一种土石坝坝后上坝道路结构及其施工方法与流程

1.本发明属于水利水电工程技术领域，具体涉及一种土石坝坝后上坝道路结构及其施工方法。


背景技术：

2.据不完全统计，世界土石坝占大坝总数达到82.9％，而在中国土石坝数量占到大坝总数的93％。各项经济指标都体现了土石坝广阔的发展前景，使其成为发展最快的坝型。坝后上坝道路主要是受地形限制，无法在大坝下游侧左右岸形成高、中、低道路，依靠土石坝坝体的升高敷设在坝后的上坝道路。坝后上坝道路边坡若采用与土石坝坝坡相同的坡比将会增加石方填筑方量，增加工程造价，经济性不合理，且因工程量增加造成工期延长，进度受到制约。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种土石坝坝后上坝道路结构及其施工方法，用于解决现有技术中存在的上述问题。
4.为了实现上述目的，一方面，本发明采用以下技术方案：一种土石坝坝后上坝道路结构，包括上坝道路，所述上坝道路设置于土石坝的斜坡上，上坝道路的外侧设有外坡面，所述外坡面的坡比为1:1.35～1:2，且外坡面采用渐变坡比，以使外坡面与土石坝的斜坡通过顺向搭接过渡。
5.作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述土石坝内设有若干层反包式土工格栅，若干层反包式土工格栅沿着土石坝的高度方向间隔设置，且反包式土工格栅延伸至上坝道路中。
6.作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述土石坝设有心墙区、反滤料区、过渡料区和堆石料区，所述反滤料区设置于心墙区外侧，所述过渡料区设置于反滤料区外侧，所述堆石料区设置于过渡料区外侧，所述反包式土工格栅设置于堆石料区内。
7.作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述土石坝内设有若干层坝内水平梁，若干层坝内水平梁沿着土石坝的高度方向间隔设置。
8.作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述土石坝的斜坡上设有坡面斜梁，所述坡面斜梁与各个坝内水平梁相连。
9.作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述坡面斜梁与坝内水平梁之间设有混凝土墩，所述混凝土墩顶部设有第一斜面和第二斜面，所述第一斜面与坡面斜梁的长度方向相互平行，所述第二斜面与坡面斜梁的长度方向相互垂直。
10.作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述上坝道路的锚筋束分别与坝内水平梁和坡面斜梁相连，以形成抗震骨架。
11.作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述坝内水平梁和坡面斜梁均采用钢筋混凝土制成。
12.作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述土石坝的斜坡上部设有浆砌石护坡，斜坡中下部设有干砌石护坡。
13.作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述土石坝的斜坡坡比为1:2。
14.另一方面，本发明采用以下技术方案：一种土石坝坝后上坝道路结构的施工方法，包括以下步骤：
15.步骤a、根据实施图纸要求，按照碾压填筑参数进行土石坝的坝体施工；
16.步骤b、在坝体的中上部增设若干层反包式土工格栅，反包式土工格栅的铺设与坝体填筑同步进行，每2个坝体填筑层铺设1层反包式土工格栅，反包式土工格栅铺设前，在土石坝经碾压密实后再铺设反包式土工格栅，前一层反包式土工格栅在水平方向距离设计坡面线一定位置暂不进行填筑覆盖，待后一层反包式土工格栅延伸至前一层反包式土工格栅并与其搭接，搭接完毕后再在搭接处进行填筑施工；
17.步骤c、在坝体内埋设若干层坝内水平梁，坝内水平梁避开反包式土工格栅铺设层，水平布置范围为反滤料区外侧边缘至坝体斜坡之间区域，施工过程包括坝内水平梁预制等强、坝面整平、局部人工精平、测量放线、坝内水平梁吊装安放、坝内水平梁连接及防腐处理；
18.步骤d、布设坡面斜梁，施工过程包括测量放线、坡面整平、坡面斜梁基础开挖、坡面斜梁基础验收、钢筋安装、坡面斜梁混凝土浇筑及养护及坡面斜梁内干(浆)砌石铺设；
19.步骤e、坝内水平梁与坡面斜梁连接，施工过程包括挖出坝内水平梁基础、钢筋束搭接延长至坡面斜梁施工范围并与该范围内的钢筋进行焊接、坡面斜梁混凝土浇筑养护、碎石填槽补平及压实；
20.步骤f、上坝道路的外坡面施工，上坝道路随着坝体填筑工作面上升修建，推算上坝道路三维坐标并进行测量放样，按高程逐层填筑，上坝道路填筑用料与坝体填筑料相同，上坝道路的锚筋束分别与坝内水平梁和坡面斜梁相连，以形成抗震骨架，外坡面的坡比由1:1.35～1:2渐变，以使外坡面与土石坝的斜坡通过顺向搭接过渡。
