2.15 混凝土面板坝止水结构

2.15.1 面板坝止水材料类型

止水材料分为型材和填料两种类别，其中型材有铜、不锈钢、橡胶；而填料分为塑性和自愈性填料，塑性填料如GB、SR、PVC棒等，自愈性材料如遇水膨胀止水条和无黏性材料如粉煤灰、粉细砂等。

2.15.2 止水结构、材料性能试验

2.15.2.1 试验内容

正确设计和精心施工周边缝是保证周边缝可靠防渗所必需的，有缺陷的周边缝可能造成过多的渗水，这不但危害坝和库岸面板的稳定而且要花大量的钱来改进、修补。周边缝及其止水性能一般需通过试验来研究，在设计最大水压力下周边缝达到规定的变形值：即在规定的沉陷、张开和剪切变形值情况下试验，根据试验结果设计确定周边缝和垂直缝的形状、止水材料性能指标。试验研究的内容包括：①塑料棒性能试验；②GB合成波纹橡胶带的厚度；③GB填充料承受水压力的性能试验；④GB三元合成板承受水压力的性能试验；⑤铜止水的应力分析；⑥在设计允许变形情况下的铜止水性能；⑦研究给出周边缝、张性、压性垂直缝结构和施工方法。

很难设想最大水压力不会超过最大试验水压力的1.5倍，此外一些数学分析所固有的影响因素例如数学模型的建立，在动静力条件和施工中材料性能的选择等，这些因素对分析的准确性有很大的影响，因此试验变形量应留有一定裕度，并可以试验较大的变形缝结构和止水承受变形的能力。部分混凝土面板堆石坝周边缝性能见表2-29。

2.15.2.2 PVC棒和GB波形合成橡胶带

PVC棒和GB波形合成橡胶带试验是验证在设计张开度、水压力下密封、抗压、适应变形性能。紫坪铺电站设计张开度30mm时PVC棒在水压力达到14MPa密封有效，试验开度为50mm、水压力1MPa即发生漏水，工程实际采用80mm的氯丁橡胶棒，如巴西的福兹多爱利亚。PVC有足够的耐久性常用来做填充料的盖、缝底下的板，和氯丁橡胶都可用作GB填料下面的棒。在世界混凝土面板堆石坝的实践中很少在填料和密封棒之间使用GB波形合成橡胶带，中国在122m高芹山和233m的水布垭面板堆石坝中采用，用此波形合成橡胶带代替中间止水，这种新工艺避免了中间止水与混凝土的黏结质量难以保证可能无法有效止水的情况发生。

2.15.2.3 GB填料和GB三元乙丙复合板

GB填料应有足够的流动性，其填料面积应足以填充周边缝最大深度及规定张开度和最大张开度相应的填筑面积，填料由于黏聚性在被挤入接缝中去时产生收缩孔或裂隙，表现出止水性能差。在有盖板的情况下不会产生压力减小，压力可以有效地把填料挤入接缝；因此GB三元乙丙复合板作为接缝部件应有足够的变形能力、耐久性和与混凝土一起的止水性能，因为在施工中不可避免地要产生混凝土表面的不平整，现多用不锈扁钢代替角铁作为盖板在混凝土上的固定件以增强止水能力。

面板坝止水的重要性不言而喻，底部、表面止水结构自成体系又相互联系、共同发挥止水作用。填料要填满，并封堵由于面板或堆石体变形造成的周边缝间隙，即在止水损坏时填料是辅助的止水元件，研究表明单独的GB填料本身没有足够的止水能力，SR材料与GB材料相比，其防渗、抗冻性能及在低温条件下的延展性综合比较较优，溧阳电站选择了SR止水材料。

2.15.2.4 铜止水

铜止水的应力是用应力水平值（最大Mises等效应力与铜片抗拉强度的比值）来衡量的。最大Mises等效应力常用于延性材料，如金属。一般铜止水鼻子越长，其变形性越大，对压缝高度应合适。铜止水厚度应能适应变形且具有足够的止水能力，较厚的铜止水刚度大可能发生与混凝土脱开，常用厚度1.3mm以内。

2.15.2.5 新型止水结构

新型止水结构将中部止水带提至表面，采用在趾板和面板上预埋角钢、螺栓或膨胀螺栓将止水带固定在混凝土表面，有抗冻要求时采用沉头螺栓。为适应接缝位移，将表面止水带设计成波浪形，其尺寸完全可以吸收接缝位移而不至在止水中产生过大的附加应力，参见图2-26紫坪埔大坝周边缝。

为了确保止水带在缝张开情况下承受高水压力作用，在止水带下面缝口处设置支撑橡胶棒，橡胶棒应确保在止水运行过程中滞留在缝口不被压入接缝以发挥支撑作用。在波形止水带上部同样设置表层塑性嵌缝材料，底部铜止水近年来还复合了GB柔性止水板，以提高铜止水的抗绕渗能力。嵌缝柔性填料必须具备可靠的流动止水性能，而普通柔性填料没有这一要求。柔性填料顶部用GB等复合保护盖板覆盖，具有优异的抗老化性、延伸性和强度。这种新型止水结构首先在中国122m高芹山获得应用，该工程1998年10月蓄水，大坝总渗漏量5L/s。之后水布垭（坝高233m、2003年建成）、洪家渡（坝高179m、2003年建成）、巴贡（马来西亚、坝高205m、2004年建成）、吉林台、紫坪铺、引子渡的面板堆石坝中采用。

2.15.3 上水库止水结构

2.15.3.1 溧阳电站上水库主坝止水结构

溧阳电站上水库主坝止水结构如图2-27所示。

2.15.3.2 上水库库盆底部止水结构

库底排水廊道与库盆面板之间止水结构除按照周边缝设计外，在库岸面板底部1m范围增加中部铜止水，其上端与底部铜止水焊接，下部端头和库底土工膜端头封闭在面板顶部柔性止水结构中，对止水结构进行加强。溧阳电站为等40cm厚混凝土面板、双向单层配筋，中部铜止水处混凝土浇筑要采用人工插捣，保证混凝土填充、振捣密实。上水库库盆底部止水结构如图2-28所示。