置要求較高。

3.2 運(yùn)輸流向

根據(jù)冉渡灘水庫(kù)水工建筑物布置情況及施工進(jìn)度計(jì)劃和關(guān)鍵路線，場(chǎng)外運(yùn)輸物資主要為水泥、粉煤灰、鋼材及機(jī)電設(shè)備等；場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸物資主要為開挖料、砂石骨料以及混凝土等。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，冉渡灘水庫(kù)大壩樞紐區(qū)開挖料共計(jì)40.5×104m3，混凝土澆筑共計(jì)31.4×104m3，鋼筋、水泥等外購(gòu)材料共計(jì)約11.8×104t。根據(jù)施工總進(jìn)度計(jì)劃安排，工程工期為3年，考慮到土石方開挖與混凝土澆筑存在一定的時(shí)間差，年高峰運(yùn)輸量約為107.5×104t。土石方開挖月高峰強(qiáng)度為4.2×104m3/月，混凝土澆筑月高峰強(qiáng)度為3.3×104m3/月，折合為單向小時(shí)行車密度約為17輛。根據(jù)《水利水電工程施工交通設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL 667-2014)，年運(yùn)輸量小于250×104t，單向小時(shí)行車密度小于25輛，其場(chǎng)內(nèi)道路等級(jí)為三級(jí)。

4 線路規(guī)劃布置

4.1 場(chǎng)內(nèi)永久交通布置

為滿足冉渡灘水庫(kù)工程大壩樞紐區(qū)施工期及后期運(yùn)行管理的交通需求，需在場(chǎng)內(nèi)布置永久公路。根據(jù)壩址區(qū)現(xiàn)有交通情況，壩址右岸現(xiàn)有至洪渡河漂流起漂點(diǎn)的旅游公路，公路寬度4.4～4.6 m，不能滿足工程施工期間運(yùn)輸要求，同時(shí)還會(huì)對(duì)洪渡河景區(qū)運(yùn)營(yíng)帶來(lái)干擾，需對(duì)該公路進(jìn)行拓寬改造與進(jìn)場(chǎng)公路進(jìn)行相接。新建上壩公路、進(jìn)廠公路至大壩右壩肩及下游發(fā)電廠房。永久公路在工程施工期間采用泥結(jié)石路面，待主體工程完工后改為瀝青混凝土路面[4]。公路設(shè)計(jì)荷載為公路Ⅱ級(jí)，設(shè)計(jì)車速為20 km/h。

冉渡灘水庫(kù)工程施工期以漂流公路改造段、上壩公路以及進(jìn)場(chǎng)公路等場(chǎng)內(nèi)永久公路為主線，根據(jù)施工部位并結(jié)合地形條件靈活布置臨時(shí)公路，盡量做到“永臨結(jié)合、一路多用”，提高道路利用率[5]。大壩樞紐區(qū)場(chǎng)內(nèi)永久交通具體布置見圖1。

圖1 冉渡灘水庫(kù)工程大壩樞紐區(qū)場(chǎng)內(nèi)交通布置圖

1) 漂流公路拓寬改造段：起點(diǎn)位于大壩右岸平臺(tái)，高程770.00 m，與進(jìn)場(chǎng)公路末端相接；終點(diǎn)位于大壩下游右岸現(xiàn)有漂流公路回車場(chǎng)，高程732.00 m?，F(xiàn)有漂流公路寬度4.4～4.6 m，拓寬改造后寬度為11.5 m，改造總長(zhǎng)度576.0 m。改造后公路分為兩部分，靠山體側(cè)公路寬度5.0 m，作為大壩樞紐區(qū)施工期間漂流專用公路；臨河側(cè)公路寬度6.5 m，作為大壩樞紐區(qū)施工道路。公路最大縱坡10.0%，最小轉(zhuǎn)彎半徑30 m。

2) 上壩公路：布置于大壩下游右岸，與現(xiàn)有漂流公路拓寬改造段連接，全長(zhǎng)367.0 m。上壩公路按單車道設(shè)計(jì)，路面寬4.5 m，最大縱坡3.6%，最小轉(zhuǎn)彎半徑30 m，上壩公路末端與大壩右壩肩壩頂連接。

3) 進(jìn)廠公路：布置于大壩下游右岸，與現(xiàn)有漂流公路拓寬改造段連接，全長(zhǎng)408.0 m。進(jìn)廠公路按雙車道設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)路基寬6.5 m，路面寬5.5 m，最大縱坡11.63%，最小轉(zhuǎn)彎半徑15 m，末端與廠區(qū)回車場(chǎng)連接。

4.2 壩肩開挖及導(dǎo)流隧洞施工交通布置

結(jié)合樞紐區(qū)布置特點(diǎn)及地形條件，大壩右壩肩開挖主要利用上壩公路(頂部)、河床右岸3#臨時(shí)公路(底部)，自上而下分層施工。開挖渣料翻至河床后，經(jīng)3#臨時(shí)公路→進(jìn)廠公路→漂流公路拓寬改造段→右岸棄渣場(chǎng)。根據(jù)進(jìn)度計(jì)劃安排，壩肩開挖和導(dǎo)流隧洞施工主要安排在汛期，大壩所在河流洪渡河流域面積大，全年5年一遇流量達(dá)Q20%=1 440.0 m3/s。導(dǎo)流隧洞位于左岸，但棄渣場(chǎng)、加工設(shè)施及連接場(chǎng)外的交通布置均在右岸，如何解決跨河交通問(wèn)題，成為左岸大壩壩肩開挖及導(dǎo)流隧洞順利施工的關(guān)鍵。

