面板堆石坝

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面板水平施工缝的设置宜考虑施工条件，满足临时挡水 或分期蓄水的要求。继续浇筑混凝土之前，施工缝的缝面应 经凿毛处理，清理干净，缝面用水湿润，铺一薄层高强度砂 浆。面板钢筋应穿过缝面。 分期浇筑的面板，其施工缝应低于填筑体顶部高程，高 差宜大于5m。如发现已浇筑面板与垫层间有脱空现象，应以 低标号、低压缩性砂浆等灌注密实后再浇筑面板混凝土，保 证其良好结合。
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b、趾板： 连接地基防渗体与面板的混凝土板。保证面板与河床及岸 坡间的不透水连接，同时是基础帷幕的盖板和滑模施工的起始 工作面 。 岩基上趾板厚度可小于与其连接的面板厚度，最小设计厚 度应不小于0.3m。高坝底部趾板厚度应不小于0.5m，可按高程 分段采用不同厚度。 趾板下游面垂直于面板底面的高度应不小于0.9m。 趾板一般可不作稳定分析。厚度超过2m时，需进行稳定和 应力分析。趾板稳定分析用刚体极限平衡法。计算中不计趾板 锚筋作用及面板与趾板之间的传力。堆石压力只能考虑堆石的 主动压力，或考虑面板下的堆石在面板承受水库压力后产生的 侧向压力。
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稳定分析 砼面板堆石坝坝坡参照已建工程选用，一般可不进行稳定 分析。存在下列情况之一时，须进行稳定分析： •坝基有软弱夹层或坝基砂砾石层中存在细砂层、粉砂层或粘 性土夹层； •坝址位于地震设计烈度8、9度的坝； •施工期堆石坝体过水或堆石坝体用垫层挡水度汛、且挡水水 深较高时； •坝体用软岩堆石料填筑； •地形条件不利。 应力和变形 100m以上高坝或地形地质条件复杂的坝，坝体应力和变形 宜用有限元法计算。有限元计算的参数宜由试验结合类似工程 分析确定。试验用模拟料、制样条件及加载方式应力求能反映 坝料的力学特性。其它的坝，可用经验方法估算坝体变形。
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西北口面板堆石坝，坝高95m
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江西东津 88.5m
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兴山古洞口 118m
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面板堆石坝的优点： 面板堆石坝的优点： 抗滑稳定性好。 水荷载→面板→坝体，整个堆石坝重量及面板上部分水 重抵抗水压；分层碾压的堆石密实度高，抗剪强度大。 坝坡1：1.3或1：1.4，对应坡角37.6°或35.5°，接近 松散抛填堆石的自然休止角，大大低于碾压堆石的内摩擦角 （大于45°），大多数堆石坝不做稳定分析。 坝坡陡，断面小，枢纽布置紧凑。 透水性好，抗震性能强。 排水性好，处于无水状态，地震时不会产生孔隙水压力， 不会液化或坝坡失稳。 施工导流方便，坝体可过水。 施工受雨季影响小，可分期施工。
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振动碾
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坝面碾压
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二、坝体结构 混凝土面板堆石坝主要由堆石体和防渗系统组成。
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1、堆石体 由垫层区、过渡区、主堆石区、次堆石区组成
名称 位置 作用 要求
平整面板，避免应力集中； 粒径不能太大，有较多细 垫层区 面板下方 减少水荷载引起的变形；辅 料；良好级配 助防渗 垫层区和 过渡区 主堆石区 保护垫层并起过渡作用 之间 级配连续，最大粒径 ≤300mm，低压缩性和高 抗剪强度，自由排水性能
低压缩性、高抗剪强度、 主 堆 坝体上游 是承受水荷载的主要支撑体 堆 与主堆石区共同保持坝体稳 坝体下游 软岩堆石料 石 区 定，其变形对面板影响轻微
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2、防渗系统 由钢筋砼面板、趾板、趾板地基的灌浆帷幕、周边 缝和面板间的接缝止水组成。 a、面板 位于堆石坝体上游面起防渗作用的混凝土结构 。 应根据坝体变形及施工条件进行面板分缝分块。垂 直缝的间距可为12～18m。 在两坝肩附近的面板应设张性垂直缝（A缝），其余 部分的面板设压性垂直缝（B缝）。张性垂直缝的数量可 根据地形地质条件参照工程经验或有限元计算确定。两 岸垂直缝在距周边缝法线方向约0.6～1.0m范围内，应垂 直于周边缝布置成折线形式。
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坝料填筑标准
料物或分区 垫层料 过渡层细堆石料 主堆石区堆石料 下游区堆石料 砂砾石料 孔隙率(%) 15～20 18～22 20～２5 23～28 0.75～0.85 相对密度
各区坝料填筑标准可根据经验初步确定，其值可在上表范 围内选用。设计应同时规定孔隙率(或相对密度)、坝料级配范 围和碾压参数。设计干密度可用孔隙率和岩石密度换算。