21.步骤g、在上坝道路与坝体交汇的拐点位置进行找平，并利用浆砌石护坡和干砌石护坡将外坡面与斜坡找平成顺坡。
22.作为上述技术方案的一种可选实施方式，在步骤b中，反包式土工格栅的施工过程包括：使用进退错距法对堆石料进行碾压，第二层堆石料在填筑时预留设计坡面线距离2.5m的范围不填筑，经碾压合格，再按同样填筑工艺填筑第二层堆石料，经碾压合格后，每两层堆石料进行修坡一次，修坡的目的在于挖除0.5m范围的碾压不密实的堆石料，即预留3.0m区域，提供土工格栅铺设的工作面为距离坝面的端部3.0m范围，采用上侧土工格栅与相邻的下侧土工格栅斜向搭接方式，进而达到坝料每层压实质量和土工格栅反包双结合的控制要求。
23.作为上述技术方案的一种可选实施方式，在步骤c中，坝内水平梁的施工过程包括：在土石坝中上部安放三层坝内水平梁，分别为坝内水平梁ⅰ、坝内水平梁ⅱ和坝内水平梁ⅲ，每层坝内水平梁相隔6m；首先浇筑厚度为20cm的素砼工作平台，在工作平台上进行预制坝内水平梁的浇筑；模板外侧用脚手架钢管作背管，内拉钢筋采用φ8钢筋穿过并与模板外侧钢管焊接固定，间距1.0m，两端模板预留搭接钢筋孔，模板侧边采用钢管加固，增加模板强度和刚度防止局部变形影响外观质量；坝内水平梁的吊装安放，在安放平台填筑完成
后，先进行测量检测高程；由吊机和载重汽车将坝内水平梁运送至坝面，并且直接卸至工作面；反铲平整场地，人工精平后再安放；其中坝内水平梁ⅲ布置于顶部靠坝坡外侧，且垂直于坝轴线方向布置；坝内水平梁ⅱ为坝内水平梁交叉部位的连接梁，平行于坝轴线方向布置，其余部位预制梁均为坝内水平梁ⅰ；各层坝内水平梁铺设施工时，在铺设高程由外向里自坝坡内侧70cm开始布置，垂直坝轴线方向梁之间间距控制在30cm以内，以确保梁端距反滤料外边界不小于100cm；坝内水平梁根据两岸岸坡边界实际情况进行调整，调整时应保证梁端距岸坡不小于4m；对于超过20cm以上的部位采用反铲或推土机修平，20cm以下部位采用人工修整；修整完成后测量开始放预制坝内水平梁放置轴线，放完线后对坝内水平梁安放位置铺细料做垫层，然后吊机配合人工安放，安放完成后，测量再次校核，人工局部调整，使坝内水平梁的放置位置符合设计要求，且要求坝内水平梁不得有架空现象；坝内水平梁的柔性连接；采用钢丝绳绳卡对钢丝绳单股连接，形成死扣，采用液态沥青漆对外露钢筋涂刷防腐。
24.作为上述技术方案的一种可选实施方式，在步骤d中，坡面斜梁的施工过程包括：测量放线、坡面整平、坡面斜梁基础开挖、坡面斜梁基础验收、混凝土浇筑和干(浆)砌石铺设；按坡面斜梁的分布高程分台阶进行修坡，分六个台阶进行修坡，每个台阶作业平台宽3m；坡面整平分初平和精平两个阶段进行；粗平采用反铲与人工配合；根据测量放样的设计坡面线，人工清除上部表层大石和严重超填部分，反铲从下部修整；局部欠填严重的部分采用溜槽从最近的作业平台送料进行找平，找平标准控制在
±
30cm；精平在坡面斜梁浇筑完成后进行，找平工作按分块进行，精平主要采用人工平整，人工用钢卷尺进行控制，误差不超过10cm；坡面整平弃碴通过溜槽送到路面装车运至待填区；基槽采用人工辅助小型挖掘机的方式，严格按照设计要求进行开挖；台阶为坡面斜梁的基础面，粗平完成后先进行人工精平，误差在+10cm以内，超挖部分采用砂浆回填，然后进行砼浇筑；模板加工，模板采用在加工场加工好的异形木模运送至现场进行拼装，模板外侧用脚手架钢管作背管，内拉钢筋采用φ8钢筋穿过并与模板外侧钢管焊接固定，间距1.0m，两端模板预留搭接钢筋孔，模板侧边采用钢管加固，增加模板强度和刚度防止局部变形影响外观质量。
25.本发明的有益效果为：
26.本发明提供了一种土石坝坝后上坝道路结构及其施工方法，外坡面的坡比为1:1.35～1:2，且外坡面采用渐变坡比，以使外坡面与土石坝的斜坡通过顺向搭接过渡。上坝道路随着土石坝的坝体填筑工作面上升修建，推算上坝道路三维坐标并进行测量放样，按高程逐层填筑，两种坡比的边坡在三维进行顺向搭接过渡，上坝道路不侵占土石坝结构断面并确保外观美观，而且可以大大减少上坝道路填筑量，降低成本，经估算可减少8万立方米填筑量，节约投资约600万元。
附图说明
27.图1是土石坝的剖面结构示意图；
28.图2是土石坝的平面结构示意图；
29.图3是上坝道路超填部分平面结构示意图；
30.图4是上坝道路边坡立体换算关系示意图；
31.图5是坝内水平梁平面布置示意图；
32.图6是土石坝上游的坡面斜梁布置示意图；
33.图7是土石坝下游的坡面斜梁布置示意图；
34.图8是上坝道路的外坡面与土石坝的斜坡的一种位置关系坡比调整示意图；
35.图9是上坝道路的外坡面与土石坝的斜坡的另一种位置关系坡比调整示意图；
36.图10是反包式土工格栅的布设图；
37.图11是现有的土工格栅的布设图。
38.图中：1、心墙区；2、反滤料区；3、过渡料区；4、堆石料区；5、上坝道路；6、坡面斜梁；7、干砌石护坡；8、浆砌石护坡；9、上坝道路坡脚位置；10、坝轴线；11、坝内水平梁；12、反包式土工格栅；13、混凝土墩。
