3-中国高混凝土面板堆石坝

混凝土面板堆石坝在我国的发展摘要：我国的面板堆石坝在引进、消化、吸收的过程中积累了丰富的经验。

总结在实际运用中取得的主要成果及存在的主要问题对于我们今后的面板堆石坝的建设和发展具有重要意义。

目前我国建立了较为完备的具有自身特色的技术标准体系和工业化体系，在此框架下我国的筑坝技术正在向更高更难方向发展。

关键词：混凝土面板堆石坝；进步；问题；发展1 前言混凝土面板堆石坝（CFRD，或简称面板堆石坝）是以碾压堆石体（含垫层区、过渡层区、主堆石体和次堆石体）为支承结构，并在其上游表面设置混凝土面板（含面板下的趾板和灌浆帷幕）为防渗结构的堆石坝。

这种坝型与一般土坝相比，具有抗滑、抗渗稳定性好，施工方便，坝体经济等特点，因而是一种极具竞争力的坝型。

面板堆石坝在我国经过了“引进消化、自主创新、突破发展”三个阶段。

通过不断总结经验教训，我国在面板堆石坝设计、施工、科研、监测和特殊条件下建坝等方面取得了瞩目的成就，建立了较为完备的具有自身特色的技术标准体系和工业化体系。

如今我国面板堆石坝不仅数量多、最大坝高、工程规模和技术难度都处于世界前列。

据不完全统计．截至2018年底，我国混凝土面板堆石坝坝高300m以上已建成约170座，在建或拟建各约40座，总数约250座。

如目前已建最高的面板堆石坝坝高233m的水布垭坝，坝体填筑规模最大的天生桥一级面板堆石坝填筑量约1800万m3，深厚覆盖层上建的最高坝-九甸峡坝，坝高136.5m趾板下覆盖层厚度28m,等等一大批新技术、高难度的混凝土面板堆石坝拟建或在建，筑坝技术正在向更高更难方向发展。

2混凝土面板堆石坝的进步2019年是我国引进现代筑坝技术建设混凝土面板堆石坝的第34年，如今面板堆石坝工程几乎遍布全国，涉及各种不利的地形、地质条件和气候条件，积累了大量经验，形成了中国特色的面板堆石坝筑坝技术。

纵观我国在这期间的工程，取得了许多长足进步：（1）合理坝体分区坝体材料的合理分区早期经验认为下游堆石的变形对面板性状没有影响，因而在坝体材料的分区上，凭经验做出分区，这是不正确的。

混凝土面板堆石坝坝顶高程混凝土面板堆石坝是一种常见的水利工程中使用的坝型结构，其堆石坝坝顶高程是其设计中非常重要的参数。

本文将一步一步回答关于混凝土面板堆石坝坝顶高程的问题，包括坝顶高程的确定依据、计算方法以及对工程影响等方面的内容。

一、混凝土面板堆石坝坝顶高程的确定依据混凝土面板堆石坝的坝顶高程主要是根据以下几个依据来确定的：1. 抗洪能力：混凝土面板堆石坝的主要功能之一是防洪，其坝顶高程需要能够满足设计洪水来流量的要求，以确保坝体不会溢流，从而保护下游地区的安全。

2. 周边地形条件：混凝土面板堆石坝的坝顶高程还需要考虑周边地形条件，如水位变化范围、下游重要设施位置等，以确保坝顶高程不会对周边地区造成影响，同时也能够方便工程施工和运行管理。

3. 坝体稳定性：坝顶高程也需要考虑混凝土面板堆石坝的坝体稳定性，包括坝顶的坝顶宽度、坝顶相关的水工结构等因素，以确保坝的整体稳定性和防渗性。

二、混凝土面板堆石坝坝顶高程的计算方法混凝土面板堆石坝的坝顶高程计算通常采用以下几个步骤：1. 设计洪水来流量确定：根据所在区域的水文气象数据以及洪水频率分析，确定设计洪水来流量。

