第2章 上水库主坝（面板堆石坝）施工

2.1 混凝土面板堆石坝结构特点

1985年我国引进了现代薄层振动碾压修筑混凝土面板堆石坝技术，该技术具有明显的优越性：筑坝料的密实度大大提高，安全性明显改善；面板堆石坝对地形、地质条件有较好的适应能力，可以较好地利用当地材料；防渗体位于上游侧，填筑体处于干燥状态，坝体力学参数较高，受孔隙水压力的影响较弱，坝体断面较小，施工期短，投资省；坝型对气象条件要求较低，便于施工、放水检查和维修加固；溢洪道等开挖料大多直接上坝，用作筑坝材料。

在抽水蓄能电站工程中，常用混凝土面板堆石坝作为常用坝型。一方面，混凝土防渗墙等基础处理技术的开发和发展，促进了抽水蓄能电站的发展，满足了抽水蓄能项目低渗流的控制要求；另一方面，引进、开发大型施工机械（如总重30多t、碾重25t、27t的大型自行振动碾；自卸汽车20t、32t、60t等）后，以碾压堆石为主，混凝土面板堆石坝得到了迅速的发展和推广。碾压土石坝的防渗结构除土质心墙及混凝土面板外，也采用了沥青混凝土面板（天荒坪、呼蓄）技术。

截止到2009年，我国已建成高度大于30m的混凝土面板堆石坝约170余座，其中，水布垭面板堆石坝坝高233m，是世界上已建的最高混凝土面板堆石坝。经过近30年的运行实践证明，我国已建成的混凝土面板堆石坝具有较强的抗震性（如紫坪铺大坝），大多运行正常，总体情况良好。但也发生过溃坝（沟后砂砾石面板堆石坝）、坝体塌陷和严重渗漏（株树桥面板堆石坝）、面板开裂（天生桥一级面板堆石坝）等问题，这些问题让我们对混凝土面板堆石坝的结构特点有了更深的感受。

混凝土面板堆石坝是一种复合坝型，较为单薄的刚性混凝土防渗体浇筑在柔性堆石体上。虽然随碾压能力的提高，但由于填筑体是含有近20%孔隙率的二相体，本身具有一定的徐变特性，在自重和水压力作用下，竣工后变形可延续3～10年之久，在地震等特殊荷载作用下，坝体将产生较大变形，刚性面板与柔性填筑料间变形往往不协调，从而造成面板堆石坝结构性裂缝、面板脱空、压碎、坝体渗漏；另外，垫层料和堆石料是程度不等的可冲蚀料，在一定水头和流速条件下，仍会发生渗流破坏直到溃坝，再加上混凝土面板堆石坝施工质量管理相对较为粗放，因此，混凝土面板堆石坝有其独特性。