郑家湾面板堆石坝设计
面板堆石 坝
面板堆石坝前言混凝土面板堆石坝是堆石坝的一种型式。
堆石坝是以堆石作为其结构主体，分心墙防渗及面层防渗。
砾石性质与堆石相似，一般将心墙砾石规划为土坝，混凝土面板砾石坝划为面板堆石坝。
面层防渗堆石坝以混凝土面板坝为主，其他还有木料、浆砌块石、喷混凝土、沥青和钢面板等堆石坝。
心墙堆石坝以土墙堆石坝为主，其他还有混凝土、木料、钢板和沥青心墙等堆石坝。
最早的堆石坝，学术界一般认为发生在加利福尼亚淘金热时期（18世纪60-70年代），在加利福尼亚东部内华达花岗岩块状山脉地区。
那时矿工需要修建水库及积蓄融化的雪水供淘金之需。
可以利用的当地材料只有坚硬岩石，山麓堆积的岩块和茂密的森林，加上矿工熟知钻爆技术，于是产生了木面板防渗的框笼填石堆石坝。
灌溉公司和发电公司以后接管了这写坝，并利用抛填堆石加高与木面板防渗。
1910年前抛填堆石坝均采用木面板防渗，最大坝高达30m，坝坡采用1：0.5-1：1.0，其上游坝面采用干砌石抵挡施工时抛填石的滚落。
这说明抛填堆石坝的内摩擦角远大于其天然休止角、低围压时具有很高的抗剪强度。
由于施工机械的发展，为了节省费用及加快施工进度，1910年开始采用堆石的天然休止角（相当于坡度1：1.3-1：1.4）修建抛填堆石坝，并采用混凝土面板防渗。
学术界一般将面板堆石坝分为三个时期：早期约为1850-1940年，过渡期为1940-1970年，现代期为1970年以后。
此外，面板堆石坝一般由三个部分组成，即防渗面板、防渗接地结构、堆石坝体。
防渗面板是面板堆石坝的防渗部件，面板通过周边缝与防渗接地结构连接，面板是堆石坝体的防渗部件。
防渗接地结构主要控制通过地基及两岸坝基的渗流，减小漏水量，使漏水得到安全排泄。
堆石坝体则是面板的支撑结构，也是面板的基础，并且要安全排泄通过面板及其接缝的漏水。
本综述主要介绍面板堆石坝的历史背景、有关概念以及综述的范围，扼要说明混凝土面板堆石坝的现状和发展方向，概括混凝土面板堆石坝的一些常用设计方法，探讨学术界存在的一些争论焦点和存在的关键技术问题。
混凝土面板堆石坝设计及施工要点
浅谈混凝土面板堆石坝设计及施工要点摘要：笔者长期水利工程设计及施工管理工作，本文重点介绍作者亲身参与的工程中曾采用的一项堤坝施工技术-混凝土面板堆石坝，旨在与同行们探讨学习，共同进步。
关键词：混凝土面板堆石坝设计施工中图分类号：tu37 文献标识码：a 文章编号：引言：混凝土面板堆石坝(以下简称堆石坝)是20世纪60年代以后，由于大型震动碾薄层碾压技术的应用，使堆石坝运行性能好、经济效益高、施工工期短等优点得到充分地显示，80年代中后期初步发展起来的一种有竞争力和良好发展前景的新坝型。
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，用混凝土面板作防渗体的坝，主要由堆石体和防渗系统组成。
本文从设计及施工两方面简单介绍该项施工技术。
一、混凝土面板堆石坝的优点：1.抗滑稳定性好。
水荷载→面板→坝体，整个堆石坝重量及面板上部分水重抵抗水压；分层碾压的堆石密实度高，抗剪强度大。
坝坡1：1.3或1：1.4，对应坡角37.6°或35.5°，接近松散抛填堆石的自然休止角，大大低于碾压堆石的内摩擦角（大于45°），大多数堆石坝不做稳定分析。