針對(duì)河道流量大、跨河建筑物利用期短(5個(gè)月)等特點(diǎn)，在滿足設(shè)備及運(yùn)輸車輛跨河基礎(chǔ)上，盡量降低投資及縮短工期[6]。設(shè)計(jì)擬定3種跨河方案進(jìn)行對(duì)比分析，見表1。

表1 跨河交通方案功能特點(diǎn)對(duì)比分析

由表1可知，跨河交通采用管涵橋型式，對(duì)冉渡灘水庫(kù)河床覆蓋層深厚的地質(zhì)條件更為有利。管涵橋采用直徑2.0 m鋼帶波紋管埋設(shè)，共埋設(shè)7根?，F(xiàn)場(chǎng)施工效果圖見圖2。

圖2 跨河管涵橋現(xiàn)場(chǎng)效果圖

跨河管涵橋橋面寬6.0 m，在管涵之間縫隙及管頂澆筑C15混凝土，其中管頂混凝土厚度30 cm。在滿足施工機(jī)械及運(yùn)輸車輛通行的同時(shí)，使之形成整體，避免在汛期跨河管涵橋漫水時(shí)被洪水沖毀。針對(duì)山區(qū)河流汛期洪水陡漲陡落的特點(diǎn)，洪水到來(lái)時(shí)跨河交通將被中斷，待洪水消落后再繼續(xù)進(jìn)行左岸坡施工。因此，左岸大壩壩肩開挖以及導(dǎo)流隧洞施工交通為：河床左岸2#臨時(shí)公路→跨河管涵橋→進(jìn)廠公路→漂流公路拓寬改造段→右岸棄渣場(chǎng)。

4.3 大壩澆筑交通布置

根據(jù)交通布置規(guī)劃，場(chǎng)內(nèi)永久交通公路和臨時(shí)公路均布置于大壩下游，大壩混凝土澆筑時(shí)應(yīng)充分利用工程前期已形成的交通道路。壩址河床高程以上兩岸坡地形較陡，除河床處布置有臨時(shí)公路外，僅壩頂高程處布置有上壩公路可作為澆筑混凝土運(yùn)輸通道。因此，為確保大壩高效優(yōu)質(zhì)的澆筑施工，針對(duì)大壩不同部位及澆筑強(qiáng)度設(shè)計(jì)采用不同運(yùn)輸方案，即：

1) 大壩下部碾壓混凝土澆筑。大壩為碾壓混凝土重力壩，壩底高程673.50 m，低于河床8.5 m。大壩下部碾壓混凝土澆筑可借用基坑開挖出渣便道，采用自卸汽車運(yùn)輸混凝土至澆筑倉(cāng)面，能夠滿足汛前壩體澆筑至度汛高程的強(qiáng)度要求。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形條件以及道路布置情況，可采用自卸汽車直接運(yùn)輸入倉(cāng)的壩體高程范圍為673.50～690.00 m。因此，大壩下部澆筑混凝土運(yùn)輸通道為：混凝土拌和系統(tǒng)→漂流公路拓寬改造段→進(jìn)廠公路→1#、2#臨時(shí)公路→大壩673.50 m～690.00 m高程。

2) 大壩690.00 m高程以上混凝土澆筑。690.00 m高程以上混凝土(含溢洪道溢流面、閘墩、工作橋、交通橋)運(yùn)輸采用負(fù)壓溜槽入倉(cāng)。負(fù)壓溜槽布置于大壩右岸坡，其中進(jìn)口料斗布置在右壩端上部768.00 m高程的平臺(tái)，緊靠混凝土拌和系統(tǒng)布置?；炷涟韬屯瓿珊?，通過(guò)皮帶機(jī)進(jìn)入溜槽頂端進(jìn)口料斗，經(jīng)負(fù)壓溜槽溜至碾壓倉(cāng)面，倉(cāng)內(nèi)采用自卸汽車配合裝載機(jī)倒運(yùn)鋪料。

4.4 楠木園輸水隧洞進(jìn)口段交通布置

楠木園輸水隧洞長(zhǎng)達(dá)5 180 m，且沿線地質(zhì)條件較差，為整個(gè)冉渡灘水庫(kù)輸水工程的控制性工程。由于隧洞進(jìn)口位于大壩上游左岸，地形較陡，大壩左岸邊坡開挖后隧洞進(jìn)口處的交通將中斷。結(jié)合輸水隧洞的布置以及左岸坡地形情況，在距隧洞進(jìn)口130 m處設(shè)置施工支洞，以解決隧洞進(jìn)口段與大壩施工間的干擾。經(jīng)布置，支洞長(zhǎng)130.0 m，縱坡3.8%，斷面形式及尺寸與輸水隧洞相同(B×H=3.2 m×3.2 m，城門洞型)。支洞進(jìn)口通過(guò)施工便道，經(jīng)導(dǎo)流隧洞出口、臨時(shí)跨河管涵(下游圍堰)至大壩下游右岸。

5 結(jié) 論

冉渡灘水庫(kù)工程于2017年5月正式開工建設(shè)，并于同年11月底實(shí)現(xiàn)截流。截至目前，大壩已澆筑完成約2/3壩高，其余工作面的施工亦正有序向前推進(jìn)，交通通行和調(diào)度能力能夠滿足工程建設(shè)需求。大壩樞紐區(qū)的建設(shè)實(shí)踐表明，在工程勘察設(shè)計(jì)階段，須根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件，科學(xué)合理進(jìn)行場(chǎng)內(nèi)交通布置規(guī)劃，確保工程井然有序施工，提高項(xiàng)目總體投資經(jīng)濟(jì)效益。