水布垭面板堆石坝

水布垭混凝土面板堆石坝施工方案关键词：水布垭堆石坝施工内容提要：水布垭面板堆石坝坝高233m，是我国首座200m级的面板堆石坝。

文章通过以往面板堆石坝的筑坝经验，结合水布垭工程现场实际情况，介绍了水布垭面板堆石坝具体施工方案。

1 工程概况清江水布垭水利枢纽工程位于湖北省巴东县水布垭境内，上距恩施市117km，下距隔河岩水利枢纽92km，是清江梯级开发的龙头枢纽。

水库总库容45.8亿m3，系多年调节水库，水库正常蓄水位400m，相应库容43.12亿m3，装机容量1600MW，是以发电、防洪为主，兼顾其他的水利枢纽。

主要建筑物有：砼面板堆石坝、左岸河岸式溢洪道、右岸地下式电站和放空洞等。

水布垭砼面板堆石坝坝顶高程409m，坝轴线长660m，最大坝高233m，坝顶宽度12m，防浪墙顶高程410.4m，墙高5.4m。

大坝上游坝坡1：1.4，下游平均坝坡1：1.4。

坝体填筑分为七个填筑区，填筑总量（包括上游铺盖）共1563.74万m3。

大坝分六期填筑，于2006年9月达到EL：405。

混凝土面板面积13.84万m2，面板厚0.3~1.1m，受压区面板宽为16m，受拉区宽为8m。

趾板采用坝前设标准板，下接防渗板的结构形式，标准板宽6~8m，厚为0.6~1.2m，防渗板宽为4~12m，趾板与基岩间设有锚筋联结。

周边缝止水结构在高程350m以下采用底、中、顶三道止水,高程350m以上设底、顶两道止水；面板垂直缝设底、顶两道止水。

面板分三期浇筑，2005年1月至3月第一期面板浇至EL：276，2006年1月至3月第二期面板浇至EL：342，2007年1月至3月第三期面板浇至EL：405。

2008年1月至4月完成防浪墙和大坝公路路面浇筑。

水布垭枢纽布置图见图1-1图1-1 水布垭水利枢纽平面布置图2 工程地质 2.1大坝工程地质大坝位于清江“S ”型河段腰部，直线长约800m ，流向NE30°。

两侧岸坡高峻陡峭，高差约230m ，呈不规则“V ”字形，409m 高程坝轴线处谷宽562m ，左岸平均坡角52°，右岸为35°。

水利史话收稿日期：2019-01-09水布垭工程位于湖北恩施巴东县境内长江支流清江上游，是清江干流上龙头工程。

上游距恩施市117km,下游距隔河岩水利枢纽92km,以发电、防洪、航运为主,兼顾其他的水利枢纽综合运用。

水布垭混凝土面板堆石坝(蓄水前)工程计划总工期8.5年。

2000年以前为筹建期，2001～2002年为施工准备期，2003～2007年为主体工程施工期，2007年至2009年6月底为工程完建期。

水库正常蓄水位400m,总库容45.8亿m 3，安装4台混流式水轮电机组,单机容量400MW ，总装机容量1600MW 。

保证出力310MW,每年平均发电量39.2×108kW·h 。

该工程为大型水利枢纽。

主体建筑物有:混凝土面板堆石坝、河岸式溢洪道、右岸地下式电站厂房和放空洞等。

混凝土面板堆石坝为目前世界上最高的面板坝，最大坝高233m ，坝顶高程409m.坝轴线长660m,大坝上、下游坝坡均为1∶1.4。

水布垭混凝土面板堆石坝标准断面河岸式溢洪道布置在左岸,由引水渠、控制段、泄槽段(含挑流鼻坎)和下游防冲段组成。

下游防冲段采用防淘墙的结构型式。

放空洞布置在右岸，用于水库放空,中、后期导流和施工期向下游供水等。

有压洞长530.24m,洞径9.0～11.0m 。

无压洞长532.63m,洞室净空尺寸为7.2m×12.0m,为城门洞型。

引水式地下电站的引水隧洞采用一机一洞，平均长387.9m,圆形断面内径为6.9～8.5m ；地下厂房尺寸为168.5m ×23m ×67m(长×宽×高)；尾水洞亦采用一机一洞，平均长313.18m,圆形断面内径为11.3m 。

枢纽两岸地形陡峻,库首近坝地段及坝区环境地质条件比较复杂,坝址区环境地质条件较差,有较多的危岩体分布,先后进行了滑坡治理、软岩成洞、消能形式等多项研究工作,取得了良好的效果。

