中国混凝土面板堆石坝30年:引进·发展·创新·超越
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综合

我国混凝土面板堆石坝30年进展回顾

赵增凯

(水利部水利水电规划设计总院)

【摘 要】 我国自1985年起,采用现代技术修建混凝土面板堆石坝,已历经30个年头,从引进、吸收到自主研发推广,现已建成高度30m以上的面板坝约230座,在数量、规模、技术难度方面均位于世界前列。本文对30年来的工程实践和建设发展作一简要回顾,以表赞祝。

【关键词】 面板坝 筑坝材料 接缝止水 坝体变形 成就

我国自1985年起,采用现代技术修建混凝土面板堆石坝(简称面板坝)已历经30年。从试点关门山(58m)和西北口(95m)面板坝起步,到修建天生桥1级(178m)、洪家渡(179.5m)、三板溪(185.5m)等一系列高坝和当今世界最高的水布垭(233m)面板坝,至今已建成30m以上的面板坝约230座,基本上遍及全国各省区;面板坝数量、规模、技术方面位于世界前列;在发电、防洪、供水等方面发挥了显著的效益;出成果,出人才;取得了显著的成就。并继续深化研究茨哈峡、古水等250~300m级超高坝有关特性,做好充分准备向前发展。建坝初期的工程中,发生过沟后(71m)溃坝(已重建)、株树桥(78m)大量漏水(已处理,运行正常);天生桥一级高坝(178m)发生过垫层裂缝、面板脱空和部分面板挤压破损,已加固处理,运行正常。有关部门对发生的问题进行了分析总结、多方面改进,效果较好。

30年面板坝筑坝技术成果非常丰富,我仅列出工程实践中几项改进和创新内容为例,以示回顾和赞扬之情:

(1)筑坝材料广泛应用。硬岩、软岩、砂砾石、硬岩软岩混合料,深入试验,合理安排。

(2)坝体分区改善。坝体上堵下排分区,控制好垫层和过渡层渗流稳定。

(3)面板、趾板防裂。做好混凝土配合比,优选掺合料与外加剂。

(4)接缝止水材料与构造不断优化创新,近期有个别坝在止水防渗安全条件下,取消死水位以上垂直缝和坝顶缝的三复合橡胶板,首用增设由聚脲复合胎基布组成的手刮涂层,与混凝土粘接成一体,并取消了传统采用压板的膨胀螺丝,正在蓄水运行中检验效果,进行总结。

(5)高坝坝基深覆盖层采用混凝土防渗墙防渗,将趾板抬高建基在覆盖层顶部。

(6)1、2级高坝采用有线元法进行应力和变形分析,重要工程有效应用离心模型试验了解坝体渗流稳定和变形性态等。

(7)大坝防震抗震机理深化试验研究,强震区大坝抗震措施效果良好并总结分析与改进。

(8)筑坝工程中,大型采、运设备、重型振动碾及冲碾压实机的应用(并可用附加质量法快速检测坝体密实度对比试坑灌水法,以利总结改进),并采用GPS施工监控法等,提高了筑坝质量和效率。

(9)基于面板坝的坝料分区特点,坝体承受反向渗水(压)的能力十分有限,对于趾板建基面高程低于坝体基础高程或下游水位高出趾板建基面高程,事先就做好坝体施工期反渗排水措施,必要时对已浇面板进行压重支护,免遭反渗水压推动或开裂。

(10)我国施工期坝体或采用临时断面挡水安全度汛,以及坝面与导流隧洞联合过流,已有丰富的实践经验和多项高坝实例借鉴。对于发展中的西部高坝枢纽工程区,自然条件更为复杂,正在更深入做好前期试验研究勘测设计等工作。

(11)高坝混凝土面板浇筑时机。目前国内共识的掌握标准是:已填筑的坝体经过了3~6个月预沉降固结期;垫层附近设置的沉降仪月沉降率已降至5mm;已填筑的坝体顶部上游边临时观测标点月沉降率也相当时,综合判定面板浇筑时机。

(12)关于水库放空(水)设施。经过多年的运行实践总结,认为“应结合泄洪、排沙、供水、后期导流、应急和检修的需要,研究设置用于降低库水位的放空设施的必要性”,并已编入面板坝设计规范。

我国面板坝30年建设发展进程中,受到国家的重视和学会的支持,面板堆石坝专业委员会大力策划目标与进程、安排专题攻关、推进实践创新发展、组织工程总结等,科研、勘测、设计、施工、监理、运行各方协力奋进,克难攻坚,努力创新,取得了举世瞩目的业绩,我就此致敬与祝贺;并祝愿前程广阔,取得更多新的成就。