具体实施方式
39.实施例
40.如图1-图11所示，本实施例提供了一种土石坝坝后上坝道路结构，包括上坝道路5，所述上坝道路5设置于土石坝的斜坡上，上坝道路5的外侧设有外坡面，所述外坡面的坡比为1:1.35～1:2，且外坡面采用渐变坡比，以使外坡面与土石坝的斜坡通过顺向搭接过渡。所述土石坝的斜坡上部设有浆砌石护坡8，斜坡中下部设有干砌石护坡7。
41.所述上坝道路5垂直坝轴线10方向宽度为8.08m，垂直于道路轴线方向为8.00m。上坝道路5随着土石坝的坝体填筑工作面上升修建，推算上坝道路5三维坐标并进行测量放样，按高程逐层填筑。所述土石坝的斜坡坡比为1:2，敷设的上坝道路5外坡面的坡比为1:1.35(道路外侧边坡坡比在垂直于坝轴线10方向为1:1.35，在垂直于道路轴线方向为1:1.33)，两种坡比的边坡在三维进行顺向搭接过渡，上坝道路5不侵占土石坝结构断面并确保外观美观，而且可以大大减少上坝道路5填筑量，降低成本，经估算可减少8万立方米填筑量，节约投资约600万元。
42.在本实施例中，所述土石坝设有心墙区1、反滤料区2、过渡料区3和堆石料区4，所述反滤料区2设置于心墙区1外侧，所述过渡料区3设置于反滤料区2外侧，所述堆石料区4设置于过渡料区3外侧，所述反包式土工格栅12设置于堆石料区4内。
43.所述土石坝内设有多层反包式土工格栅12，若干层反包式土工格栅12沿着土石坝的高度方向间隔设置。所述土石坝内设有多层层坝内水平梁11，若干层坝内水平梁11沿着土石坝的高度方向间隔设置。所述土石坝的斜坡上设有坡面斜梁6，所述坡面斜梁6与各个坝内水平梁11相连，所述坝内水平梁11和坡面斜梁6均采用钢筋混凝土制成。所述坡面斜梁6与坝内水平梁11之间设有混凝土墩13，所述混凝土墩13顶部设有第一斜面和第二斜面，所述第一斜面与坡面斜梁6的长度方向相互平行，所述第二斜面与坡面斜梁6的长度方向相互垂直。优选地，所述上坝道路5的锚筋束分别与坝内水平梁11和坡面斜梁6相连，以形成抗震骨架，共同增强上坝道路5与土石坝的结合稳定性。
44.如图1所示，该图表示从道路起点0+000桩号沿坝轴线10方向向大坝左岸的视图；虚线表示为在该桩号断面图上不能表示的线；因边坡随道路桩号的递增而向大坝左岸推移，每层高程在某一桩号的位置均在变化，仅按5m一层的典型高程进行注释。
45.如图3所示，该图中所示为某一层水平面的典型投影图，随着高程上升拐点位置随之向左岸推移；阴影部分为该高程层超填水平投影；阴影部分下方为上坝道路5边坡1:1.35
至坝坡1:2的边坡过渡段，道路外侧边坡坡比在垂直于坝轴线10方向为1:1.35，在垂直于道路轴线方向为1:1.33；上坝道路5垂直坝轴线10方向宽度为8.08m，垂直于道路轴线方向为8.00m。
46.如图4所示，图中数字为1个单位计量长度、代表各边长之间的换算关系；平面α为水平投影面、平面β为垂直上坝道路5轴线方向的剖面、平面γ为垂直坝轴线10方向的剖面。
47.如图8和图9所示，图中表示坡面斜梁6与边坡之间的典型位置关系，坡面斜梁6与坡面靠近的边线设计坡度为1:2；上坝道路5边坡为1:1.35～1:2的变坡，上坝道路坡脚位置9以下为土石坝1:2的永久坝坡；图8中a型典型图表示：边坡线比坡面斜梁6的顶面线低，水平梁的外形尺寸调整为阴影部分，纵向钢筋不变，箍筋尺寸随调整后的外形尺寸变化，钢筋保护层厚度不变；图9中b型典型图表示：边坡线比坡面斜梁6的顶面线高，坡面斜梁6的外形尺寸调整为阴影部分，钢筋结构按图中的要求布置，坡面斜梁6靠近坡面侧的钢筋保护层厚度加大；测量放线时先按右岸坡面的方式对坡面斜梁6进行放样，施工人员把钢筋绑扎好后完成模板架设，测量人员把该坡面斜梁6上下部的成型边坡线进行放样，并进行拟合绷线。施工人员根据绷线调整模板和钢筋外形尺寸使之符合典型图要求。
48.如图10所示，坝体中上部增设经改良的反包式土工格栅12，平面位置为大坝过渡区及堆石区(不埋入反滤料区2域范围)，土工格栅的铺设应与坝体填筑同步，每2个填筑层铺设1层土工格栅，土工格栅铺设前，应在土石坝经碾压密实后方可铺设土工格栅，前一层土工格栅在水平方向距离设计坡面线3m的位置，暂不进行填筑覆盖，待后一层土工格栅延伸至前一层土工格栅并与其搭接，搭接宽度为3m，搭接处应绑扎牢固，土工格栅纵、横向搭接宽度不小于15cm，一般每隔10～15cm应有一个绑扎点，受力方向至少两个绑扎点。沿垂直坝轴线10方向将搭接点逐个依次用聚丙烯带子将搭接点绑扎牢固，绑扎点按“梅花型”布置。多层铺设时，上、下层搭接应错缝布置。搭接经验收完毕后再在搭接处进行填筑施工。土工格栅8铺设好后应及时覆盖，一般不超过2天。
49.如图11所示，传统的反包式铺设端头包裹处理方式为：反铲每两米修坡一次，修坡完毕后，将预留土工格栅向上翻转，预留段水平搭接长度为3m。每层经改良的反包式铺设方式较传统的反包式铺设方式，能有效减少边坡超填、机械修坡对土工格栅反包位置的损坏。