1概述水布垭面板堆石坝为目前世界上已建成的最高面板坝，最大坝高233.0m 。

在工程立项时，当时已建最高面板坝为墨西哥阿瓜米尔帕（Aquamilpa ）坝（187m ），在没有200m 级面板坝设计、施工规范和工程经验的条件下，要设计、建造一座233m 高的世界最高面板坝，极具挑战性。

需要解决超高面板坝设计理念、高应力条件下大坝填料力学特性、高面板坝变形控制技术、高性能面板混凝土、适应大变形的止水结构及高面板坝的新型监测手段等一系列重大技术难题。

为此，经过国家“九五”科技攻关、工程前期设计科研和建设过程中的专项研究，取得了一批创新性成果并成功应用于工程实践，在面板坝筑坝材料性能及试验方法、坝体变形控制、防渗系统结构和材料、施工与质量控制、大坝性状监控及安全评价等方面均有重大创新和突破，形成了一整套超高面板坝筑坝关键技术。

通过水布垭工程的实践，超高面板坝建设已形成了成熟的理论及成套的技术，并成功应用。

水库蓄水运行13a 来，大坝的监测结果表明大坝的应力、变形、渗漏量等各项性态指标均在设计控制范围内，大坝的工作状态安全，且运行良好。

水布垭混凝土面板堆石坝成为中国面板坝建设领先于世界的标志性工程。

2工程概况水布垭水电站位于湖北省清江中游河段恩施州巴东县境内，是国家“十五”期间的重点建设项目，是清江干流梯级开发的龙头电站，水库正常蓄水位400.0m ，死水位350.0m ，水库总库容45.80亿m 3，为多年调节水库，具有发电和防洪并兼顾其他综合利用等综合效益，是华中电网骨干调峰调频电站。

水布垭坝址上距恩施市117km ，下距清江第二梯级隔河岩水电站92km 。

枢纽主要由面板坝、右岸引水式地下厂房、左岸开敞式溢洪道和右岸放空洞组成［1］。

枢纽布置见图1。

水布垭钢筋混凝土面板堆石坝位于清江中游一段“S ”形河道的腰部，大坝两侧岸坡总体上呈不对称的“V ”字形，左岸岸坡平均坡角52°，右岸岸坡平均坡角35°，是目前世界上已建成的最高面板坝，最大坝高233.0m ，最大坝前作用水头约200m ，大坝抗震按Ⅶ度设防。

