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水工建筑物基础(第2版)
1.9.7.1 一、概述
一、概述

混凝土面板堆石坝是用堆石或砂砾石分层碾压填筑成坝体,并用混凝土面板作防渗体的坝的统称。主要用砂砾石填筑坝体的也可称为混凝土面板砂砾石坝。堆石体是坝的主体,对坝体的强度和稳定条件起决定性作用,因而要求由新鲜、完整、耐久、级配良好的石料填筑。

图6-35 清江水布垭水电站混凝土面板堆石坝(单位:m)

一般认为,堆石坝于1870年最早出现在美国西部,与当时美国的采矿与淘金有关。由于那里交通不便,但是,采矿和淘金需要用水,于是,淘金者就用岩石和树木筑坝,这就是最早的堆石坝。中国最早的堆石坝是1957年建成的四川狮子滩大坝,它是混凝土重力墙式抛填堆石坝,坝高52m。最早的混凝土面板堆石坝是1966年建成的贵州百花大坝,坝高48.7m。

进入20世纪60年代以后,由于大型振动碾的应用,使堆石坝的密实度得到充分提高,从而大幅度降低了堆石坝的变形,加上钢筋混凝土面板在结构设计、施工方法上的改进,其运行性能好、经济效益高、施工进度短等优点得到充分地显示。目前,钢筋混凝土面板堆石坝已成为国内外坝工建设的一种重要坝型,是可行性研究阶段优先考虑的坝型之一,是当今高坝发展的一种趋向。

水布垭水利枢纽(图6-35)位于湖北省巴东县境内的长江支流清江上游,是清江干流上继隔河岩、高坝洲电站之后的第三个大型水利水电枢纽工程,也是清江水电梯级滚动开发的龙头枢纽。其拦河大坝为混凝土面板堆石坝,坝顶高程409m,最大坝高233m,坝顶宽12m,坝轴线长660m,是当今世界上同类坝型中唯一一座坝高超过200m的大坝。

面板堆石坝与其他坝型相比有如下主要特点:

(1)就地取材,在经济上有较大的优越性,除了在坝址附近开采石料以外,还可以利用枢纽其他建筑物开挖的废弃石料。

(2)施工度汛问题比一般土坝较为容易解决,可部分利用坝面溢流度汛,但应做好表面保护措施。

(3)对地形、地质和自然条件适应性较混凝土坝强,可建在地质条件略差的坝址上,且施工不受雨天影响,对温度变化的敏感度也比混凝土坝低得多。

(4)方便机械化施工,有利于加快施工进度和减少沉降,随着重型振动碾等大型施工机械的应用,克服了过去堆石坝抛填法沉降量很大的缺点,这也是近代面板堆石坝得到迅速发展的主要原因之一。

(5)坝身不能泄洪,施工导流问题较混凝土坝难以解决,一般需设泄洪和导流设施。