夹岩水源工程大坝填筑跨趾板道路布置方案

赵威

（中国水利水电第十二工程局有限公司，浙江 杭州 310000）

1 工程概况

夹岩水利枢纽及黔西北供水工程位于贵州省，涉及毕节、遵义2 个地级市。其中水源工程拟建坝址位于七星关区与纳雍县界河六冲河中游潘家岩处。水库坝址距离毕节市城区约50km。

夹岩水利枢纽及黔西北供水工程的工程建设任务是以供水和灌溉为主，兼顾发电，并为区域扶贫开发及改善生态环境创造条件。工程设计灌溉面积为90 万亩，总供水人口267 万人，多年平均发电量2.2 亿kW·h。

夹岩水库正常蓄水位1323m，死水位1305m，电站总装机3 台总容量90MW。大坝坝型为混凝土面板堆石坝，坝顶高程1328m，最大坝高154m，坝顶长428.93m。

2 现场实际施工情况

2.1 大坝填筑道路调整条件

2.1.1 料场交通洞施工支洞

根据招标文件，料场交通洞施工支洞进口位于Ⅱ号危岩体上游侧法拉大冲沟处，支洞进口高程1279m。

根据现场实际施工情况，设计将料场交通施工支洞进口调整至引水发电隧洞进口EL1290m 处，将施工支洞与大坝右岸EL1290m 马道连通，为设置跨趾板道路提供了条件。

2.1.2 上游压坡体平台

大坝上游压坡体顶高程为1240m，同时该平台与左岸R7、R6 道路连接，且该平台与右岸EL1240m 马道相距仅约为100m，该处具备设置跨趾板道路条件。

2.1.3 R5 道路

R5 道路从潘家岩脚弃渣场EL1275m 平台连接至大坝左岸坝基EL1290m，主要用于左岸坝基开挖出渣道路。

但由于潘家岩脚弃渣场存在42.76 万m中转料将用于下游堆石区（3C1）的填筑，且R5 道路与左岸EL1290m 马道连接，具备在EL1290m 马道处设置跨趾板道路的条件。若通过R5 道路进行上坝填筑，则运输距离大大减少。

2.1.4 R6 道路（原县道）

R6 道路为原有县道，位于左岸EL1250m，随着左岸坝基开挖，R6 道路与左岸EL1250m 马道连接，且R6道路可与上游临时索桥连通，故在左岸EL1250m 处具备设置跨趾板道路条件。

2.2 大坝填筑施工强度及道路通行能力分析

在投标阶段，大坝填筑道路按原路返回方案考虑，即空车从料场交通洞返回石料场。在实际施工过程中对上坝道路通行能力进行了复核分析，分析结果如下。

大坝填筑主要采用25t 自卸汽车，25t 自卸汽车额定载重为25t，按压实方干密度为2.18t/m，每车可容压实方11.5m，采用时间、容积等综合系数为0.9，每车实际装载压实方10.3m。

根据进度安排，大坝最大填筑强度为45.5 万m（压实方），取每月运输日平均为25d，每天工作18h，每月按450h 计算，则上游上坝小时高峰运输强度：455000m/月÷450h/月=1011m/h，单向交通量为1011m/h÷10.3m/车≈98 辆/h。

根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL 303—2017），场内二级道路适应的交通量25～85 辆/h，因此实际车流量大于道路容许的适应交通流量，高峰期不满足道路通行要求。这势必影响大坝的顺利填筑施工，因此需要布置大坝填筑循环道路以缓解料场交通洞通行压力。因此我部提出了跨趾板道路方案。

3 跨趾板道路具体实施方案

本方案共设置4 座长12m，净宽4m 的贝雷桥跨趾板，构件为国产标准装配式钢桥构件。具体方案如下。

（1）首先将跨趾板道路相应高程上游马道由原2.0m扩宽至5.0m，即对马道上部坡面和下部坡面进行坡比调整，由原1☆0.75 调整为1☆0.6，调整后的边坡锚杆参数由原来的φ25 锚杆，L=4.5m，梅花型布置，间排距3.0m×3.0m，调整为φ28 锚杆，L=9.0m，梅花型布置，间排距2.5m×2.5m。

（2）1#跨趾板道路布置在左岸EL1250m，与原R6道路连接。2#跨趾板道路布置在左岸EL1290m，原R5道路连接。3#跨趾板道路拟布置在右岸EL1240m，连接至上游压坡体顶面，与左岸R6 道路连通。4#跨趾板道路拟布置在右岸EL1290m，连接料场交通洞施工支洞。1#趾板桥平面布置如图1 所示。

图1 左岸1# 跨趾板道路平面布置

（3）跨趾板桥两端采用C25 混凝土桥墩，桥墩底部设置锚杆与基础连接，锚筋φ25，L=3.8m，间距1.5m，入岩3m。大坝填筑范围内的连接段，在岸坡布置衡重式C20 混凝土挡墙，挡墙与边坡之间回填石渣形成5m 宽道路，转弯半径均为10m。道路临空面侧设置混凝土防护墙。图2 为1#跨趾板桥结构，其他3 座跨趾板桥结构参照1#跨趾板桥结构，新增工程量如表1 所示。

