中国砌石坝建设综述

1 概述
按库容分 （104m3）
按坝高分 （m）
表 1 中国至 20 世纪
781
1538
83
大（2）型 1000～100000
17
3
3
中型 1000～10000
163
113
13
小（1）型 100～1000
227
536
18
小（2）型 10～100
374
886
69.0m 的竣山重力坝，浙江省新昌县坝高 68.0m 的长诏和鄞县坝高 66.0m 的皎口重力坝，湖 南省沅陵县坝高 66.0m 的岩屋潭空腹重力坝，广西蒙山县坝高 60.0m 的茶山宽缝重力坝，河 北省滦县坝高 39.6m 的小龙潭框格填渣坝，河南省修武县坝高 103.5m 的群英重力拱坝，河南 省新乡市坝高 78.8m 的柿园重力拱坝，四川省仁寿县坝高 53.0m 的黑龙潭重力拱坝，新疆哈 密市坝高 78.0m 的石城子拱坝，山东省崂山区坝高 68. 0m 的流清河双典拱坝，湖北省远安县 坝高 63.3m 的天福庙双曲拱坝，贵州省余庆县坝高 37.4m 的团结拱坝，广西灵川县坝高 35.1m 的白云江周边缝拱坝，广西大新县坝高 47. 0m 的那岸大头坝，河北省邢台县坝高 45.0m 的野 沟门连拱坝，广东省河源县坝高 33.75m 的径背硬壳坝，等等。这期间各种类型的重力坝、拱 坝、支墩坝日益发展；多拱多梁的拱坝计算方法与各种坝型的有限元法及结构优化理论被广 泛推广应用；科学有效的施工技艺与先进合理的管理举措不断涌现；砌石坝成层异弹性模量 的特性与原型工程的安全可靠性监测研究也取得了有价值的成果；中国的砌石坝建设成就也 开始在国际上交流宣传。为了促进砌石坝建设，1977 年 11 月成立了全国砌石坝情报网（1993 年更名为中国砌石坝信息网）。1978 年全国科技大会上表彰了砌石坝科技成果。
水电 2006 国际研讨会
中国砌石坝建设综述
郑灿堂 刘建生 中国砌石坝信息网，山东省水利科学研究院，济南市历山路 125 号，
250013，zhengcantang@
摘要：中国是世界上建造砌石坝最早和最多的国家，截至 20 世纪末，据不完全统计，已建 大、中、小型砌石坝水库 2684 座。中国的砌石坝具有数量多、分布广、类型全、技艺巧、 投资少、见效快和效益好等鲜明的时代经济特色，在水利水电事业中占有重要的地位。笔者 根据库容、坝高和坝型，把全国的砌石坝进行了统计分析，同时根据建造年代，把中国的砌 石坝建设分为 20 世纪 60 年代以前为试建，60 年代全面起步，70 年代全面发展，80 年代全 面提高，90 年代全面进步五个阶段，并从多方面分别进行了论述。文中概括性介绍了砌石坝 所用石料、胶结材料、施工方法、砌筑技艺以及防渗结构等砌坝技术；详细介绍了坝体砌筑 施工质量的控制等级，质量主控项目和一般性控制项目的名称、质量标准、检测方法和抽检 数量。文末，就砌石坝单元工程、分部工程和单位工程质量验收条件进行了论述。中国的砌 石坝事业有着光辉的历程和辉煌的成就，在 21 世纪，一定会为中国由坝工大国跨入坝工强 国做出重大贡献。 关键词：中国；砌石坝；数量；类型；效益；技术进步
支墩坝 其他坝型
合计
表 2 中国 20 世纪各年代建造的砌石坝座数
50 年 代以前
50 年代
60 年代
70 年代
80～90 年代
2
35
112
227
405
2
6
56
591
883
0
4
35
44
0
4
35
243
4
41
176
888
1575
合计
781 1538
83 282 2684