这个值将作为计算坝顶高程的重要参数。

2. 底坝高程确定：根据所选的设计洪水来流量，结合工程的特定情况，确定混凝土面板堆石坝的底坝高程。

底坝高程是坝顶高程计算的起点。

3. 底坝高程减泄量计算：根据底坝高程和设计洪水来流量，计算混凝土面板堆石坝的底坝高程减泄量。

这个值是由底坝泄洪的需要所确定的。

4. 垫层高程确定：根据混凝土面板堆石坝的设计标准和规范要求，结合当地的地质条件和施工技术等因素，确定垫层的高程。

垫层的高程需要满足防止渗漏和稳定坝体的要求。

5. 堆石坝顶高程确定：根据底坝高程、底坝高程减泄量和垫层高程等相关参数，通过计算确定混凝土面板堆石坝的堆石坝顶高程。

在计算过程中，还需考虑坝体稳定性和导流设施等因素。

三、混凝土面板堆石坝坝顶高程的工程影响混凝土面板堆石坝的坝顶高程对工程有着重要的影响，包括以下几个方面：1. 坝体稳定性：坝顶高程的设计直接影响到混凝土面板堆石坝的坝体稳定性。

混凝土面板堆石坝施工规范目次l 总则2 导流与渡汛3 坝基与岸坡处理4 筑坝材料5 堆石坝填筑6 面板与趾板施工7 止水设施8 观测仪器埋设9 质量控制附录A 质量检查的主要项目及技术要求条文说明1 总则1.0.1 本规范适用于一、二、三级混凝土面板堆石坝(含砂砾石填筑的坝)的施工。

四、五级混凝土面板堆石坝施工，可参照执行。

对于坝高超过70m的混凝土面板堆石坝，不论工程等级均应按本规范执行。

1.0.2 施工中应用的新技术、新工艺、新材料，应积极试验论证，经主管部门审定批准后采用。

1.0.3 混凝土面板堆石坝施工除执行本规范外，尚应执行相应的现行国家标准和行业技术标准。

2 导流与渡汛2.0.1 应充分研究坝址区的水文、气象、地质及施工条件的特点，慎重确定施工导流与渡汛方案。

2.0.2 施工导流方案的选择，应充分利用下列有利因素：(1)未浇筑混凝土面板的坝体上游垫层坡面经防渗固坡处理后可直接挡水。

(2)施工初期，对下游坝坡采取可靠的防护措施后，允许坝体过流。

2.0.3 当确定未浇筑混凝土面板的坝体挡水时，必须对上游坡面进行碾压砂浆、喷射混凝土或喷洒阳离子乳化沥青等防渗固坡处理。

2.0.4 当确定坝体过流时，宜用加筋堆石或钢筋石笼等，对下游坝坡进行保护。

石笼块石必须符合设计要求。

坝体过流后，应对坝面进行认真处理，经检验合格后，方可继续填筑。

2.0.5 选择导流、渡汛方案时，宜首先研究以低过水围堰保护、枯水期正常施工和汛期利用坝体与导流建筑物共同泄流方案的可行性。

2.0.6 采用临时断面挡水渡汛时，应对临时断面进行设计。

3 坝基与岸坡处理3.1 一般规定3.1.1 坝基、趾板地基及岸坡的处理，均属隐蔽工程，应按设计与规范要求认真施工。

处理过程中地质人员应如实、准确地进行地质描绘、编录及整理。

如发现新的地质问题，应及时研究处理。

3.1.2 处理岸坡时，应采取截流排水等措施，防止两岸山坡雨水冲刷垫层。

3.2 坝基与岸坡开挖3.2.1 趾板部位的地基开挖可分两步进行。

对应的旧标准:DL 5016-93P59备案号：J11—2000中华人民共和国电力行业标准P DL／T 5016—1999混凝土面板堆石坝设计规Design specifications for concrete face rockfill dams主编单位：国家电力公司水电水利规划设计总院批准部门：中华人民共和国国家经济贸易委员会批准文号：国经贸电力［2000］164号2000—02—24 发布2000—07—01 实施中华人民共和国国家经济贸易委员会发布前言我国现代混凝土面板堆石坝的建设始于1985年，起步虽晚，但发展很快。

