山谷型尾礦庫初期壩上壩道路修筑方法

李新寬

(金堆城鉬業股份有限公司，陜西 華縣 714102 )

0 引 言

山谷型尾礦庫初期壩，往往壩址區兩岸地形陡峭，同時受下游設施布置影響，上壩道路修筑施工條件差，容易形成上下交叉施工，影響進度和安全管理，土石方開挖工程量大，且易形成高陡邊坡，增大項目投資控制和風險管控難度[2]。因此上壩道路修筑需要從地形地貌、大壩特性、壩體填筑、經濟性等多方面綜合考慮。

通過壩外坡“之”字形斜馬道的方式修筑，以原壩體剖面外輪廓線為基準設置“之”字形斜馬道，局部調整壩面坡度，同時提高壩體內部碾壓系數確保壩體的安全穩定，設置防護欄，調整坡腳的形式。這種建造方法不改變原設計壩體內外坡坡度，既能保證壩體的安全穩定，避免壩外上壩道路因土石方開挖、山體爆破帶來的邊坡處理等問題，有利于降低施工干擾，控制工程量，減少生態環境破壞[3]。

圖1 “之”字形斜馬道上壩道路

1 計算方法

根據初期壩現有設計相關參數進行計算，局部壩面坡度調整和斜馬道寬度，滿足以下條件即可具備本方法的修筑條件(考慮到車輛通行，并與現有村村通保持一致，建議b2≥4.5 m)：

(1)壩面坡度局部調整段坡度調整范圍應在壩體原設計內外坡坡度范圍以內，這樣可以確保坡面坡度有前期穩定計算實驗、研究支持[4]。

(2) 斜馬道寬度應不大于在壩體原設計內外坡坡度范圍內對壩面輪廓線進行貼坡和削坡所能產生的最大理論寬度，不建議因上壩道路修筑對壩體整體坡度進行變更[5]。

計算公式如下：

(公式1)

(公式2)

當現場情況滿足公式1，但不滿足公式2時，可根據道路設計及施工規范、路面通行要求等酌減；若路面采用混凝土或瀝青混凝土等進行硬化時(d=路面鋪裝厚度)，可對壩坡坡腳進行垂直切坡處理，適當增加路面寬度：

(公式3)

2 工程實例

金堆城鉬業股份有限公司王家坪尾礦庫初期壩工程位于陜西省渭南市華縣金堆鎮大栗西村王家坪，初期壩位于現有栗西尾礦庫下游5.8 km。王家坪尾礦庫為山谷型尾礦庫，設計總庫容2.35億m3，設計有效庫容2.0億m3，設計為二等庫，服務年限為24.3年。設計防洪標準初期為200年一遇，中后期為1 000年一遇。初期壩為堆石碾壓透水壩，軸線壩高68.5 m，壩頂高程1 080.50 m，壩頂寬6.0 m，壩軸線長183.52 m。

上游壩坡比1∶1.75、總體壩坡比1∶1.80，在高程1 035.0 m、1 050.0 m和1 065.0 m處設置水平馬道；下游壩坡比1∶2.0、總體壩坡比1∶2.25，在高程1 025.0 m、1 040.0 m和1 050.0 m處設置水平馬道。因兩側山體陡峭，施工難度和工程量較大，且極易形成高陡邊坡，道路實施效果不可控因素較多，欲在基礎壩右側壩肩1 054.0 m處至壩頂1 080 m之間利用初期壩下游壩面修筑上壩公路，上壩公路縱向平均坡度不大于8.0%。

其中：b1=6 m，L=57.5 m，H=26 m，B=160 m，i1=1∶2，i3=1∶1.75，經過初步計算i暫按8%考慮。

=2max(i1,i3)=0.571 4

選取b2=4.5 m。

以原壩體剖面外輪廓線為基準，設置“之”字形斜馬道作為上壩道路。壩面坡度局部調整段坡度調整范圍可在1∶1.75至1∶2.0之間選擇，選用1∶1.75工程量最小(局部調整壩面坡度和斜馬道縱向坡度可根據實際情況綜合調整)，如圖1所示。從1 054.00高程起至初期壩頂1 080.00高程修筑斜馬道，需要設置2道斜馬道，馬道以上坡面坡度自1∶2.0變更為1∶1.75。

圖2 初期壩及上壩道路剖面

本實施例中，斜馬道使用C25混凝土進行路面硬化，混凝土面層厚度20 cm。為保證混凝土路面厚度均勻，同時盡可能的增大道路有效寬度，對坡腳進行了垂直切坡處理，道路有效寬度寬度增加：

對坡腳進行垂直切坡處理后，斜馬道寬度拓展為4.85 m，即上壩道路初期壩下游壩面段實際寬度達到4.85 m，增強了道路的安全通行條件。

圖3 上壩道路平面布置

3 結論與建議

(1)復合計算方法簡單、直觀，參數調整靈活，可滿足多種要求的修筑需要。

(2)壩體剖面外輪廓線整體坡度不變，不改變壩體原有結構和構造。

(3)斜馬道至壩頂間的壩面坡度不大于初期壩內外坡坡度，無需重新進行穩定計算和安全審查。

(4)壩面坡度局部調整段坡度和斜馬道縱向坡度可根據實際情況或需求，利用公式1和公式2綜合調整。

(5)初期壩下游坡面碾壓指標根據道路路基要求進行調整，其指標高于壩體碾壓指標，有益于壩體穩定。

(6)與現有尾礦庫初期壩筑壩方式結合緊密，施工方便，減少了同期交叉施工，避免了因地形復雜而進行的大量山體爆破等施工難題，減少了對生態環境的破壞，使工期及投資費用可控。

(7)采用本文的方法，同時結合道路設計及施工規范，對調坡段坡度、道路縱坡、道路寬度進行多方案比較，注重功能實現，優化投資的同時，兼顧道路通行條件和通行安全。