2.坝坡陡，断面小，枢纽布置紧凑。
3.透水性好，抗震性能强。
排水性好，处于无水状态，地震时不会产生孔隙水压力，不会液化或坝坡失稳。
4.施工导流方便，坝体可过水。
5.就地取材，经济优越性大；施工受雨季影响小，可分期施工。
二、混凝土面板堆石坝结构如图：1.堆石体技术要求如下：垫层区：粒径不能太大，有较多细料，一般最大粒径为80~100mm，粒径小于5mm的颗粒含量为30%~50%，小于0.775mm的颗粒含量应少于8%；具有连续良好级配。
过渡区：级配连续，最大粒径≤300mm，压实后应具有低压缩性和高抗剪强度，自由排水性能。
主堆石区：具有足够的强度和较小的沉降量、较好的透水性和耐久性。
硬岩堆石料或砂砾料。
次堆石区：可采用较低的压实标准或质量较差的堆石料。
水利工程面板堆石坝结构设计要点
水利工程面板堆石坝结构设计要点发布时间：2021-03-02T15:20:07.797Z 来源：《基层建设》2020年第28期作者：段誉祥李剑萍段伟华[导读] 摘要：近年来，我国的水利工程建设有了很大进展，水利工程的大坝结构设计工作也越来越受到重视。
中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司云南省昆明市 650051摘要：近年来，我国的水利工程建设有了很大进展，水利工程的大坝结构设计工作也越来越受到重视。
水利水电工程中的堆石坝可以分为土质防渗体和非土质防渗体堆石坝，混凝土面板堆石坝作为一种重要的非土质防渗体堆石坝，由于其本身的一些施工优势得以广泛地应用在水利水电工程项目中。
虽然我国已经建成的混凝土堆石坝的数量在逐渐增多，但是对混凝土石坝的相关研究还不够深入，传统的混凝土堆石坝设计在现代化水利水电工程施工中逐渐暴露一些问题。
本文通过水利工程混凝土面板堆石坝作为研究对象，了解设计标准，然后开展详细的结构设计，提升设计水平。
关键词：水利枢纽工程；混凝土面板；堆石坝；设计引言进入新时代，随着我国生产力水平的逐步提高，水利水电工程也进入一个全面发展期，水利工程涉及的领域日益增多，政府对水利工程的建设投资力度也大幅度增加，新建一批惠民利民的水利工程。
在整个水利水电工程中，水库大坝扮演着至关重要的作用，其自身不但具有防洪、抗旱、蓄水、航运、供电等作用，还担当着灌溉农田、水资源调用、调节生态系统环境等重要生态功能。
1我国水利工程中大坝的应用现状我国幅员辽阔，大部分地区处于温带季风区，年内降水和年际降水分布不均匀，历史上曾多次出现旱涝灾害，给人民生产生活造成巨大灾难。
也是因为此，我国的水利事业发展具有悠久的历史。
1949年以来，我国水利事业发展迅速，水库规模、质量及技术等均发生很大改进。
随着新一轮科技革命的兴起，各类科学技术水平不断进步，现代城市的发展与人口的大规模迁移使得人们对水利设施与工程有了更高的要求，既要确保水利工程具有良好的防洪蓄水功能，又要有效减少其发生渗漏和裂缝等的概率。
面板堆石坝设计规范
⾯板堆⽯坝设计规范混凝⼟⾯板堆⽯坝设计规范Design Code for Concrete Face Rockfill DamsSL 228-98主编单位：⽔利部⽔利⽔电规划设计总院批准部门：中华⼈民共和国⽔利部1999-01-16发布1999-02-01实施前⾔根据⽔利部1997年下达的技术标准制定、修订计划，在DL5016—93《混凝⼟⾯板堆⽯坝设计导则》(以下简称原导则)基础上，吸收国内外⼗多年来的建设经验和科研成果，对原导则⾏了修改补充，制订本规范。
