面板堆石坝

摘要混凝土面板堆石坝是用堆石或砂砾石分层碾压填筑成坝体,并用混凝土面板做防渗体的坝的统称。主要用砂砾石填筑坝体的也可称为混凝土面板砂砾石坝。堆石体是坝的主体,对坝体的强度和稳定条件起决定性作用,因而要求由新鲜、完整、耐久、级配良好的石料填筑。 面板堆石坝特点 面板堆石坝与其他坝型相比...

面板堆石坝

混凝土面板堆石坝是用堆石或砂砾石分层碾压填筑成坝体,并用混凝土面板做防渗体的坝的统称。主要用砂砾石填筑坝体的也可称为混凝土面板砂砾石坝。堆石体是坝的主体,对坝体的强度和稳定条件起决定性作用,因而要求由新鲜、完整、耐久、级配良好的石料填筑。

面板堆石坝特点

面板堆石坝与其他坝型相比有如下主要特点:

(1)就地取材,在经济上有较大的优越性,除了在坝址附近开采石料以外,还可以利用枢纽其他建筑物开挖的废弃石料。

(2)施工度汛问题较土坝更为容易解决,可部分利用坝面溢流度汛,但应做好表面保护措施。

(3)对地形、地质和自然条件适应性较混凝土坝强,可建在地质条件略差的坝址上,且施工不受雨天影响,对温度变化的敏感度也比混凝土坝低得多。

(4)方便机械化施工,有利于加快施工工期和减少沉降,随着重型振动碾等大型施工机械的应用,克服了过去堆石坝抛填法沉降量很大的缺点,这也是近代面板堆石坝得到迅速发展的主要原因之一。

(5)坝身不能泄洪,施工导流问题较混凝土坝难以解决,一般需另设泄洪和导流设施。

面板堆石坝构造

钢筋混凝土面板堆石坝主要是由堆石体和钢筋混凝土面板防渗体等组成。

坝体应根据料源及坝料强度、渗透性、压缩性、施工方便和经济合理等要求进行分区,并相应确定填筑标准。从上游向下游宜分为垫层区、过渡区、主堆石区、次堆石区;在周边缝下游侧设置特殊垫层区;100m以上高坝,宜在面板上游低部位设置上游铺盖区及盖重区。

1.堆石体

堆石体是面板下游的填筑体,是面板堆石坝的主体部分,根据其受力情况和在坝体所发挥的功能,又可划分为垫层区、过渡区、主堆石区和次堆石区。

2.钢筋混凝土面板防渗体

(1)钢筋混凝土面板。采用钢筋混凝土面板作为防渗体,在堆石坝中应用较多,少量土坝也有采用。它位于堆石坝体上游面,起防渗作用。

(2)趾板(底座)。趾板是连接地基防渗体与面板的混凝土板,是面板的底座,其作用是保证面板与河床及岸坡之间的不透水连接,同时也作为坝基帷幕灌浆的盖板和滑模施工的起始工作面。

(3)面板与岸坡的连接。面板与岸坡的连接是整个面板防渗的薄弱环节,面板常因随坝体产生的位移而产生变形,使其与岸坡结合不紧密,甚至出现崩离岸坡或产生错动的现象,形成集中渗流。

面板堆石坝剖面

1.坝顶要求

面板堆石坝一般为梯形剖面,其坝顶宽度和坝顶高程的确定与土坝类似,其中坝顶宽度除了应参考土坝的要求外,还应兼顾面板堆石坝的施工要求,以便浇筑面板时有足够的工作面和进行滑模设备的操作,一般不宜小于5m。

面板堆石坝一般在坝顶上游侧设置钢筋混凝土防浪墙,以利于节省堆石填筑方量。防浪墙高可采用4~6m,背水面一般高于坝顶1.0~1.2m,底部与面板门应做好止水连接。对于低坝也可采用与面板整体连接的低防浪墙结构。

2.坝坡

面板堆石坝的坝坡与堆石料的性质、坝高及地基条件有关,设计时可参考类似工程拟定。对于采用抗剪强度高的堆石料,上、下游坝坡在静力条件下均可采用堆石料的天然休止角对应的坡度,鉴于经过大型振动碾压的堆石体内摩擦角多大于45°,因此一般采用1∶(1.3~1.4)。对于地质条件较差或堆石料抗剪强度较低以及地震区的面板堆石坝,其坝坡应适当放缓。

面板堆石坝发展

进入20世纪60年代以后,由于大型振动碾薄层碾压技术的应用,使堆石坝的密实度得到充分提高,从而大幅度降低了堆石坝的变形,加上钢筋混凝土面板结构设计、施工方法的改进,其运行性能好、经济效益高、施工工期短等优点得到充分地显示。中国已建、在建和拟建的坝体高度大于100m的钢筋混凝土面板堆石坝有贵州天生桥一级水库大坝(坝高178m)、贵州洪家渡水库大坝(坝高186m)、四川紫坪铺水库大坝(坝高159m)、湖北水布垭水库大坝(坝高232m)、广西百色水库大坝(坝高126.5m)等。世界上较高的钢筋混凝土面板堆石坝有160m高的巴西的阿利亚河口坝(Foz do Areia)、140m高的哥伦比亚的安其卡亚坝(Alto Anchicaya)等。目前,钢筋混凝土面板堆石坝已成为国内外坝工建设的一种重要坝型,是可行性研究阶段优先考虑的坝型之一,是当今高坝发展的一种趋向。

面板堆石坝规范

《混凝土面板堆石坝施工规范》是根据原电力工业部综科教[1998]28号文《关于下达1997年制定、修订电力行业标准计划项目的通知》安排制订的。我国在1985年开始用现代技术修建混凝土面板堆石坝,由于其安全性、经济性、适应性都较好,而受到坝工界的重视,形成迅速推广应用的态势。

据国内到1998年底的不完全统计,已建成混凝土面板堆石坝42座,在建32座,最大坝高已达178m。根据国内实践经验和技术成果,编制混凝土面板堆石坝施工规范,规范和促进面板坝的建设是十分必要的。

本标准的主要内容有:
——明确了标准的使用范围;
——对导流度汛方式及其与坝体施工分期相协调提出了技术要求;
——坝基与岸坡处理;
——坝料开采与坝体填筑,强调了枢纽建筑物开挖料、软岩、砂砾料等的利用,以及料场挖填平衡问题;
——提出了对坝体反渗处理的意见;
——趾板和面板混凝土的技术要求;
——安全监测和施工质量管理。
——由于接缝止水结构和材料方面的发展,在电力行业标准中列入DL/T 5115—2000《混凝土面板堆石坝接缝止水技术规范》,故删去了接缝止水施工的有关内容。

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