到1998年已建成42座，在建32座。

其中坝高100m以上的有11座。

在此期间，在我国第一批8座混凝土面板堆石坝研究和建设经验的基础上，组织编制并于1993年发布DL5016—1993《混凝土面板堆石坝设计导则》(以下简称《设计导则》)，对指导这一新型坝的设计起了很好的作用。

随着我国水利水电建设的蓬勃发展，混凝土面板堆石坝已成为枢纽常规比较坝型。

一批拟建的混凝土面板堆石坝坝高已达200m量级。

在坝体布置、筑坝材料、止水结构、混凝土面板与趾板设计、地基处理、施工方法、原型观测与质量控制等关键技术方面，进行了系统的攻关研究。

为了及时反映新的建设经验和成熟的技术研究成果，原电力工业部综科教［1998］28号文中正式下达了对原《设计导则》进行修订的任务。

修订工作于1997年上半年正式开始，先后提出过六次修改稿，召开了八次工作及审查会议。

于1999年4月通过送审稿审查，1999年11月完成报批稿。

本规范在《设计导则》基础上，吸收了近年来的工程建设经验和科研攻关成果，修订、增补了如下主要内容：1.对适用范围调整为适用于1、2、3级坝和4、5级的高坝，明确200m以上的坝应做专门研究；2.增加了术语和符号一章；3.放宽了趾板对基岩的要求，修改了砂砾石地基上不宜建高混凝土面板堆石坝的规定；4.修订了筑坝材料要求、填筑压实控制标准以及坝体分区；提出了对软岩和砂砾石筑坝材料的要求；5.突出和扩充了混凝土面板、趾板及分缝止水的设计内容；6.增加了抗震措施设计。

砼面板堆石坝施工混凝土面板堆石坝施工前言自80年代中期以来，混凝土面板堆石坝坝型成为我国坝工设计中的主要坝型之一。

据有关资料不完全统计，至1999年末，短短15年中，我国已建和在建的混凝土面板堆石坝有70多座(西北口、吉林小山等)。

拟建坝高超过100米的24座土石坝中，混凝土面板堆石坝有20座，占83.3%。

混凝土面板堆石坝之所以发展如此迅猛，一方面是因为筑坝材料可以就地取材，投资省；更重要的是，土石坝大型施工机械的发展和新技术的采用，以及其高强度的填筑、施工工期较短、分期填筑的灵活性、施工设备可以充分利用、施工不受气候条件限制等优点。

一、天生桥一级水电站混凝土面板堆石坝概述天生桥一级水电站混凝土面板堆石坝最大坝高178m，坝顶长1168m，面板面积18万m2。

是当今已建和在建同类坝型中高度位居世界第二，其余规模都居第一的工程。

坝体分为6个填筑区（见图1）：垫层料区（ⅡA）、过渡料区（ⅢA）、主堆石区（ⅢB）、次堆石区（ⅢC、ⅢD）；上游周边缝区的粉煤灰和细粉砂嵌缝带和粘土铺盖及任意料回填区；下游量水堰过渡料、粘土防渗铺盖和任意料的填筑区。

大坝填筑的主要技术指标及施工参数如下：分区号最大粒径（mm）铺料厚度（m）碾压遍数加水量（%）ⅡA 80 0.4 6 10 ⅢA 300 0.4 6 10ⅢB 800 0.8 6 20ⅢC 800 0.8 6ⅢD 1600 1.6 6 20二、坝体填筑分期施工对于堆石坝的整体性和尽量减少坝的不均匀沉降来说，尽可能地保持坝体全断面平起上升最为理想。