由表 2 可以看出，20 世纪 60 年代修建的砌石重力坝座数较前增加两倍，砌石拱坝增加 6 倍，支墩坝和硬壳坝等开始试建。这些工程高坝极少，低坝较多，坝体材料均为水泥砂浆砌 料石或块石。设计和施工时全国没有统一的规范标准，参考资料或可资借鉴的工程也很少， 许多工程是地方官员、技术人员与砌坝群众相结合而创建的。因此这些工程有较强的时代性 和实用性，对建设有中国特色的砌石坝事业起到了积极地推动作用。这期间建成的示范工程 有：河北省武安县坝高 84.9m 的口上重力坝，浙江省龙泉县坝高 44.5m 的大白岸重力坝，广 东省郁南县坝高 43.5m 的云霄重力坝，河北省沙河市坝高 78.0m 的峡沟拱坝，四川省威远县 坝高 52.0m 的长沙坝拱坝和垫江县坝高 51.6m 的红旗拱坝，浙江省天台县坝高 48.8m 的桐坑 溪双曲拱坝，山东省栖霞市坝高 30.5m 的黄岩底连拱坝，等等。这期间重力坝是砌石坝的主 要坝型，在大中型工程中全为实体重力坝。为减少渗透压力，达到节省工程量和降低工程造 价的目的，60 年代末在实体重力坝的基础上，又设计施工了一批空腹重力坝、宽缝重力坝、 框格填渣坝、硬壳坝、浆砌石与干砌石混合坝等，使砌石坝坝型更加新颖多彩。
1991 年水利部发布行业标准《浆砌石坝设计规范》（试行），1994 年国家标准《水利水电 工程结构可靠度设计统一标准》发布实施，1996 年水利部发布行业标准《水利水电工程施工 质量评定规程》（试行），1996 年水利水电勘测设计标准化信息网编辑发行了《浆砌石拱坝技 术设计大纲范本》和《浆砌石重力坝技术设计大纲范本》等。这些法规和范本加大了砌石坝
到 80 年代，国内已建的工程积累了宝贵的经验，已建和新建的工程成为国民经济的基础 设施和基础产业，国家各级行政主管部门重视捕获砌石坝科技信息和标准化管理，各类坝工 之间交叉融合，相互借鉴，使全国砌石坝建设呈现出欣欣向荣全面提高的局面。例如，1981 年原国家建委发布了《关于在施工企业中推行全面质量管理的通知》，1984 年原水利电力部 颁发《浆砌石坝施工技术规定》（试行），1988 年颁发《水利水电基本建设工程单元工程质量 等级评定标准》（试行）等技术法规和标准；原水利电力出版社先后出版了《砌石坝设计》、 《砌石坝施工》、《砌石坝建设经验汇编》、《拱坝》、《重力坝》等专著；一些省编辑出版了《福 建砌石坝》、《贵州砌石拱坝》、《四川砌石拱坝》、《河北砌石坝》、《浙江砌石和堆石坝》等图 册；中国砌石坝信息网除编辑发行 30 期《砌石坝技术》外，还举行了 5 次技术经验交流研讨 会；等等。这些既意味着砌石坝事业的繁荣兴盛，又说明了砌石坝技术正迈向规范化法制化 前进的阶段。
90 年代国内比较典型的砌石坝工程实例有：贵州省猫跳河一级坝高 53.5m 的红枫干砌石 坝采用灌膏状稳定浆液方法成功地治理了大坝漏水，河南省辉县市坝高 115.0 m 的宝泉重力 坝续建竣工，福建省福鼎市坝高 88.2m 的桑园砌石双曲拱坝建成运行，云南省昭通市坝高 87.0m 的渔洞重力坝建成蓄水，贵州省施秉县坝高 82.2m 的观音岩和江西省井冈山市坝高 92.0m 的冈井冲双曲拱坝建成发电，湖南省黔阳县坝高 96.0m 的玉龙岩双曲拱坝建造完成， 坝高 100.0m 的贵州省仁怀市盐津桥和江西省上饶县下会坑对数螺旋线双曲拱坝建成蓄水发 电，浙江省坝高 74.0m 的大奄拱坝从安全可靠与经济适用双目标优化设计后建造完工，等等。 这些砌石坝工程设计之先进，施工之科学，管理之进步以及工程质量与经营效益等方面都有 创新之举，可与用其他材料建筑的高坝相媲美，为发展有中国特色的坝工事业作出了贡献。
在 20 世纪后期，中国的砌石坝建设大体上经历了 60 年代全面起步，70 年代全面发展， 80 年代全面提高，90 年代全面进步四个阶段。所谓全面就是指建坝座数、结构型式、设计水 平、砌坝技艺、运行监控、病害治理、工程效益及技术法规等各个方面。这期间各年代修建 的砌石坝工程座数见表 2。