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面板水平施工缝须用钢筋穿过，应不设止水。 趾板伸缩缝可采用铜片、PVC或橡胶片止水，并应与周边 缝止水构成封闭系统。 防浪墙与面板的水平接缝，宜设置底、顶部两道止水。 中间与顶部止水均应与相接缝的底部止水连接形成封闭 结构：周边缝PVC止水带宜用夹具与垂直缝处的底部止水连接； 周边缝柔性止水可用柔性填料塞与垂直缝的底部止水连接。 止水面膜宜粘结或压结，固定在面板上。 寒冷地区在水位变动区不应采用角钢、膨胀螺栓作为柔 性填料面膜的止水固定件，宜采用粘结材料，以避免遭到冻 胀的破坏而失去其固定作用。 混凝土防渗墙与连接板之间的接缝止水，应按周边缝止 水设计。
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3、坝体坡度 根据岩基强度和构造、坝料性质以及坡面滚石的安全 性确定。岩基上，材料坚硬、级配良好坝高＞140m，采用 1：1.4；坝高小于110～130m，采用1：1.3；材料不够理 想，可放缓坝坡。 上游坡不设变坡，如无特殊要求，下游一般不设马道。 高山峡谷区，设“之”字形上坝公路。
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c、接缝止水 周边缝应设置止水。底部止水铜片应选为最基本的防渗线， 中部Pvc或橡胶止水片及顶部止水视情况选用。顶部止水系统 一般由柔性填料、粉细砂(或粉煤灰)等材料构成，可以是其中 的一种止水材料，也可以是柔性填料和无粘性材料两种止水材 料。低坝和50m以下中坝可以只采用一道底部止水。中坝及 100m以下高坝宜设置底、顶部两道止水。100m以上的高坝宜选 用底、顶部两道止水，或底、中、顶部三道止水。 不同坝高的压性垂直缝均应采用硬平缝结构，都只需采用 一道底部止水。缝的一侧缝面应涂沥青乳液等防粘剂。止水铜 片下应设置PVC垫片并粘合在水泥砂浆垫座上。止水铜片两侧 底角应设置沥青止浆条。高坝张性垂直缝宜采用底、顶部两道 止水，中、低坝可只采用一道底止水，其结构同压性缝。
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三、构造设计
1、防浪墙 作用：挡水、防浪，减少堆石填筑方量，防浪墙延伸 到两岸与坝头基岩连接，形成完整的防渗体系。 面板坝坝体稳定性能好，坝体沉降量较小，采用高防 浪墙可减少填筑方量，降低造价。多采用“L”型钢筋混 凝土墙。防浪墙应设伸缩缝，其止水应和面板的止水或 面板与防浪墙问水平接缝的止水连接。 2、坝顶宽度 坝顶宽度根据坝高、交通要求、施工场地确定，若不 考虑坝高因素，可采用5米。
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从上游向下游宜分为垫层区、过渡区、主堆石区、下游 堆石区；在周边缝下游侧设置特殊垫层区；100m以上高坝， 宜在面板上游面低部位设置上游铺盖区及盖重区。 垫层区、过渡区、主堆石区及下游堆石区材料的填筑标 准，应根据坝的等级、高度、河谷形状、地震烈度及料场特 性等因素，并参考同类工程经验综合确定。 特殊垫层区：位于周边缝下游侧垫层区内，对周边缝及 其附近面板上铺设的堵缝材料及水库泥沙起反滤作用。 上游铺盖区：用粉土、粉细砂、粉煤灰或其他材料覆盖 在面板及周边缝上，起辅助防渗作用。 盖重区：覆盖在上游铺盖区上的渣料，维持上游铺盖区 的稳定，并起保护作用。 周边缝：面板与趾板或趾墙间的接缝。
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五、研究任务
•如何确定碾压堆石体的本构关系、测定其系数 •如何进行坝体在施工期和运用期中的静动力及变形 分析，做好止水设计 •如何快速大面积浇筑面板而防止开裂 •如何在较软弱地基上修建面板堆石坝 •200米以上高面板堆石坝的问题
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四、材料分区
应根据料源及对坝料强度、渗透性、压缩性、施工 方便和经济合理等要求进行坝体分区，并确定相应填筑 标准。 1、目的 在保证大坝可靠运行前提下，尽量利用枢纽的开挖料 及坝址附近的材料，获得最大经济效益。 2、原则 •各区材料之间满足水力过渡要求，从上游向下游渗 透系数递增，下游坝料对上游相邻材料有反滤作用； •变形模量从上游向下游递减，保证蓄水后坝体变形 小，防止面板和止水系统破坏； •充分利用开挖石渣，以达到经济目的。
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地震区坝体的抗震措施 设计烈度为8、9°时，宜加宽坝顶，适当放缓坝坡和采用上 缓下陡的坝坡，并在坝坡变化处设置马道。下游坡面顶部宜用大 块石干砌，或用加筋堆石、表面用钢筋网加固。宜用较低的防浪 墙，并采取措施增加防浪墙的稳定性 地震区坝的安全超高，应包括地震涌浪高度。设计烈度为8、 9°时，安全超高应计入坝和地基在地震作用下的附加沉降。 加大垫层区的宽度，加强和地基及岸坡的连接。 宜在面板中间部分选择几条垂直缝，缝内填塞沥青浸渍木板 或其它有一定强度的填充板。 宜增加河谷中间顶部面板特别是顺坡向的配筋率。 宜增加坝体堆石料特别是在地形突变处的压实密度。 坝体用砂砾石料填筑时，应增加排水区的排水能力。下游坝 坡以内一定区域宜采用堆石填筑。
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面板厚度的确定应满足下列要求： •便于布置钢筋和止水，其相应最小厚度为0.30m； •控制渗透水力梯度不超过200； •在达到上述要求的前提下，应选用较薄的面板厚度，以 提高面板柔性，降低造价。 面板的顶部厚度宜取0.30m，并向底部逐渐增加，在 相应高度处的厚度： t＝0.30十(0.002～0.0035)H 式中t——面板厚度，m； H——计算断面至面板顶部的垂直距离，m。 中低坝可采用0.3～0.4m等厚面板。