本规范主要内容包括：混凝⼟⾯板堆⽯坝及有关的泄、放⽔等建筑物布置；坝体堆⽯或砂砾⽯材料详细分区；坝体材料特性和填筑质量标准；坝体设计和计算；坝基及岸坡开挖与处理；混凝⼟趾板与⾯板设计；周边缝及垂直缝等各种接缝⽌⽔设计；分期施⼯和已建坝的加⾼；原型观测布置设计等的基本规定和要求。
对原导则修改补充的主要内容如下：1将适⽤范围修改为适⽤于1、2、3级及3级以下坝⾼70m以上的混凝⼟⾯板堆⽯坝设计。
2 增列了术语和符号⼀章，统⼀图⽰标记。
3修改了原导则中在砂砾⽯地基上不宜修建⾼混凝⼟⾯板堆⽯坝等规定。
4 强调了使⽤枢纽建筑物开挖料及近坝区⽯料或砂砾料⽤作坝体填筑料，以提⾼技术、经济效果。
5拓宽了对趾板地基要求。
除弱风化岩层外，经过专门论证，采取⼯程措施，也可建于风化破碎或软弱基岩上。
补充提出了采⽤混凝⼟防渗墙、将趾板置于砂砾⽯层上的基本要求。
6 补充了需要进⾏稳定分析和有限元法计算坝体应⼒、变形的基本要求。
7增列了坝顶结构设计要求、坝体抗震措施及砂砾⽯坝体渗流控制的基本要求。
8补充了确定混凝⼟⾯板厚度的标准、对原材料及配合⽐等的技术规定、⾯板的防裂措施和要求。
对周边缝⽌⽔作了适当简化，并拓宽了要求。
9 适当简化了⼀般性观测项⽬，增列了可选择的观测项⽬。
本规范解释单位：⽔利部⽔利⽔电规划设计总院本规范主编单位：⽔利部⽔利⽔电规划设计总院本规范主要起草⼈：赵增凯蒋国澄曹克明杨德福杨世源王治明⽬录1 总则1.0.1为适应混凝⼟⾯板堆⽯坝建设发展的需要，规范混凝⼟⾯板堆⽯坝的设计，使其达到安全适⽤、经济合理、技术先进和保证质量，特制定本规范。
面板堆石坝设计规范
混凝土面板堆石坝设计规范Design Code for Concrete Face Rockfill DamsSL 228-98主编单位：水利部水利水电规划设计总院批准部门：中华人民共和国水利部1999-01-16发布1999-02-01实施前言根据水利部1997年下达的技术标准制定、修订计划，在DL5016—93《混凝土面板堆石坝设计导则》(以下简称原导则)基础上，吸收国内外十多年来的建设经验和科研成果，对原导则行了修改补充，制订本规范。
本规范主要内容包括：混凝土面板堆石坝及有关的泄、放水等建筑物布置；坝体堆石或砂砾石材料详细分区；坝体材料特性和填筑质量标准；坝体设计和计算；坝基及岸坡开挖与处理；混凝土趾板与面板设计；周边缝及垂直缝等各种接缝止水设计；分期施工和已建坝的加高；原型观测布置设计等的基本规定和要求。
对原导则修改补充的主要内容如下：1将适用范围修改为适用于1、2、3级及3级以下坝高70m以上的混凝土面板堆石坝设计。
2 增列了术语和符号一章，统一图示标记。
3修改了原导则中在砂砾石地基上不宜修建高混凝土面板堆石坝等规定。
4 强调了使用枢纽建筑物开挖料及近坝区石料或砂砾料用作坝体填筑料，以提高技术、经济效果。
5拓宽了对趾板地基要求。
除弱风化岩层外，经过专门论证，采取工程措施，也可建于风化破碎或软弱基岩上。
补充提出了采用混凝土防渗墙、将趾板置于砂砾石层上的基本要求。
6 补充了需要进行稳定分析和有限元法计算坝体应力、变形的基本要求。
