毛溪沟水库上坝道路方案综合比选

周倩男

（太原理工大学建筑设计研究院有限公司，山西 太原 030024）

水库大坝坝址两岸往往地形均较陡峭，上坝道路和筑坝施工的临时道路布置较困难，贵州山路更是以“十八道弯、三十六道拐”著称，毛溪沟水库在上坝道路方案选定的过程中同时遭遇上述两大难题，道路布置方案的合理与否严重影响工程的投资与施工运行稳定。目前已建水库大坝上坝道路主要有两种形式，一种是岸坡开挖上坝道路，一种是在大坝下游坝坡设置“之”字形斜马道作为上坝道路。文章结合毛溪沟水库工程实际情况，从地形地质、线路布置、施工组织、工程投资等多方面综合考虑，选择最合适工程的上坝道路方案。

1 毛溪沟水库工程概况

毛溪沟水库位于贵州省铜仁市松桃县的干溪沟上，干溪沟是毛溪沟的右岸一级支流，发源于乌罗镇南面的亮鸡公山。水库坝址以上集水面积为3.7 km2，水库最大坝高41.7 m，坝顶高程916.50 m，总库容116 万m3，年供水量216 万m3，为Ⅳ等小（一）型工程。主要建筑物有拦河坝、坝顶开敞式溢洪道、取水兼放空建筑物、灌区管道及建筑物，工程概算总投资17 233 万元。工程建成后可满足乡镇11 779 人，农村6 806 人、1 361 头大牲畜、3 403 头小牲畜的饮用水及386.67 hm2耕地灌溉用水需求。

坝址区河流流向NW337°，河段顺直，河床高程879 m，河谷宽32 m，水深0.2 m 左右。“V”型河谷，两岸基本对称，岩层倾向下游，为横向河谷结构。左岸地形坡度42°，山体较单薄，山顶高程954.1 m，右岸地形坡度38°～45°，山顶高程1 337.0 m，山体宽厚。左岸公路外路肩地形平坦，为河流Ⅰ级阶地，阶地高1～4 m 左右，阶地从下坝址往下游延至毛溪沟，长＞400 m。

2 上坝道路方案拟定

坝址位置两岸岸坡均较陡，河道主槽偏向右岸，左岸现有乡村道路宽4.0 m，根据工程区地形地质条件，上坝道路布置在左岸，选择在岸坡上开挖上坝道路和坝后弃渣填筑上坝道路两种方案进行比选。

2.1 岸坡开挖上坝道路（方案一）

自大坝左岸下游400 m 处山脚下新修一条上坝道路，与现有乡村道路进行衔接。道路采用岸坡开挖方式，自北向南将管理房、大坝、导流兼放空取水隧洞及溢洪道进行连接，总长658 m。等级为四级，最大纵坡小于10%，最小曲率半径为18 m，平面布置如图1 所示。

图1 方案一上坝道路布置图

道路总宽5.2 m，路面宽3.5 m，两侧石路肩各0.5 m，道路靠山一侧新建0.4 m×0.4 m 的C20 混凝土排水沟，道路设横坡，坡度为2%。道路基层清理干净后，下设150 mm 厚石粉渣垫层，再铺150 mm 厚6%水泥石屑稳定基层，道路路面采用200 mm 厚C25 混凝土面层。

根据边坡地质情况，道路开挖土石分界线以下，开挖边坡坡比为1∶0.75，采用喷锚支护；以上坡比为1∶1.25，每隔10 m 设马道，马道宽度为1.0 m，采用浆砌石支护。

2.2 坝后弃渣填筑上坝道路（方案二）

自大坝左岸下游250 m 处填筑一条上坝道路，与现有乡村道路进行衔接。道路采用地面填筑的方式自北向南沿河岸边布置，至大坝904.4 m 高程处上坝，然后利用下游坝坡上坝到达右岸坝肩，长330 m。在大坝左岸新建道路一条，采用岸坡开挖的方式，连接溢洪道和管理房，长度为292 m，即上坝道路总长622 m。等级为四级，最大纵坡＜12%，最小曲率半径为15 m，平面布置见图2。

图2 方案二上坝道路布置图

道路总宽分别为4.5 m 和5.2 m，路面宽3.5 m，两侧石路肩各0.5 m，至坝顶道路不设排水沟，坝顶至溢洪道及管理房道路设0.4 m×0.4 m 的C20 混凝土排水沟，道路设横坡，坡度为2%。路面设计与方案一相同。