但是，施工中往往受到填筑强度、渡汛要求、混凝土面板的浇筑、观测设备的埋设、观测房的修建等因素的制约，全断面填筑平起上升很能难做到。

结合渡汛、拦洪、面板混凝土施工、分期蓄水发电及施工能力，施工程序上将大坝分为6期连续填筑。

见图2各经济断面。

三、坝料的开采与备制1．垫层料（ⅡA料）垫层料位于混凝土面板下面，将面板浇筑在一个较平整的平面上，从而使面板受力均匀，避免应力集中。

混凝土面板堆石坝坝顶高程混凝土面板堆石坝是一种常见的大型水利工程，主要用于防洪、发电和灌溉等目的。

在设计和建造过程中，混凝土面板堆石坝的坝顶高程是一个关键的参数，对于工程的安全性和水利效益具有重要影响。

本文将探讨混凝土面板堆石坝坝顶高程的选择和确定方法。

一、坝顶高程的重要性混凝土面板堆石坝的坝顶高程是指坝顶相对于基础或河床的水平高程。

在设计和建造过程中，合理选择坝顶高程是确保工程稳定和安全的关键因素。

坝顶高程的高低直接影响到坝体的受力特性和水流的流速分布，进而对工程产生重要的影响。

二、确定坝顶高程的方法1. 水流条件混凝土面板堆石坝设计的第一步是考虑水流条件。

需要确定设计洪水流量和洪水水位，以及最佳过水断面位置。

通过计算水流对坝体的冲刷力和水位变化对坝顶的作用，来确定坝顶高程的最佳选择。

2. 工程用途混凝土面板堆石坝的工程用途也会对坝顶高程的确定产生影响。

例如，如果坝顶用作公路或铁路通行，需要考虑通行高度。

如果坝顶用作行车道或步行道，需要考虑交通安全和人员通行的要求。

如果坝顶用作光伏发电板安装，需要考虑太阳照射程度。

3. 地质和地形条件混凝土面板堆石坝的建造必须充分考虑地质和地形条件。

在确定坝顶高程时，需要考虑土壤稳定性、坡度和侧向稳定性等因素，并采取相应的处理措施，以确保工程的安全性和稳定性。

4. 相关规范和标准在确定混凝土面板堆石坝坝顶高程时，需要遵循相关的规范和标准。

国家和地方的水利规范和设计手册中通常包含了详细的设计要求和指导原则，工程师需要仔细研究并依据这些规范来确定坝顶高程。

三、坝顶高程的选择与影响混凝土面板堆石坝的坝顶高程的选择需要综合考虑以上因素，并在设计中进行合理权衡。

过高或过低的坝顶高程都会对工程产生不利影响。

1. 过高的坝顶高程会增加坝体的重量，加大基础的压力和承载要求。

在设计和建造时需要增加材料和工程投入，从而增加工程成本。

2. 过低的坝顶高程可能导致洪水过顶和溢流。

洪水过顶不仅对坝体和基础产生冲刷和冲切的影响，而且还会对下游的安全和水利设施造成威胁。

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。

超高混凝土面板堆石坝建设中的关键技术问题混凝土面板堆石坝技术的不断发展，给中国的社会经济发展带来了良好的影响，而且混凝土面板堆石坝的建设和发展经历了一个非常长的过程，经过发展混凝土面板堆石坝的设计和施工方法也更加成熟，但是要想获得长久的发展，必须要深入的研究超高混凝土面板堆石坝建设中的关键技术。

一、中国高混凝土面板堆石坝的发展中国以现代技术修建混凝土面板堆石坝始于 1985 年。

第一座开工建设的是湖北西北口水库大坝，坝高为 95m，第一座建成的是辽宁关门山水库大坝，高度为 58.5m。

中国的现代混凝土面板堆石坝建设与国外相比，起步虽晚，但起点高、发展快。

根据中国大坝委员会的统计，截止到 2005 年底，中国已建成或在建的混凝土面板堆石坝有 150 多座，其中，坝高大于100m 的混凝土面板坝有 37 座。

2000 年建成的天生桥一级水电站大坝，坝高为 178m，在当时同类坝型中列居亚洲第一，世界第二，其库容、坝体体积、面板面积、电站装机容量等指标均居世界同类工程之首。

