1.2　特点

1.2.1　分类

（1）按筑坝材料分类。混凝土面板堆石坝的筑坝材料兼容性大，当地的硬岩、软岩、砂砾石都可作为筑坝的材料。

混凝土面板堆石坝按坝体组成材料的不同特性可分为：硬岩堆石坝、软岩堆石坝、砂砾石坝、堆石砂砾石组合坝等。一般以30MPa岩石饱和无侧限抗压强度作为硬岩和软岩的分界线，不同坝料的设计和施工的技术要求有所不同。

（2）按坝基分类。混凝土面板堆石坝对坝基基础适应性强，适用于各种河谷地形，可建在地质条件较差的坝址。

按坝基分类分为：硬基坝、软基坝和复合基础坝。①硬基坝：坝基坐落在河床岩石上，如芙蓉江鱼塘水电站混凝土面板堆石坝断面见图1-4；②软基坝：河床段趾板和坝基均坐落在河床覆盖层上，如九甸峡水库混凝土面板堆石坝断面见图1-5；③复合基础坝：河床段趾板和部分基坝（趾板下游约1/3坝高范围）坐落在河床岩基上，下游其余部分基坝坐落在覆盖层上，如滩坑水电站混凝土面板堆石坝断面见图1-6。

1.2.2　主要特征

现代混凝土面板堆石坝与传统面板堆石坝相比，其主要特征可归纳为以下内容。

（1）薄型趾板。利用开挖岩面浇筑趾板，并锚固于基岩上，作为帷幕灌浆和固结灌浆的盖板，趾板顶部双向配筋，配筋率一般为混凝土体积的0.3%～0.4%。除了特殊地形地质条件外，现代面板坝一般都采用薄型趾板。趾板作为防渗结构的一部分，以采用允许水力梯度和地基渗透稳定性控制渗径，除本身宽度外，可采用连接板、混凝土或喷混凝土向上下游方向延伸来增加渗径。

（2）面板。厚度一般为t=0.3+0.003H（H为坝高），比传统面板厚度所减薄。可根据需要设置或不设置水平施工缝，周边缝、垂直缝内设置多层止水结构，面板中部双向配筋，配筋率一般为混凝土体积的0.35%～0.4%。混凝土面板竖向分为长条形的板块，采用滑模连续浇筑，取代传统采用纵横缝分割成块状人工立模浇筑块。面板的宽度一般为12～16m，靠近两岸边的条块宽度为中间条块宽度的一半。

（3）防浪墙。坝顶设置防浪墙，以节省填筑工程量。

（4）坝体。坝体按不同级配分区，采用机械薄层碾压堆石体或砂砾石，可使坝体达到较高的密实度，孔隙率一般都在25%以下，有的小于20%，变形模量可达30～130MPa；在坝料用料方面有了更多的余地，坝体填筑所需的土石料可就地取材，并充分利用枢纽建筑物开挖石料；坝体变形量总体较小，总沉降量大部分在施工期内完成，使大坝运行更为可靠。

（5）垫层。用级配良好的细堆石料做垫层，最大粒径小，细粒含量高，水平和斜面都经压实。混凝土面板下部的垫层，经历了从大块石砌筑到碎石垫层，再从粗级配碎石垫层到细级配碎石垫层的发展过程，其功能不仅对面板起支撑和整平作用，还起第二道防渗的作用，在面板或接缝一旦发生漏水时可限制水流入渗量，并起反滤作用，截住随水流渗入的泥沙，使缝隙淤塞自愈。周边缝下使用最大料径为4cm的小区料，可以碾压得更为密实，反滤作用效果明显。

（6）坝轴线。采用直线形或折线形。巴山水电站混凝土面板堆石坝，坝高156m，坝轴线为折线形。

1.2.3　主要优点

混凝土面板堆石坝能在不长的时间内得到快速发展，是由其在技术上、经济上所具有的优势决定的。其优势主要归纳为安全性、经济性和适应性三个方面。

（1）安全性。在坚硬岩基或密实的砂砾石层上修建的混凝土面板堆石坝，具有良好的抗滑稳定性。上下游坝坡一般根据经验采用1∶1.3～1∶1.5的坡比，坝体运行时在水压力的作用下，其垂直方向所受的合力与水平方向上的合力之比一般大于6∶1，坝体不会发生倾覆和水平滑移。

对于碾压密实的堆石体，由粗颗粒组成的骨架比较稳定，且坝体自身具有较强的反滤体系和抗渗透破坏能力，渗透稳定安全性好。在国内外已运行的混凝土面板堆石坝中，有的坝渗漏量达1m3/s以上，如谢罗罗坝和安其卡亚坝，都没有对大坝安全带来危害。