50.土工格栅材料技术指标主要为：土工格栅应采用双向抗拉型土工格栅。每幅格栅内的网眼边长宜控制在120～160mm范围，幅宽约5m，卷长30～50m。土工格栅纵向(主拉力向)极限抗拉强度，每延米纵向拉伸屈服力应不小于100kn；土工格栅纵向伸长率为2％时，其每延米抗拉强度应不小于40kn；土工格栅横向极限抗拉强度,每延米横向拉伸屈服力不小于50kn；土工格栅横向伸长率为2％时，其抗拉强度应不小于30kn；土工格栅单条的抗拉强度应≥200mpa。材料延伸率：土工格栅横、纵向屈服伸长率≤8％；抗折、抗冲击能力：土工格栅埋设在强度较高的硬质堆石体内，要求材料具备较高的抗折、抗冲击能力，土工格栅在堆石的撞击和碾压机具的冲击作用下不会产生断裂，并保持原有的强度和延伸率。整体性要求：土工格栅要求在纵、横两个方向均具有一定强度和抵抗变形的能力。在两个方向受力后，应不产生脱落和较大的变形。尤其格栅在各种受力条件下保证较强的整体性和一定的抗拉强度，土工格栅横向连接应采用双向连接。耐久性要求：抗紫外线能力、化学稳定性和生物稳定性等应满足相关规程规范的要求。为增强格栅对回填料的崁锁，提高坝体抗蠕变能力，采用单根格栅肋带极限抗拉强度较高，确保格栅纵、横向有较大的孔径。
51.考虑到心墙区1填筑道路正常运行的要求，上下游堆石区土工格栅铺设采取分左右两区进行铺设。土工格栅的铺设在上一填筑层碾压施工结束后进行，铺设面应压实平整，不能有坚硬凸出物和尖锐物存在，确保铺设面为细料、不能有大块径料存在。土工格栅应平铺、拉直，不能有褶皱，尽量张紧，然后用插钉固定，不得重叠，不得卷曲、扭结。土工格栅的铺设应将主受力方向与坝轴线10正交，横向平行坝轴线10，长度应符合要求。连接工作应由经过技术培训的专业人员负责进行。
52.土工格栅的铺设应与坝体填筑同步，土工格栅铺设前，应在坝体堆石经静碾压实后方可铺设土工格栅材料(经碾压后的堆石面，纵横2m范围内要求最大起伏差小于10cm)，填筑上部堆石料。
53.土石坝坝壳料的采集、摊铺、压实，坝料中的块体的最大块径，以不超过分层厚度的2/3为宜。当土工格栅铺好后，先在两端摊铺填料，将格栅固定，再向中部推进。碾压时第一遍先轻压，从土工格栅中部逐步压向尾部，再碾压靠近坝坡部位，碾压时压轮不能直接与土工格栅接触，轻压后再全面碾压。
54.如图3和图4所示，在土石坝中上部安放三层坝内水平梁11，每层相隔6m。坝内水平梁11预制场地设在上游压重i区顶部平台。为了方便预制坝内水平梁11模板和钢筋的制安以及砼浇筑和模板的拆卸，首先浇筑厚度为20cm的素砼工作平台，在工作平台上进行预制坝内水平梁11的浇筑。模板外侧用脚手架钢管作背管，内拉钢筋采用φ8钢筋穿过并与模板外侧钢管焊接固定，间距1.0m，两端模板预留搭接钢筋孔，模板侧边采用钢管加固，增加模板强度和刚度防止局部变形影响外观质量。
55.如图5所示，坝内水平梁11的吊装安放，在安放平台填筑完成后，先进行测量检测高程。由吊机和载重汽车将坝内水平梁11运送至坝面，并且直接卸至工作面。反铲平整场地，人工精平后再安放。其中坝内水平梁ⅲ仅布置于顶部靠坝坡外侧，且垂直于坝轴线10方向布置；坝内水平梁ⅱ为坝内水平梁11交叉部位的连接梁，平行于坝轴线10方向布置，其余部位预制梁均为预制梁ⅰ。各层抗震梁铺设施工时，应在铺设高程由外向里自坝坡内侧70cm开始布置，垂直坝轴线10方向梁之间间距控制在30cm以内，以确保梁端距反滤料外边界不小于100cm。坝内水平梁11可根据两岸岸坡边界实际情况进行调整，调整时应保证梁端距岸坡不小于4m。对于超过20cm以上的部位采用反铲或推土机修平，20cm以下部位采用人工修整。修整完成后测量开始放预制坝内水平梁11放置轴线，放完线后对坝内水平梁11安放位置铺细料做垫层，然后吊机配合人工安放，安放完成后，测量再次校核，人工局部调整，使坝内水平梁11的放置位置符合设计要求，且要求坝内水平梁11不得有架空现象。
56.坝内水平梁11的柔性连接。采用公称直径12mm光面镀锌圆股钢丝绳(6*37+fc)，采用4圈8股，22的钢丝绳绳卡对钢丝绳单股连接，形成死扣，采用液态沥青漆对外露钢筋涂刷防腐。
57.如图6和图7所示，坡面斜梁6施工顺序为：测量放线
→
坡面整平
→
坡面斜梁6基础开挖
→
坡面斜梁6基础验收
→
混凝土浇筑
→
干(浆)砌石铺设。测量放线根据设计坡面线，对坝坡进行测量放样，测量放样采用间隔5m*5m打钢筋桩，桩间拉线来控制设计高程。在变坡点位置加密测量，并准确找出折点位置，并打上有特殊标记的钢筋桩，多个折点放样完成后，人工采用拉线的方式校核折点桩，保证所有变坡点均在一条直线上，以满足整体性美观要求。
58.由于坡面斜梁6为嵌入坝体式，需要用小型挖掘机挖出基础。挖掘机的最小作业宽度为3m，按坡面斜梁6的分布高程分台阶进行修坡，分六个台阶进行修坡，每个台阶作业平台宽3m。坡面整平分初平和精平两个阶段进行。粗平采用反铲与人工配合。根据测量放样的设计坡面线，人工清除上部表层大石和严重超填部分，反铲从下部修整；局部欠填严重的部分采用溜槽从最近的作业平台送料进行找平，找平标准控制在
±