4 术语符号与坝体分区4.1 术语坝高：从趾板建基面到坝顶路面之间的高度。

趾板：连接地基防渗体与面板的混凝土土板。

防渗板：与趾板相连的坝内混凝土防渗板（内置趾板）。

趾墙：布置在趾板线上与面板用止水连接的混凝土挡墙。

混凝土面板：位于堆石坝体上游面起防渗作用的混凝土结构。

防浪墙：位于坝顶上游与面板顶部连接的混凝土挡墙。

周边缝：面板与趾板或趾墙之间的接缝。

垂直缝：面板条块间的竖向接缝。

位于面板拉伸区的接缝称张性垂直缝，位于面板压缩区的接缝称压性垂直缝。

防浪墙底缝：防浪墙与面板间的水平接缝。

其他接缝：面板与溢洪道或与电站进水口等建筑物之间的接缝。

施工缝：面板或趾板施工需要预留的或临时产生的水平接缝。

面膜：密封柔性填料用的三元乙丙板和橡胶板组成。

柔性填料：由沥青、橡胶和填充料等原料配置而成，并用于止水的柔性材料。

止水片鼻子：止水片（带）中部折曲、伸缩部分俗称（包括鼻高、宽、半径、外缘）。

止水片两翼：止水片（带）两边水平部分（包括翼宽）。

止水片翼缘：止水片（带）两端加强锚固部分（包括翼缘高度）。

止水片肋：止水带两翼加强锚固、增加绕渗路径而增设的部分（包括肋高、宽和肋条数）。

波纹橡胶止水带：用于周边缝表面止水底部的橡胶止水结构。

橡胶棒：位于周边缝波形止水下方、金属止水鼻子内的止水结构。

挤压钢筋：布置于面板侧面和下端面、承受挤压的附加钢筋。

堆石坝体：面板下游的填筑体总称。

挤压边墙：位于垫层料前沿，采用挤压成型的干贫混凝土小墙。

垫层区：是面板的直接支承体，向堆石体均匀传递水压力，并起辅助渗流控制作用（水布垭大坝堆石坝体在1/3水头范围与基岩接触部位亦铺设垫层料）。

特殊垫层区（小区料）：位于周边缝下游侧垫层区内，对周边缝及其附近面板上的堵缝材料及水库泥沙起反滤作用。

过渡区：位于垫层区和主堆石区之间，保护垫层并共同起渗流稳定控制作用（主堆石区与基础接触部位亦铺设过渡料）。

主堆石区：位于坝体过渡层下游的ⅢB区内，是承受水荷载的主要支撑体。

基于参数反演的水布垭面板堆石坝的安全评价混凝土面板堆石坝是近几十年发展起来的一种极具竞争力的坝型。

碾压堆石的优越性能使兴建更高的混凝土面板堆石坝成为可能,近几年该坝型逐步朝着超高坝型发展。

虽然混凝土面板堆石坝具有很多优点,但它也有自身的不足。

由于该坝型断面较小,主要依靠上游面很薄的混凝土面板挡水防渗,随着坝高的增加,坝体在施工和后期运行发生的变形也越大,可能会产生许多可怕的后果。

因为堆石体良好的工程特性是保证混凝土面板堆石坝安全可靠的基础,研究筑坝材料在高混凝土面板堆石坝工作条件下的特性是建造高混凝土面板堆石坝
的前提。

对于水布垭这种超高面板堆石坝,要求我们在监测资料的基础上,首先进行模型参数的反演,准确掌握筑坝材料的工作特性,再进行应力、应变计算以及坝坡稳定可靠度分析,最后提出评价报告。

本文采用有限元数值分析结合计算智能方法,对水布垭面板堆石坝的材料参数进行反演,进而从堆石体应力变形和坝坡稳定两方面来研究该坝的安全性问题。

主要开展了以下几个方面的工作：1、将ACCRBF网络用于水布垭高面板坝堆石体的多参数反演问题,它克服了传统K-means聚类对初始聚类中心的依赖性强和收敛到局部最优的缺点,得到的基函数中心更具有代表性,收敛精度更高,速度更快,反演得到的参数可以表征堆石料实际工作性状。

2、通过工程施工过程中的监测信息,同时进行正反分析,就可以动态的掌握大坝运行性状,并且预测大坝蓄水至400米安全性状。

3、用反演参数进行坝坡稳定分析。

在边坡系统稳定性的研究中引入可靠性分析理论和方法,根据可靠度指标的
几何意义,利用优化的方法建立迭代计算公式,将差分进化DE算法结合简化Bishop法用于边坡安全系数及最小可靠度的求解。

水布垭混凝土面板堆石坝面板混凝土施工摘 要 水布垭混凝土面板堆石坝为目前世界最高的面板堆石坝，最大坝高233m ，上游采用挤压边墙固坡技术。

面板分三期施工，本文详细介绍了一期面板混凝土的施工技术、施工工艺、质量办理和安然办理办法，对二、三期面板混凝土施东西有指导意义。

关键词 水布垭混凝土面板堆石坝 面板混凝土施工工艺 施工办理1 工程概况清江水布垭混凝土面板堆石坝位于湖北省巴东县水布垭境内，上距恩施市117km ，下距隔河岩水利枢纽92km 。

坝顶高程，最大坝高233m ，大坝上游坝坡1:1.4，下游平均坝坡1:2，3。

面板共有55条块，分16m 和8m 宽两种，最大坡长。

面板厚度从上至下逐渐变厚，顶厚30cm ，底部最大厚度110cm 。

面板分三期浇筑，一期浇筑高程为至2，3，钢筋制安2870吨，共有19块，此中16m 宽18块，8m 宽1块，单块最长。

面板总体平面安插见以下图1。

405.09×160016×80018×1600120010×800800横0＋660横0＋652横0＋380横0＋188横0＋092横0＋0002 施工平面安插一期混凝土面板是在坝体填筑到高程288m 后开始施工，其施工平台安插在288m 高程，平台宽40m ，长300m 。

2.1 施工道路混凝土的程度运输主要操纵左岸7#公路及7#公路下段从拌和系统运至坝前高程288m 平台，同时在高程288m 平台上安插12m 宽的交通通道以满足混凝土卸料、钢筋台车运输、吊装滑模、卷扬机就位及坝面现场铜止水加工等需要。

为了解决面板坡面上下交通需要，别离在横0+164、0+244、0+292m 桩号处各设置一套钢楼梯，总长度为492m 。

2.2 施工用水沿坝前辅设一趟Φ100mm的供水管与左岸趾板主供水管相连，每隔16m设三通和闸阀，以满足面板施工用水和养护用水。

2.3 施工用电在高程288m平台左侧岸坡附近安插一台500KV A变压器，沿坝前铺设一趟3×105型电缆，每50m 设一空气开关，以满足钢筋和模板加工、止水铜片压制、卷扬机运行、混凝土浇筑及现场照明等施工用电。