7增列了坝顶结构设计要求、坝体抗震措施及砂砾石坝体渗流控制的基本要求。
8补充了确定混凝土面板厚度的标准、对原材料及配合比等的技术规定、面板的防裂措施和要求。
对周边缝止水作了适当简化，并拓宽了要求。
9 适当简化了一般性观测项目，增列了可选择的观测项目。
本规范解释单位：水利部水利水电规划设计总院本规范主编单位：水利部水利水电规划设计总院本规范主要起草人：赵增凯蒋国澄曹克明杨德福杨世源王治明目录1 总则1.0.1为适应混凝土面板堆石坝建设发展的需要，规范混凝土面板堆石坝的设计，使其达到安全适用、经济合理、技术先进和保证质量，特制定本规范。
《混凝土面板堆石坝设计导则》简介
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本 导 则 是 在 通过 总 结 国 内 外 已 建 成 的 混
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凝 土 面板堆 石坝 的 经验 基础 上 并参 照 已 建 在 建 工 程 的科 研 成 果 进 行 归 纳 统 一 优 选 后 制 定 的 对 于 比 较 成熟 的 认识 比较 统 一的 纳 入 导 则 而 尚存 在争议 的 则不 纳 入 在高 坝 的某 些方 面稍 偏 于 安 全
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面板堆石坝坝体结构设计全套布置图
面板堆石坝设计规范
面板堆石坝设计规范混凝土面板堆石坝设计规范Design Code for Concrete Face Rockfill DamsSL 228-98主编单位: 水利部水利水电规划设计总院批准部门: 中华人民共和国水利部1999-01-16发布 1999-02-01实施前言根据水利部1997年下达的技术标准制定、修订计划，在DL5016—93《混凝土面板堆石坝设计导则》(以下简称原导则)基础上，吸收国内外十多年来的建设经验和科研成果，对原导则行了修改补充，制订本规范。
放水等建筑物布本规范主要内容包括:混凝土面板堆石坝及有关的泄、置;坝体堆石或砂砾石材料详细分区;坝体材料特性和填筑质量标准;坝体设计和计算;坝基及岸坡开挖与处理;混凝土趾板与面板设计;周边缝及垂直缝等各种接缝止水设计;分期施工和已建坝的加高;原型观测布置设计等的基本规定和要求。
对原导则修改补充的主要内容如下:1 将适用范围修改为适用于1、2、3级及3级以下坝高70m以上的混凝土面板堆石坝设计。
2 增列了术语和符号一章，统一图示标记。
3 修改了原导则中在砂砾石地基上不宜修建高混凝土面板堆石坝等规定。
4 强调了使用枢纽建筑物开挖料及近坝区石料或砂砾料用作坝体填筑料，以提高技术、经济效果。
5 拓宽了对趾板地基要求。
除弱风化岩层外，经过专门论证，采取工程措施，也可建于风化破碎或软弱基岩上。
补充提出了采用混凝土防渗墙、将趾板置于砂砾石层上的基本要求。
6 补充了需要进行稳定分析和有限元法计算坝体应力、变形的基本要求。
7 增列了坝顶结构设计要求、坝体抗震措施及砂砾石坝体渗流控制的基本要求。
8 补充了确定混凝土面板厚度的标准、对原材料及配合比等的技术规定、面板的防裂措施和要求。
对周边缝止水作了适当简化，并拓宽了要求。