30cm。精平在坡面斜梁6浇筑完成后进行，找平工作按分块进行，精平主要采用人工平整，人工用钢卷尺进行控制，误差不超过10cm。坡面整平弃碴通过溜槽送到路面装车运至待填区。基槽采用人工辅助小型挖掘机的方式，严格按照设计要求进行开挖。台阶为坡面斜梁6的基础面，粗平完成后先进行人工精平，误差在+10cm以内，超挖部分采用砂浆回填，然后进行砼浇筑。
59.模板加工，模板采用在加工场加工好的异形木模运送至现场进行拼装，模板外侧用脚手架钢管作背管，内拉钢筋采用φ8钢筋穿过并与模板外侧钢管焊接固定，间距1.0m，两端模板预留搭接钢筋孔，模板侧边采用钢管加固，增加模板强度和刚度防止局部变形影响外观质量。
60.本实施例还提供了一种土石坝坝后上坝道路结构的施工方法，包括以下步骤：
61.步骤a、按照实施图纸要求，按照经碾压试验参建各方批准使用的碾压填筑参数进行施工。
62.步骤b、在坝体的中上部增设若干层反包式土工格栅12，反包式土工格栅12的铺设与坝体填筑同步进行。
63.现有的土工格栅反包工艺技术，采用位于下侧的土工格栅靠近土石坝坝面的端部沿土石坝坡面向上包裹坝料，并与其相邻上侧的土工格栅搭接的反包工艺，这种工艺技术在实践中出现诸多问题，若采用进退错距法，边坡位置超填0.5m再进行修坡，修坡后的石块易堆积、挤压破坏待向上反包的土工格栅卷；若采用斜坡碾压，斜坡碾压设备易对堆积的土工格栅卷造成破坏；在坡面斜梁6挖槽施工时，易挖断反包的土工格栅，无法达到预期的反包效果。
64.本发明采用经改良的反包式土工格栅12反包工艺技术，是在现有的土工格栅反包工艺技术的改良，具体工艺为：使用进退错距法对堆石料进行碾压，第二层堆石料在填筑时预留设计坡面线距离2.5m的范围不填筑，经碾压合格，再按同样填筑工艺填筑第二层堆石料，经碾压合格后，每两层堆石料进行修坡一次，修坡的目的在于挖除0.5m范围的碾压不密实的堆石料，即预留3.0m区域，提供土工格栅铺设的工作面为距离坝面的端部3.0m范围，采用上侧土工格栅与相邻的下侧土工格栅斜向搭接方式，进而达到坝料每层压实质量和土工格栅反包双结合的控制要求。土工格栅延伸至上坝道路5，增加了上坝道路5与坝坡结合稳定。
65.步骤c、在坝体内埋设若干层坝内水平梁11，坝内水平梁11避开反包式土工格栅12铺设层，水平布置范围为反滤料区2外侧边缘至坝体斜坡之间区域，施工顺序依次为坝内水平梁11预制等强、坝面整平、局部人工精平、测量放线、坝内水平梁11吊装安放、坝内水平梁11连接及防腐处理。其具体包括：在土石坝中上部安放三层坝内水平梁11，分别为坝内水平梁ⅰ、坝内水平梁ⅱ和坝内水平梁ⅲ，每层坝内水平梁11相隔6m；首先浇筑厚度为20cm的素砼工作平台，在工作平台上进行预制坝内水平梁11的浇筑；模板外侧用脚手架钢管作背管，内拉钢筋采用φ8钢筋穿过并与模板外侧钢管焊接固定，间距1.0m，两端模板预留搭接钢筋
孔，模板侧边采用钢管加固，增加模板强度和刚度防止局部变形影响外观质量；坝内水平梁11的吊装安放，在安放平台填筑完成后，先进行测量检测高程；由吊机和载重汽车将坝内水平梁11运送至坝面，并且直接卸至工作面；反铲平整场地，人工精平后再安放；其中坝内水平梁ⅲ布置于顶部靠坝坡外侧，且垂直于坝轴线10方向布置；坝内水平梁ⅱ为坝内水平梁11交叉部位的连接梁，平行于坝轴线10方向布置，其余部位预制梁均为坝内水平梁ⅰ；各层坝内水平梁11铺设施工时，在铺设高程由外向里自坝坡内侧70cm开始布置，垂直坝轴线10方向梁之间间距控制在30cm以内，以确保梁端距反滤料外边界不小于100cm；坝内水平梁11根据两岸岸坡边界实际情况进行调整，调整时应保证梁端距岸坡不小于4m；对于超过20cm以上的部位采用反铲或推土机修平，20cm以下部位采用人工修整；修整完成后测量开始放预制坝内水平梁11放置轴线，放完线后对坝内水平梁11安放位置铺细料做垫层，然后吊机配合人工安放，安放完成后，测量再次校核，人工局部调整，使坝内水平梁11的放置位置符合设计要求，且要求坝内水平梁11不得有架空现象；坝内水平梁11的柔性连接；采用钢丝绳绳卡对钢丝绳单股连接，形成死扣，采用液态沥青漆对外露钢筋涂刷防腐。
66.步骤d、布设坡面斜梁6，施工顺序依次为测量放线、坡面整平、坡面斜梁6基础开挖、坡面斜梁6基础验收、钢筋安装、坡面斜梁6混凝土浇筑及养护、坡面斜梁6内干(浆)砌石铺设。其具体包括：测量放线
→
坡面整平
→
坡面斜梁6基础开挖
→
坡面斜梁6基础验收
→
混凝土浇筑
→
干(浆)砌石铺设；按坡面斜梁6的分布高程分台阶进行修坡，分六个台阶进行修坡，每个台阶作业平台宽3m；坡面整平分初平和精平两个阶段进行；粗平采用反铲与人工配合；根据测量放样的设计坡面线，人工清除上部表层大石和严重超填部分，反铲从下部修整；局部欠填严重的部分采用溜槽从最近的作业平台送料进行找平，找平标准控制在
±