混凝土面板堆石坝具有良好的抗震性能。由于坝体内部浸润线低，下游水位以上堆石体绝大部分均处在干燥区，不会因地震产生附加的孔隙水压力影响堆石的抗剪强度和整体稳定性；碾压密实的堆石体，地震产生的少量的永久变形，一般面板坝能够承受，在强烈地震作用下，面板可能会开裂或局部挤压破坏，引起渗漏量增加，但不会威胁到大坝的稳定安全。紫坪铺水库混凝土面板堆石坝坝高156m，2008年5月12日经受了汶川8.0级特大地震的考验，大坝距地震震中仅17km，经震后检查仅产生轻微破损，主要损坏有以下几点。

1）5～6号、23～24号面板垂直缝挤压破坏。

2）大坝左岸高程845.00m施工缝以上三期面板外凸和脱空较多，约有23块，右岸有少量外凸和脱空。

3）防浪墙中部出现沿垂直缝挤压损坏、左右岸出现沿垂直缝张开，防浪墙底部与其临近面板存在脱空。

4）坝顶沉降744.3mm（2008年5月17日，Y8测点），约为坝高的0.45%。

5）坝顶左右侧下游栏杆倒塌破坏。

6）下游坝坡上部干砌石护坡松动、且有外凸现象。

7）坝顶路面与上游防浪墙、下游栏杆混凝土基础出现张开。

8）坝下量水堰水量增加，在震前库水位826.00m时，渗漏量10.4L/s，震后在2008年5月20日，库水位828.65m时，渗漏量为16.9L/s，总渗漏量不大。

大坝基岩原设计地震加速度0.26g，本次实际遭遇地震加速度峰值在0.5g以上。经震后专题检查鉴定，大坝总体是安全的。实践表明，紫坪铺水库混凝土面板堆石坝经受了超设计标准的地震考验，大坝具有较强的抗震能力。

（2）经济性。混凝土面板堆石坝主要利用当地材料，可以节省大量的水泥、钢材、木材，造价较低，受材料供应和运输条件制约小，可实现快速施工。混凝土面板堆石坝在工程量、投资、工期、工程提前投产产生效益等方面，具有明显综合经济效益。

（3）适应性。混凝土面板堆石坝对坝址地形、地质、气候条件以及建筑材料有较强的适应性，从而有广泛的应用范围。混凝土面板堆石坝适应各种河谷的地形条件，既适合宽阔的河谷，又可以在不对称、陡边坡的峡谷处建坝，还可以根据地形条件建成折线形混凝土面板堆石坝。混凝土面板堆石坝对坝址的不同地质条件也能较好地适应，国内已有多座100m以上的高坝建在深厚河床覆盖层上，如九甸峡水电站大坝、那兰水电站大坝；国内外有许多混凝土面板堆石坝趾板建在强风化岩、残积土、砂砾石覆盖层上，只要经过适当处理，运行都是安全的。在多雨地区建造混凝土面板堆石坝，可全年施工不受气候限制；高纬度的严寒地区，海拔4000m以上的高寒山区，气温达-40℃，已有的混凝土面板堆石坝都能安全运行。而筑坝材料一般都可以就地取材，可采用软岩筑坝，充分利用建筑物开挖料，也可以采用天然砂砾料筑坝，或者采用开挖料和天然砂砾料混合筑坝。

1.2.4　施工特点

混凝土面板堆石坝是一种碾压式土石坝，为加快填筑进度应有充足的料源，良好的上坝交通条件，以及合理的设备配套和高效的施工组织。混凝土面板堆石坝有以下的特点。

（1）简化导流与度汛。混凝土面板堆石坝在施工中可利用碾压堆石体抗冲刷和防渗透破坏能力较强的特点，改变传统观念，允许施工中的堆石体在适当的防护条件下挡水或过水度汛，不降低导流标准的同时，简化了导流度汛的程序和导流建筑的规模。

（2）强化坝料平衡。混凝土面板堆石坝的主体是堆石体。通常是通过爆破开采石料、利用当地砂砾石料。由于填筑材料用量大、费用大，关系到工程进度和投资。因此，必须重视和规划好坝料的空间平衡和时间平衡，充分利用枢纽建筑物开挖料，实施就地取材，强化合理利用的原则。

（3）合理安排坝体填筑程序，控制坝体沉降。填筑程序是混凝土面板堆石坝施工中的关键技术，直接影响坝体施工质量及施工速度，坝体可根据施工和度汛的需要，在平面和立面上合理分期填筑，为填筑施工提供了灵活性，为施工度汛和均衡施工提供了有利条件。坝体施工分期对坝体结构影响较大，实践证明，以下几点尤为重要。

1）坝体要求平衡上升均衡填筑。

2）堆石区纵横向分期高差不宜大于40m，临时边坡不陡于设计规定值。

3）下游堆石体对混凝土面板有结构性影响，应限制上下游高差，必要时可多分一个水平梯级台地。

4）有条件，填筑可下游高，上游低，可减少上游面的水平位移。

5）分期蓄水，对坝体形成预压十分有利，一般蓄水不能一步到位。