混凝土面板堆石坝,简称面板堆石坝,是一种利用堆石体作为支承结构,并在其上游表面浇筑混凝土面板作为防渗结构的土石坝类型。自20世纪60年代以来,这种坝型因其独特的优势在水利水电工程中得到了广泛应用。
定义与原理
混凝土面板堆石坝主要由堆石体和防渗系统组成。堆石体由不同粒径的散粒体材料堆筑而成,而防渗系统则包括钢筋混凝土面板、趾板、接缝止水等部分。其基本原理是运用堆石坝的抵御和冲刷能力,配以预制混凝土面板的抵拒和挡水作用,形成一个坚固有效的防洪体系。
构造特点
面板堆石坝的构造复杂而精细。面板位于堆石体上游,是起防渗作用的混凝土结构,其厚度较薄但强度高。趾板则布置在面板周边,连接地基防渗体与面板,保证面板与河床及岸坡间的不透水连接。坝体还设有各种接缝,如周边缝、面板垂直缝等,以消除有害裂缝和方便施工。

历史发展
面板堆石坝的发展大致可分为三个时期。早期阶段以抛填堆石为特征,坝高一般低于100米,存在较大的变形和渗漏问题。过渡阶段则从抛填堆石逐渐转向碾压堆石,但发展相对停滞。现代阶段则以碾压堆石为特点,随着薄层碾压施工技术的不断进步,面板堆石坝的数量和高度迅速增加,成为水利水电工程建设的主流坝型之一。
主要优势
混凝土面板堆石坝具有多方面的优势。其坝坡稳定性好,能够承受较大的水压力。防渗面板设于堆石体上游,透水性好,几乎不受渗透力的影响。坝体还具有良好的抗震性能,地震变形小,且施工导流与度汛方便,受气候条件影响较小。
经济性与施工便利性
从经济性角度来看,面板堆石坝能够充分利用当地材料筑坝,大量节省材料和投资。坝体结构简单,工序间干扰少,便于机械化施工作业,有效缩短了工期。运行过程中的维护成本也相对较低。
质量控制要点
在混凝土面板堆石坝的施工过程中,质量控制至关重要。例如,在填筑到一定高程后,需要对上游坡面进行加固处理,以提高坝体的整体稳定性。接缝止水的安装也是关键环节,必须确保面板之间的防水效果。
应用实例
混凝土面板堆石坝在国内外均有广泛的应用实例。例如,中国的水布垭水利枢纽就采用了高达233米的钢筋混凝土面板堆石坝,是世界上最高的同类坝型之一。而在国外,秘鲁的莫罗·德·阿里卡面板堆石坝也以其220米的高度引人注目。
混凝土面板堆石坝作为一种先进的土石坝类型,以其独特的构造特点、显著的优势、经济的成本以及广泛的应用实例,在水利水电工程中发挥着越来越重要的作用。随着技术的不断进步和创新,相信面板堆石坝在未来将继续展现出其强大的生命力和广阔的发展前景。