30cm；精平在坡面斜梁6浇筑完成后进行，找平工作按分块进行，精平主要采用人工平整，人工用钢卷尺进行控制，误差不超过10cm；坡面整平弃碴通过溜槽送到路面装车运至待填区；基槽采用人工辅助小型挖掘机的方式，严格按照设计要求进行开挖；台阶为坡面斜梁6的基础面，粗平完成后先进行人工精平，误差在+10cm以内，超挖部分采用砂浆回填，然后进行砼浇筑；模板加工，模板采用在加工场加工好的异形木模运送至现场进行拼装，模板外侧用脚手架钢管作背管，内拉钢筋采用φ8钢筋穿过并与模板外侧钢管焊接固定，间距1.0m，两端模板预留搭接钢筋孔，模板侧边采用钢管加固，增加模板强度和刚度防止局部变形影响外观质量。
67.步骤e、坝内水平梁11与坡面斜梁6连接，施工顺序依次为人工配合小型挖掘机挖出坝内水平梁11基础、钢筋束搭接延长至坡面斜梁6施工范围并与该范围内的钢筋进行焊接、坡面斜梁6混凝土浇筑养护、碎石填槽补平、小型夯实设备压实。由于坡面斜梁6为嵌入坝体式，需要用小型挖掘机挖出基础。挖掘机的最小作业宽度为3m，按坡面斜梁6的分布高程分台阶进行修坡，分六个台阶进行修坡，每个台阶作业平台宽3m。坡面整平分初平和精平两个阶段进行。粗平采用反铲与人工配合。根据测量放样的设计坡面线，人工清除上部表层大石和严重超填部分，反铲从下部修整；局部欠填严重的部分采用溜槽从最近的作业平台送料进行找平，找平标准控制在
±
30cm。精平在坡面斜梁6浇筑完成后进行，找平工作按分块进行，精平主要采用人工平整，人工用钢卷尺进行控制，误差不超过10cm。坡面整平弃碴通过溜槽送到路面装车运至待填区。基槽采用人工辅助小型挖掘机的方式，严格按照设计要求进行开挖。台阶为坡面斜梁6的基础面，粗平完成后先进行人工精平，误差在+10cm以
内，超挖部分采用砂浆回填，然后进行砼浇筑。
68.步骤f、上坝道路5的外坡面施工，上坝道路5随着坝体填筑工作面上升修建，推算上坝道路5三维坐标并进行测量放样，按高程逐层填筑，上坝道路5填筑用料与坝体填筑料相同，上坝道路5的锚筋束分别与坝内水平梁11和坡面斜梁6相连，以形成抗震骨架，外坡面的坡比由1:1.35～1:2渐变，以使外坡面与土石坝的斜坡通过顺向搭接过渡。
69.其中，上游坡面在水库死水位以下部位的部分予以保留，上游坝坡面道路以上部分坡面坡度不变为1:2，道路以下部分适当修坡，坡度由1:1.35～1:2渐变，以保证坝坡稳定且基本满足坝坡美观要求，道路面两侧同高程坝内水平梁11采用现浇混凝土连接，且路面内、外侧分别沿道路方向不同高程坝内水平梁11采用斜梁连接，以保证大坝抗震骨架整体稳定性和美观要求，坡面斜梁6完成后框内砌筑1m厚干砌石，坡度随原坡度进行。
70.下游坡面是永久坝坡面，除了保证安全外，也必须保证大坝的整体性美观要求。右岸部分按照中的坝体护坡断面进行施工，左岸部分道路外侧坡比为1:1.35修坡并与坝坡1:2坡度顺接，具体形式同上游右岸的护坡方式。若遇到水平梁与顺坡不一致的地方，采取加高或降低混凝土浇筑坡面方式进行，以向顺坡靠拢为原则。坡面斜梁6与顺坡匹配，间距以顺坡面法线间距6m进行控制。
71.步骤g、在上坝道路5与坝体交汇的拐点位置进行找平，并利用浆砌石护坡8和干砌石护坡7将外坡面与斜坡找平成顺坡。所述坝体下游坡面上部采用浆砌石护坡8，在土石坝下游边坡浸润线以上采部位采用浆砌石护坡8，在土石坝下游边坡浸润线以下采部位采用干砌石护坡7。
72.其中，干砌石护坡7施工方法包括：在夯实的碎石垫层上，以一层与一层错缝锁结方式铺砌，干砌石铺砌与垫层铺设配合砌筑，随铺随砌。块石进料采用钢板溜槽自上而下运送至砌筑部位，人工进行砌筑。护坡表面砌缝的宽度不应大于25mm,砌石边缘应顺直、整齐牢固；砌石外露面的坡顶和侧边，应选用较整齐的石块砌筑平整；为使沿石块的全长有坚实的支承，所有前后的明缝均应用小片石料填塞紧密。干砌块石料采用微风化或新鲜的硬质岩块，石料的饱和抗压强度应大于60mpa，粒径为400～600mm。干砌石铺设前先铺填10cm厚的碎石垫层，垫层粒径为20mm～40mm。
73.浆砌石施工方法包括：浆砌石采用铺浆法施工，先在基础面平铺一层厚砂浆，砌体第一层石块应坐浆，将大面朝下，并按竖缝摆放平整。灌缝砂浆卸至仓面后，用铁锹将混凝土铲进条石缝，然后采用人工辅以钢钎插捣密实。第二层砌筑可随上一层错缝搭砌跟进，但连续砌筑最多不能超过4层，待砌筑强度达到2.5mpa后方可进行砌筑。基础扩大部分作成阶梯形，上级阶梯的石块应至少压砌下级阶梯的1/2，相邻阶梯石块应相互错缝砌筑，砂浆饱满，大的空隙应用碎石填塞，不得采用先摆碎石后塞砂浆或干填碎石的方法。勾缝：砌体完成后，应顺块石砌合的自然接缝进行勾缝，勾缝的宽度必须一致，使其美观大方。养护：砌筑完成后12～21h之间及时洒水养护，使砌体保持湿润，并避免碰撞和振动。洒水养护时间不少于14天。
74.本发明提供了一种土石坝坝后上坝道路结构的施工方法，增加上坝道路5与坝体结合稳定性，在坝体结构轮廓线的坡面外部敷设上坝道路5，下游坡面斜梁6护坡工程受上坝道路5的影响而发生变化，土石坝轴线10与上坝道路5轴线斜交必然造成同一高程的坡面斜梁6在水平投影上向坝后倾斜，变坡部位的尺寸大小在平视方向的远观和近观、左视和右