图2 左岸1# 跨趾板道路断面

表1 跨趾板道路工程量

（4）布置跨趾板道路形成的运输路线，具体如下：①在潘家岩脚弃渣场堆存过程中，拟在渣场下游临空坡面修筑一条临时道路，采用边填筑边施工的方式修筑。1#跨趾板道路与原R6 道路连接至潘家岩弃渣场下游坡面的临时道路到达有用料堆存区，作为下游堆石区（3C1）上坝或空车返回道路。同时作为大坝EL1250m～EL1260m 填筑时空车返回石料场的循环道路，其返回道路为坝面→1#跨趾板道路→R6 道路（原县道）→R2道路→上游索桥→R19 道路→石料场。②2#跨趾板道路与原R5 道路连接至潘家岩脚弃渣场。待下游堆石区（3C1）填筑至上部时，利用该条跨趾板道路进行填筑。其返回道路为：坝面→4#跨趾板道路→R12 道路→R7道路→R6 道路（原县道）→潘家岩脚弃渣场下游坡面道路→潘家岩脚弃渣场。③3#跨趾板道路主要作用如下：a.坝基开挖完成后，河床砂卵石开挖利用该道路出渣至上游压坡体；b.大坝填筑期间用于EL1200m～EL1250m之间的填筑，作为空车返回石料场的循环道路，其返回道路为：坝面→3#跨趾板道路→右岸Y9 道路→潘家岩脚压坡体→R8 道路→R6 道路（原县道）→R2 道路→上游索桥→R19 道路→石料场。④4#跨趾板道路主要作用如下：a.作为大坝EL1250m～EL1300m 填筑时空车返回石料场的循环道路，其返回道路为：坝面→4#跨趾板道路→上游压坡体→R6 道路→R2 道路→上游临时索桥→石料场；b.若料场交通洞出现拥堵时，可利用该道路进行大坝填筑，从左岸2#跨趾板道路返回石料场形成循环线路。

4 跨趾板道路经济、安全、工期分析

4.1 经济分析

根据跨趾板道路的布置，从河床底部至大坝EL1300m高程，即Ⅰ期、Ⅱ期、Ⅲ期、Ⅳ期、Ⅴ期EL1300m 以下共计416.88 万m（扣除3C1 区砂岩42.76 万m及Ⅴ期坝前临时路0.5 万m）采用跨趾板循环路线，循环路线全程6.5km。42.76 万m的3C1 区砂岩采用循环线路，上坝道路为潘家岩弃渣场→R5 道路→2#跨趾板道路→Y3 道路→坝面，全程约1.1km，空车原路返回。大坝Ⅴ期EL1300m 以上51.15 万m（加上Ⅴ期EL1300m 以下坝前临时路1.0 万m）采用从左岸R1 道路经上游索桥空车返回路线。

砂岩运输费用减少575 万，其他填料运输费用减少24 万。设置跨趾板桥、路新增费用300 万，新增临时道路22 万，另考虑不可预见费80 万。综合分析跨趾板路方案减少投入约197 万元。

4.2 安全风险分析

根据现场实际情况，R1 道路、潘家岩脚复建道路及复建大桥为工程与地方共用道路，经复合，大坝填筑高峰期道路单向通行流量为98 辆/h，若与地方车辆共用，交通压力增大，且地方车辆双向行驶，不满足《水电水利施工组织规范》（SL 303—2017），场内二级道路适应的单向交通量25～85 辆/h 的通行要求。跨趾板道路方案，避免与地方车辆干扰，满足大坝高强度填筑需求和行车安全。为此将对道路边坡加强支护，同时在道路外侧设置混凝土防护墙等措施。

4.3 填筑工期分析

根据招标文件，石料场开挖料上坝填筑的唯一上坝道路为料场交通洞，其最大单向通行能力为85 辆/h，按照最大通行能力进行填筑时的月填筑量为85×10.3×450=39.4 万m。根据施工进度计划，存在两个时段的月填筑量大于39.4，分别为2017 年6—8 月（大坝Ⅱ期填筑）、2018 年6 月（大坝Ⅴ期填筑）：①根据最大强度计算，大坝填筑至1254m 高程的节点目标将推后约12d。②大坝填筑至1328 高程的节点目标将推迟约8d。同时若空车从料场交通洞返回石料场，长时间连续以料场交通洞的最大通行能力进行填筑，一旦发生车辆中途故障情况，势必出现道路拥堵而影响大坝的正常填筑。采用跨趾板道路方案，通行能力能够得到保证，填筑工期满足施工要求。

5 各方意见及影响

经各参建单位参加的工程设计协调会，均认为本工程跨趾板道路技术上可行，有利于大坝施工组织。但因变更费用等问题，参建各方未得到统一意见，最终跨趾板道路方案未能得到实施。

6 结语

综上所述，虽然跨趾板道路方案最终没有得到实施，但在技术上是可行的。跨趾板道路方案在国内，如白溪水库、董箐水电站、积石峡水电站、双沟水电站等多座混凝土面板堆石坝已得到很好的使用。通过经济效益分析，本工程跨趾板道路方案不仅可以保证大坝填筑高峰期顺利施工、避免地方车辆干扰，而且可以大大减少亏损，在经济、安全、进度方面也是可行的。对类似工程具有一定借鉴和参考价值。