9 适当简化了一般性观测项目，增列了可选择的观测项目。
本规范解释单位:水利部水利水电规划设计总院本规范主编单位:水利部水利水电规划设计总院本规范主要起草人:赵增凯蒋国澄曹克明杨德福杨世源王治明目录1 总则 8 混凝土面板2 术语和符号 9 接缝止水3 坝的布置和坝体10 分期施工与已建坝加高分区4 筑坝材料和填筑11 原型观测标准5 坝体设计本规范的用词说明6 坝基处理条文说明7 混凝土趾板1 总则1.0.1 为适应混凝土面板堆石坝建设发展的需要，规范混凝土面板堆石坝的设计，使其达到安全适用、经济合理、技术先进和保证质量，特制定本规范。
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挤 压 缝 。面 板 与砼 趾 板 之 间 为 周 边 缝 。 （ １）周 边 缝 ： 周 边 缝 是 防 渗 的 关 键 环 节 ， 其 止 水 设 施 应 能 适 应 面 板 变 形 的 特 点 。 故 在 周边 缝 共 设 置 三 道 止 水 ，构 造 如 下 ： 底 部止 水 ：在趾 板砼 内预 埋 Ｆ 型紫 铜止 水 片 ，垫层 料填筑 后 ，
２ ／ｌ ．０ ５ｔ Ｉ ｌ ，最大粒 径 ８ ０ ｉ，不均 匀系数 Ｃ ０ ｍｌ ｌ Ｕ＞ｌ ０。 ７） Ｉ区— — 上游 回填 区 为 减少周 边缝 可能产 生的 集中渗漏 ， 在河床 部位趾板 上至叫板 ３ ２ Ｏ ４ ． ｍ回填全风化 料形成 ｌＡ区 。在其上 复 盖现场 开挖 弃石 料形成 ＩＢ区 。 ３ 坝体 防 渗 结 构设 计 ３ １砼 防渗面板 砼面板 浇筑 于经 细致处理过 的垫层＿ ，面板 ． 血上 砼 强 度 等 级 为 Ｃ２０， 抗 渗 等 级 不 应 低 于 ｗ ８。 ３ ２面板 分缝 与止水 采用滑 模浇筑 面板砼 ，面板 不设永 久水平 ． 缝 。为适应坝体 变形，面板设置垂直缝：Ａ型缝——张拉缝和 Ｂ型缝一
计干密度 ２ ２ ／ 。 ． ｔ ｍ ，孔 隙率 为 ｌ ．５ ％， 设训 垫层 区小于 ５ｌ 的细料 ８ ｌｌ ｌ ｎ 含 量 控 制 在 ２ ～ ４ ％范 Ⅲ 内 ， 渗 透 系 数 为 ５ × ｌ ～ ｌ× ｌ ～ ｍ Ｓ ５ Ｏ ０ ０ｃ／。 垫层 区 最 大料 径 ｌＯ ｍ，０ １ｍ以 下 细 料 含 量 小 于 ５ ，不 均 匀 系 数 Ｃ ＞ Ｏｍ ．ｍ ％ ｕ ２ 。填 筑 层 厚 ４ ｃ 洒 水 员 ２ ％ 用 ｌ＇ 动 平 碾 和 １ ｔ坡 面 碾 各 碱 Ｏ Ｏ ｍ， ０， ５ ｔ振 Ｏ
中 自然 落 差 ｌ ５ ２ｍ
２、 面 板 坝 设 计 ２ １大 坝 削 面 设 计 ． 坝顶高程为 ３ ３ ５ ，坝顶 宽 ６ Ｏ ８ ．ｍ ． ｍ，坝 顶 上 游 设 置 Ｌ型 钢 筋 砼 防 浪 墙 ，焙 高 ｚ ５ 。 防 浪 墙 立 墙 游 的 底 板 上 设 宽度 为 ０ ６ ｍ的 检 查 人 １ ｍ ． ．５ 行 便 道 。坝 顶 下 游 侧 设 置 ２ ｍ高 的 铡 筋 砼 挡 墒 。 上 、 下游 坝 坡 均 为 １： ． 。 下 游 坝 坡 上 ｉ 道 马 道 ， 宽 ２ｉ， 高 １３ 殳一 ｌ ｌ 程 １ ５ Ｏ 。 标 准 剖 面 最 火 坝 高 ５ ５ ， 最 大 坝 底 宽 度 １ ４ ５ ．ｍ ５ １ ｍ ． ｍ。 ５ 坝 体 标 准 削 面 见 图 １。