视、仰视和俯视均会有一定差异，为落实安全(护坡工程不侵占设计结构断面)第一、美观(下游坡面的整体外观效果)第二的原则，结合大坝下游坡面的整体美观效果及受上坝道路5影响的坡面几级变坡的实际情况，采用施工方法上坝道路5、埋设经改良的反包式土工格栅12、埋设坝内水平梁11、布设坡面斜梁6、浆砌石护坡8等一系列工程措施来增加上坝道路5与坝坡结合稳定的施工方法。
75.本发明所运用的项目经历了“6.8级地震”和“大坝部位最高烈度达到
ⅸ
度(9度)”实践检验，经过土石坝坝内观监测仪器数据采集和外观变形加密观测进行大坝震损综合评估，上坝道路5与坝坡结合稳定。
76.在本发明描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，可以是固定连接，可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，对本领域技术人员而言，可以理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，实施例描述的具体特征、结构等包含于至少一种实施方式中，在不相互矛盾的情况下，本领域技术人员可以将不同实施方式的特征进行组合。本发明的保护范围并不局限于上述具体实施方式，根据本发明的基本技术构思，本领域普通技术人员无需经过创造性劳动，即可联想到的实施方式，均属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种土石坝坝后上坝道路结构，包括上坝道路(5)，其特征在于，所述上坝道路(5)设置于土石坝的斜坡上，上坝道路(5)的外侧设有外坡面，所述外坡面的坡比为1:1.35～1:2，且外坡面采用渐变坡比，以使外坡面与土石坝的斜坡通过顺向搭接过渡。2.根据权利要求1所述的土石坝坝后上坝道路结构，其特征在于，所述土石坝内设有若干层反包式土工格栅(12)，若干层反包式土工格栅(12)沿着土石坝的高度方向间隔设置，且反包式土工格栅(12)延伸至上坝道路(5)中。3.根据权利要求2所述的土石坝坝后上坝道路结构，其特征在于，所述土石坝设有心墙区(1)、反滤料区(2)、过渡料区(3)和堆石料区(4)，所述反滤料区(2)设置于心墙区(1)外侧，所述过渡料区(3)设置于反滤料区(2)外侧，所述堆石料区(4)设置于过渡料区(3)外侧，所述反包式土工格栅(12)设置于堆石料区(4)内。4.根据权利要求1所述的土石坝坝后上坝道路结构，其特征在于，所述土石坝内设有若干层坝内水平梁(11)，若干层坝内水平梁(11)沿着土石坝的高度方向间隔设置；所述土石坝的斜坡上设有坡面斜梁(6)，所述坡面斜梁(6)与各个坝内水平梁(11)相连。5.根据权利要求4所述的土石坝坝后上坝道路结构，其特征在于，所述坡面斜梁(6)与坝内水平梁(11)之间设有混凝土墩(13)，所述混凝土墩(13)顶部设有第一斜面和第二斜面，所述第一斜面与坡面斜梁(6)的长度方向相互平行，所述第二斜面与坡面斜梁(6)的长度方向相互垂直；所述上坝道路(5)的锚筋束分别与坝内水平梁(11)和坡面斜梁(6)相连，以形成抗震骨架；所述坝内水平梁(11)和坡面斜梁(6)均采用钢筋混凝土制成。6.根据权利要求1所述的土石坝坝后上坝道路结构，其特征在于，所述土石坝的斜坡上部设有浆砌石护坡(8)，斜坡中下部设有干砌石护坡(7)；所述土石坝的斜坡坡比为1:2。7.一种土石坝坝后上坝道路结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a、根据实施图纸要求，按照碾压填筑参数进行土石坝的坝体施工；步骤b、在坝体的中上部增设若干层反包式土工格栅(12)，反包式土工格栅(12)的铺设与坝体填筑同步进行，每2个坝体填筑层铺设1层反包式土工格栅(12)，反包式土工格栅(12)铺设前，在土石坝经碾压密实后再铺设反包式土工格栅(12)，前一层反包式土工格栅(12)在水平方向距离设计坡面线一定位置暂不进行填筑覆盖，待后一层反包式土工格栅(12)延伸至前一层反包式土工格栅(12)并与其搭接，搭接完毕后再在搭接处进行填筑施工；步骤c、在坝体内埋设若干层坝内水平梁(11)，坝内水平梁(11)避开反包式土工格栅(12)铺设层，水平布置范围为反滤料区(2)外侧边缘至坝体斜坡之间区域，施工过程包括坝内水平梁(11)预制等强、坝面整平、局部人工精平、测量放线、坝内水平梁(11)吊装安放、坝内水平梁(11)连接及防腐处理；步骤d、布设坡面斜梁(6)，施工过程包括测量放线、坡面整平、坡面斜梁(6)基础开挖、坡面斜梁(6)基础验收、钢筋安装、坡面斜梁(6)混凝土浇筑及养护及坡面斜梁(6)内干(浆)砌石铺设；步骤e、坝内水平梁(11)与坡面斜梁(6)连接，施工过程包括挖出坝内水平梁(11)基础、钢筋束搭接延长至坡面斜梁(6)施工范围并与该范围内的钢筋进行焊接、坡面斜梁(6)混凝土浇筑养护、碎石填槽补平及压实；步骤f、上坝道路(5)的外坡面施工，上坝道路(5)随着坝体填筑工作面上升修建，推算