近些年来，中国又相继建成了高 179.5m 的贵州洪家渡混凝土面板堆石坝和坝高 185m 的贵州三板溪混凝土面板堆石坝等一批高混凝土面板堆石坝工程，而即将建成的湖北清江水布垭混凝土面板堆石坝，则是目前世界上最高的混凝土面板堆石坝，坝高达到了 233m。

就目前的发展而言，中国的面板堆石坝建设无论是规模、数量和技术发展的程度都走在了世界的前列。

二、超高混凝土面板堆石坝的技术难点与研究方向随着我国西部水电开发进程的加快，未来将在金沙江、澜沧江、怒江、雅砻江、大渡河和黄河上游以及西藏的雅鲁藏布江修建一批高坝工程。

由于这些地区地形、地质条件复杂，交通运输困难，缺乏防土料等因素，混凝土面板堆石坝坝型将可能是最为经济的选择，如古水、马吉、松塔和茨哈峡等工程。

这些工程的坝高一般都在 250 ～ 300m 左右，如选择混凝土面板堆石坝方案，则需要在 300m 级高面板堆石坝的工程特性及关键技术问题和运行特点方面进行深入细致的研究。

混凝土面板堆石坝设计混凝土面板堆石坝是一种被广泛采用的水坝类型，以其结构简单、施工方便、维护容易等特点受到工程师的青睐。

这种类型的水坝主要用于拦截河流、水库建设、防洪工程等场合，对于改善水资源分布和满足人类生活需求具有重要意义。

本文将详细介绍混凝土面板堆石坝的设计方法，希望对相关工程提供一定的参考价值。

结构简单：混凝土面板堆石坝主要由混凝土面板和堆石体组成，结构形式简单，便于施工和维护。

施工方便：堆石体可以就地取材，减少了材料运输成本。

同时，坝体施工不受季节限制，提高了施工效率。

维护容易：混凝土面板具有良好的耐久性和抗腐蚀性，减少了维修和更换的频率，降低了运行成本。

适应性强：混凝土面板堆石坝适用于不同的地形和气候条件，具有较强的适应性。

地质勘察：在设计和施工前，应对坝址进行详细的地质勘察，了解地质条件、水文气象等信息，为后续设计提供基础资料。

洪水标准确定：根据国家相关法规和工程等级，确定洪水标准，确保坝体在遭遇洪水时能够安全运行。

结构设计：根据地质勘察结果，进行坝体结构设计。

主要包括混凝土面板厚度、堆石体材料选择、分区设计等。

应力分析：利用数值模拟等技术手段，对坝体进行应力分析，确保坝体在运行过程中具有良好的稳定性。

施工组织设计：根据工程实际情况，制定合理的施工方案，包括施工工艺、施工进度、质量控制等。

运行管理：制定坝体运行管理方案，包括水位控制、设备维护、安全监测等，确保坝体安全运行。

优点：结构简单、施工方便、维护容易、适应性强等。

缺点：坝体高度较高时，施工难度较大；同时，坝体对地质条件的要求较高，如果地质条件不良，可能会影响坝体的稳定性。

混凝土面板堆石坝是一种具有重要应用价值的工程结构形式，具有结构简单、施工方便、维护容易、适应性强等优点。

在设计过程中，应充分考虑地质条件、洪水标准等因素，确保坝体的安全性和稳定性。

在施工过程中应加强质量控制和安全监测，确保工程的顺利实施和运行安全。

随着科技的不断进步和工程实践的积累，混凝土面板堆石坝的设计和施工将更加完善和优化，为人类水资源开发利用提供更加可靠的支持和保障。