科 学 论 坛 郑 Fra bibliotek 湾 面板 堆 石坝 设 计
李 勇
２０８） ３ ０ ８ （ 安徽省水 利水 电勘 测设计 院 安徽 合
［ 摘 要 ］ 家 湾 水 电 站 混 凝 土 面 板 堆 石 坝 坝 高 ５１ ｍ，坝 体 填 筑 料 大 部 分 为 新 鲜 或 微 风 化 的 灰 岩 料 ， 按 照 变 形 控 制 、 渗 流 控 制 、 施 工 郑 ．５ 等 要 求 进 行 堆 石 体 的分 区 ， 充 分 利 用 左 岸 溢 洪道 开 挖 料 作 为 坝 体 填 筑 料 ， 大 大节 约 了 工 程 投 资 ； 在 止 水 设 计 中 采 用 了 Ｇ Ｂ止 水 材 料 ，在 水 压 力 作 用 Ｆ， 由 于 Ｇ Ｂ与 铜 片 、 混 凝 土 粘 接 在 一 起 ，圭 堵 了 压 力 水 的 渗 漏 通 道 ，并 且 自身 不 会 被 水 击 穿 ， 从 而 大 大 提 高 止 水 铜 片 的抗 绕 渗 性 能 。 寸 ［ 键 词 ］ 家 湾 水 电 站 面 板 坝 Ｇ 关 郑 Ｂ止 水 材 料 中图 分 类 号 ：Ｔ ｕ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ： １ ０ — １ ｘ（ ０ ） ６ ０ ２ － １ ９ ９ ２ １ ０ — ０ ３ ０ ０ ４ ０ １ 工 程 概 况 郑家 湾水 电站 工程位 于 安徽 省霍 ｌ 县境 内 ，是 以发 电为 目的而 ｌ Ｊ 枢 纽 工 程 ， 由 拦 河 坝 、 溢 洪 通 、 发 电 引 水 隧 洞 和 电站 厂 房 等 建 筑 物 组 成 ，最大坝高 ５１ ５ ，电站装机 ２× １ Ｍ ，水库 总库容 ７ ５万 １ 。坝 ．ｍ ４Ｗ ５ １ １ 址 位 于 太 阳 河 ，距 太 阳河 入 漫水 河 河 口 卜 约 ｌｋ 游 Ｏ ｍ处 ， 电 站 厂 房 位 于 距 河 口上 游 约 １ ６ ｍ的 漫 水 河 右 岸 ， 电站 引 水 隧 洞 长 约 ４ ６ ｍ 可 集 ．ｋ ６０ ，
在铜 止水片 ～ 挖槽 （ ０ Ｉｎ×２ １１ Ｆ ２ ０ｌ Ｉ ００１１ １ ）回填沥青 砂，上敷 塑料 止 １ 水 片 ， 再 将 止 水 铜 片 与 塑 料 止 水 片 粘 结 。 止 水 铜 片 的 中 间 凹 槽 内嵌 直 径 １ ｌ１ 实 心 氯 丁 橡 胶 棒 。 ｌ１的 ２Ｉ Ｉ 中部止水 ：中部 设聚氯 乙烯胶 止水片 （ Ｖ Ｐ Ｃ止水 ） ，缝 内充填 １ｍ ２ｍ 厚沥青 杉板。 顶 部 止 水 ：顶 部 表 面缝 口 嵌 直 径 ５ ｍ ０ ｍ的 氟 丁橡 胶 管 ， 上敷 塑 性 止 水 材 料 （ Ｂ嵌 缝 止 水 材 料 ） 外 用 铜 片外 壳 刻 盖 并 用 螺 栓 固 定 。 Ｇ ，
各 止 水 结 构 见 图 ２ ：
图 １ 坝 体 标 准 剖 面 图 ２ ２坝 体 分 区 设 计 坝 体 麻 根 抛 料 源 及 对 坝 料 的 强 度 、渗 透 性 、 压 缩 性 、施 工 方 便 Ｉ 经济 合理 等 要求 进 行 分区 。 。 １ ｌ Ａ区— — 垫 层 区 垫 层 区 水 、 度 ３ ） Ｉ 宽 ｍ，采 用 新 鲜 石 料 ， 设