根据地质评价，大坝开挖弃渣可作为道路填筑料使用。填筑路段，两侧坡比为1∶1.4，干砌石护坡；开挖路段，土石分界线以下，开挖边坡坡比为1∶0.75，采用喷锚支护；以上坡比为1∶1.25，每隔10 m 设马道，马道宽度为1.0 m，采用浆砌石支护。

3 方案比选优缺点分析

两个方案的道路在管理房经过放水洞至溢洪道之间的292 m 几乎相同，故只针对山脚下至坝顶段道路的优缺点进行分析。

3.1 地形地质

方案一道路所经地均为林地，坡度26°～45°，斜坡至陡坡，覆盖层厚度1～3 m，强风化厚17～25 m，沿线无基岩裸露，岩土混合边坡，开挖后土质边坡不稳定，覆盖层与基岩接触面一般＞30°，易崩滑，基岩为强风化砂岩。方案二道路所经地一半为林地，条件与方案一相同，另一半为现有公路及河流Ⅰ级阶地，地形平坦。通过对工程地形地质条件的分析，两方案均可实施，但方案一由于岸坡较陡开挖后形成较高的边坡，防护措施费用较高，同时还存在安全隐患，增大了水库的投资和后期运行的风险，从地形地质条件方面考虑方案二优于方案一。

3.2 路线布置

方案一沿岸坡开挖，平面布置整体走向与山体相同，沿等高线缓慢攀升，路线平顺，纵坡较缓，最大纵坡10%，最小曲率半径18 m；方案二沿岸边填筑，为控制填筑的工程量整体靠山体布置，攀升较快，纵坡较大；同时为了利用现有坝面作为道路在上坝面处转角较大，最大纵坡12%，最小曲率半径15 m。从平面和纵断面的布置来说方案一更平顺，故方案一优于方案二。

3.3 施工组织

两方案在施工条件方面基本相当，开挖和填筑也都不存在技术难题。然而工程最大坝高41.7 m，方案一施工过程中随着坝体填筑必须修建临时筑坝道路两条，两岸岸坡较陡，临时上坝道路布置难度较大。方案二则可随着坝体的升高逐步填筑上坝道路，临时工程与永久工程相结合，解决了临时筑坝道路的问题。但是方案一道路先施工，不影响溢洪道、放水洞的施工工期，方案二道路与坝体一起施工，溢洪道和放水洞的部分工程会延期施工。考虑到溢洪道与放水洞的部分工程非关键线路工程，延误的时间不影响工程总工期，故从施工组织方面考虑，方案二优于方案一。

3.4 工程占地、环境保护及水土保持

方案一上坝道路布置均在生态红线内，新增占地面积3 900 m2，全部为林地。方案二上坝道路布置在生态红线、交通运输占地和水域占地内，占地总面积4 750 m2，其中新增占地1 930 m2，为林地；原有交通运输用地720 m2、水域用地2 100 m2。方案二占用生态红线内面积较小，对环境影响更小。方案一上坝道路土石方开挖量为7.6 万m3，均为弃渣，需运至渣场。方案二土石方开挖为4.08 万m3，填筑量为2.77 万m3，整体计算产生弃渣1.31 万m3。从工程占地、环境保护及水保方面考虑，方案二优于方案一。

3.5 主要工程量及投资

经计算，方案一上坝道路土石方开挖量7.60 万m3，岸坡喷锚支护面积1.35 万m2，投资740 万元，施工临时道路投资40 万元，合计780 万元。方案二上坝道路土石方开挖量4.08 万m3，弃渣填筑2.77 万m3，岸坡喷锚支护面积0.71 万m2，干砌石护坡0.24 万m2，总投资493 万元。方案二较方案一节省投资287 万元，从工程投资方面考虑，方案二优于方案一。

4 结论

针对毛溪沟水库上坝道路的布置问题，从地形地质条件、路线布置、施工组织、工程占地、环境影响和水土保持、工程量及投资等多方面对岸坡开挖上坝道路方案和坝后弃渣填筑上坝道路方案进行了比较，认为坝后弃渣填筑上坝道路（方案二）经济上合理、技术上可行，较岸坡开挖上坝道路（方案一）更有利，故选择坝后弃渣填筑上坝道路方案（方案二）。