上坝道路(5)三维坐标并进行测量放样，按高程逐层填筑，上坝道路(5)填筑用料与坝体填筑料相同，上坝道路(5)的锚筋束分别与坝内水平梁(11)和坡面斜梁(6)相连，以形成抗震骨架，外坡面的坡比由1:1.35～1:2渐变，以使外坡面与土石坝的斜坡通过顺向搭接过渡；步骤g、在上坝道路(5)与坝体交汇的拐点位置进行找平，并利用浆砌石护坡(8)和干砌石护坡(7)将外坡面与斜坡找平成顺坡。8.根据权利要求7所述的土石坝坝后上坝道路结构的施工方法，其特征在于，在步骤b中，反包式土工格栅(12)的施工过程包括：使用进退错距法对堆石料进行碾压，第二层堆石料在填筑时预留设计坡面线距离2.5m的范围不填筑，经碾压合格，再按同样填筑工艺填筑第二层堆石料，经碾压合格后，每两层堆石料进行修坡一次，修坡的目的在于挖除0.5m范围的碾压不密实的堆石料，即预留3.0m区域，提供土工格栅铺设的工作面为距离坝面的端部3.0m范围，采用上侧土工格栅与相邻的下侧土工格栅斜向搭接方式，进而达到坝料每层压实质量和土工格栅反包双结合的控制要求。9.根据权利要求7所述的土石坝坝后上坝道路结构的施工方法，其特征在于，在步骤c中，坝内水平梁(11)的施工过程包括：在土石坝中上部安放三层坝内水平梁(11)，分别为坝内水平梁ⅰ、坝内水平梁ⅱ和坝内水平梁ⅲ，每层坝内水平梁(11)相隔6m；首先浇筑厚度为20cm的素砼工作平台，在工作平台上进行预制坝内水平梁(11)的浇筑；模板外侧用脚手架钢管作背管，内拉钢筋采用φ8钢筋穿过并与模板外侧钢管焊接固定，间距1.0m，两端模板预留搭接钢筋孔，模板侧边采用钢管加固，增加模板强度和刚度防止局部变形影响外观质量；坝内水平梁(11)的吊装安放，在安放平台填筑完成后，先进行测量检测高程；由吊机和载重汽车将坝内水平梁(11)运送至坝面，并且直接卸至工作面；反铲平整场地，人工精平后再安放；其中坝内水平梁ⅲ布置于顶部靠坝坡外侧，且垂直于坝轴线(10)方向布置；坝内水平梁ⅱ为坝内水平梁(11)交叉部位的连接梁，平行于坝轴线(10)方向布置，其余部位预制梁均为坝内水平梁ⅰ；各层坝内水平梁(11)铺设施工时，在铺设高程由外向里自坝坡内侧70cm开始布置，垂直坝轴线(10)方向梁之间间距控制在30cm以内，以确保梁端距反滤料外边界不小于100cm；坝内水平梁(11)根据两岸岸坡边界实际情况进行调整，调整时应保证梁端距岸坡不小于4m；对于超过20cm以上的部位采用反铲或推土机修平，20cm以下部位采用人工修整；修整完成后测量开始放预制坝内水平梁(11)放置轴线，放完线后对坝内水平梁(11)安放位置铺细料做垫层，然后吊机配合人工安放，安放完成后，测量再次校核，人工局部调整，使坝内水平梁(11)的放置位置符合设计要求，且要求坝内水平梁(11)无架空现象；坝内水平梁(11)的柔性连接；采用钢丝绳绳卡对钢丝绳单股连接，形成死扣，采用液态沥青漆对外露钢筋涂刷防腐。10.根据权利要求7所述的土石坝坝后上坝道路结构的施工方法，其特征在于，在步骤d中，坡面斜梁(6)的施工过程包括：测量放线、坡面整平、坡面斜梁(6)基础开挖、坡面斜梁(6)基础验收、混凝土浇筑和干(浆)砌石铺设；按坡面斜梁(6)的分布高程分台阶进行修坡，分六个台阶进行修坡，每个台阶作业平台宽3m；坡面整平分初平和精平两个阶段进行；粗平采用反铲与人工配合；根据测量放样的设计坡面线，人工清除上部表层大石和严重超填部分，反铲从下部修整；局部欠填严重的部分采用溜槽从最近的作业平台送料进行找平，找平标准控制在
±
30cm；精平在坡面斜梁(6)浇筑完成后进行，找平工作按分块进行，精平主要采用人工平整，人工用钢卷尺进行控制，误差不超过10cm；坡面整平弃碴通过溜槽送到路面
装车运至待填区；基槽采用人工辅助小型挖掘机的方式，严格按照设计要求进行开挖；台阶为坡面斜梁(6)的基础面，粗平完成后先进行人工精平，误差在+10cm以内，超挖部分采用砂浆回填，然后进行砼浇筑；模板加工，模板采用在加工场加工好的异形木模运送至现场进行拼装，模板外侧用脚手架钢管作背管，内拉钢筋采用φ8钢筋穿过并与模板外侧钢管焊接固定，间距1.0m，两端模板预留搭接钢筋孔，模板侧边采用钢管加固，增加模板强度和刚度防止局部变形影响外观质量。

技术总结
本发明公开了一种土石坝坝后上坝道路结构及其施工方法，该土石坝坝后上坝道路结构包括上坝道路，上坝道路设置于土石坝的斜坡上，上坝道路的外侧设有外坡面，外坡面的坡比为1:1.35～1:2，且外坡面采用渐变坡比，以使外坡面与土石坝的斜坡通过顺向搭接过渡。上坝道路随着土石坝的坝体填筑工作面上升修建，推算上坝道路三维坐标并进行测量放样，按高程逐层填筑，两种坡比的边坡在三维进行顺向搭接过渡，上坝道路不侵占土石坝结构断面并确保外观美观，而且可以大大减少上坝道路填筑量，降低成本，经估算可减少8万立方米填筑量，节约投资约600万元。600万元。600万元。


技术研发人员：常以民 单雄飞 蔡进旺 余建华 廖寒旭 陈占全 马修宇 王培利 刘成磊 喻宁 李剑 程林 冯辉
受保护的技术使用者：成都市路桥工程股份有限公司
技术研发日：2023.05.08
技术公布日：2023/7/7