坝型
重力坝 拱坝
605
水电 2006 国际研讨会
工程的科技含量，使砌石坝建设走向按照现代标准、运用现代技术、实行现代管理、建设现 代工程的全面进步阶段。80 年代和 90 年代全国的砌石坝座数又较前翻一番。砌石坝领域内 的优秀设计、优质工程、科技成果层出不穷。砌石坝工程的社会效益和环境效益十分显著。 砌石坝在构筑水利水电基础设施和基础产业方面起到了举足轻重的作用。
49
＞100
1
2
70～100
10
18
2
50～70
48
92
5
30～50
212
392
15
15～30
510
1034
61
其他 282 11 179 39 53
4 36 134 108
合计 2684
34 468 820 1362
3 34 181 753 1713
中国幅员广阔，水利水电资源丰富，石料资源丰富，利用石料筑坝挡水历史悠久，源远 流长，是世界上建造砌石坝最早最多的国家。砌石坝又称圬工坝，英文名称为 Masonry dam。
3 砌坝技术
中国的砌石坝使用的石料有料石、块石和毛石，胶结材料有水泥砂浆和砼。料石和块石 砌在坝面，毛石垒在坝内。胶结材料的砂子多数工程为天然砂，少数工程为人工砂，石子都 是人工粉碎的火成岩或沉积岩。施工运输工具有手推车、翻斗车、装载机和汽车等，安装的 运输设备有皮带输送机、塔吊和空中索道等。运输方式因地制宜，运输能力按各坝所需。在 20 世纪 80 和 90 年代，大型工程的施工效率每月为 10000～5000m3，中型工程每月为 5000～ 3000m3，小型工程每月 3000m3 以下。如云南省渔洞重力坝，用高速钻 1 台，潜孔钻 8 台， 挖掘机 1 台，装载机 1 台，空压机两台，自卸汽车 4 辆等，设计月开采石块 3 万 m3。大坝面 板三级配砼和坝内砌石细骨料砼的石子与砂子全是机械粉碎制作，砼的拌和、运送、平仓、 振捣等各道工序也是机械作业，砌石全是人工操作，平均每年最高浇砌筑工程量 9000m3 左 右，历年每台班平均浇砌筑工程量 260m3 左右。
这期间设计和建成的砌石坝体形结构更为先进合理，运行更加安全可靠。例如：重力坝 除实体的，还有空腹的、宽缝的和框格填渣的等；拱坝有单曲和双曲的，双曲的又分多圆心、 椭圆、抛物线和对数螺旋线的等；坝体有无缝和设横向缝及纵向缝的；砌坝石块由平摆变为 竖立，增加砌层厚度，减少水平砌缝；胶结材料也逐渐由水泥砂浆变为细石砼；在不良地基 上成功地建造了一批优质工程；砌石坝温度控制理论上了新的台阶；一些工程原型监测和砌 石体性能试验取得了系统而完整的成果。这期间建成运行的典型工程有：浙江省遂昌县坝高 74.6m 的成屏一级干砌石砼面板坝，湖北省宜昌县坝高 70.5m 的沙坪宽缝重力坝，福建省光 泽县坝高 48.0m 的松溪二级空腹重力坝，江西省靖安县坝高 40.65m 的小湾填渣空腹重力坝， 重庆市江北区坝高 44.9m 的两盆宽缝重力坝，浙江省青田县坝高 80.6m 的金坑双曲拱坝和武 义县坝高 76. 0m 的方坑砼埋石双曲拱坝，广西永福县坝高 60.3m 的板峡双曲拱坝，福建省福 鼎市坝高 67.3m 的南溪双曲拱坝，福建省寿宁县坝高 68.6m 的麻竹坪三圆心变厚双曲拱坝， 浦城县坝高 68.3m 的高坊抛物线双曲拱坝，宁德市坝高 53.0m 的桥头对数螺旋线双曲拱坝， 松溪县坝高 48.0m 的茶州空腹重力坝，广西南丹县坝高 54.5m 的拉希双层拱坝，山东省崂山 区坝高 28.75m 的将军槽竖向纵缝双曲拱坝，等等。