第38卷 第 8期
20 07年 8月
人 民 长 江
Yangtze River
VoJ．38．No．8
Aug．， 2007
文章编号 ：1001—4179(2007)08—0110—01
混凝土面板堆石坝面板稳定与抬升破坏的关系
陈 皓 朱 晓 玲 姜 君
(浙江广川工程咨询有限公司，浙江 杭州 310020)
摘要：金竹水电站挡水建筑物为混凝土面板堆石坝，在
施工
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期间遭遇超
标准
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洪水后面板抬升破坏。在对受破坏
面板进行分块凿除重新浇筑处理时引出面板稳定问题。从我国已建混凝土面板堆石坝的经验来看，出现面板
抬动不是偶然现象，而一般认为面板抬动是因为反渗水所致，通过对金竹面板堆石坝的面板抬动原因分析，阐
述了面板抬动有可能是因为面板 自身不稳定所致的观点。
关 键 词：混凝土面板堆石坝；面板抬动；稳定；金竹水电站
中图分类号：TV641．4 3 文献标识码：A
l 工程概况
金竹水电站位于浙江省遂昌县金竹镇，工程的主要任务为
水力发电，坝址设在梭溪与官坊坑支流汇合 口下游约 50 m处，
厂址设在金竹镇金竹村上游村头河道左岸，下游距湖南镇水库
库区约 10 km。梭溪是乌溪江流域湖山源的一条支流，发源于遂
昌县金竹镇白岩洞尖西麓，集雨面积 63 k ，河长 19 km。
金竹水电站坝址以上集雨面积 33．4 kⅡ ，电站装机容量 2X
3 200 kW，水库按 50 a一遇洪水设计 ，300 a一遇洪水校核 ，正常
蓄水位 447．5 m，相应库容为 128．1万 rn3，设计洪水位 (P =
2％)450．54 m，校核洪水位(P =0．33％)451．1 m，相应库容为
185．1万 。金竹水电站挡水建筑物为混凝土面板堆石坝 ，坝
顶高程为451．5 m，趾板建基面高程 414．0 m，最大坝高 37．5 m，
坝顶宽度4．8 m，坝顶长度 150．95 m，上 、下游坝坡均为 1：1．3(见
图 1)。坝基覆盖层厚为 0．5～3．4 m，以下基岩为弱风化晶屑凝
灰岩。
图1 面板坝横剖面(高程：m。尺寸：cm)
2006年4月 15日至 5月 30日，6～8号坝块面板混凝
土浇筑完成，面板顶高程 448．0 m。6月 5日在遭遇施工期超标
准洪水后 6～8号坝块面板发生抬升破坏 ，面板在高程 424 m附
近形成一条大的横向弧形裂缝和一些细小裂缝。分析认为面板
因抬升变形，局部已折断。经研究决定对高程 426 m以下受破
坏面板进行凿除后重新浇筑处理 ，需要凿除重新浇筑的面板混
凝土约 560 rn2，混凝土方量约 200 m3。由于要凿除面板下部破
坏部分，故需对上部剩余部分面板进行稳定计算。对于 1：1．3
的坡度，相当于坡角 a=37．6。，面板因 自身重量引起的沿垫层
方向下滑的分力为：
f： Gsina：0．61 G
面板与垫层之间的摩擦力为：
_厂 =KGcosa=K X 0．79G=0．47G
方案
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为第 1次凿除单块面板两边各 4．0 m宽度，即一期先凿除 6
— 1、7—1、7—3、8—1、8—3块 ，中间预留4．0 m(7—2、8—2)宽度
作为支撑，两侧混凝土预留施工宽度后的浇筑宽度为 7．2 In，待
两侧混凝土达到 70％强度后再凿除中间预留的混凝土带。面
板修复工程于 2006年 11月施工完毕(见图 2)。
收稿 日期：2O07—05—10
作者简介：陈 皓，男，浙江广川工程咨询有限公 司，高级工程师。
图2 面板修复分块示意
(下转第 119页)
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第8期 范美师等：会泽县驾车水库岩溶防渗处理工程实例 ll9
图3 横缝止水镀锌铁片设置
4．4 防水翼环止水
坝体内设置 DN300钢供水管，在管身与心墙接触面设置 1
(上接第 102页)
参考文献：
[1] 李峥，胡书红 龙滩水电站左岸导流洞快速施工技术．湖北水力发
电，2004，(3)
[2] 邹文明．新疆察汗鸟苏水电站导流洞快速掘进施工．人民长江，
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[3] 于守才 小浪底水利枢纽导流洞开挖与支护 水利水电科技进展 ，
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断层穿越开挖施工技术 水利水电技术，2004，(1)．
[5] 伏文勇．水工混凝土“蜂窝麻面”成 因及防治 水利水电科技进展，
(上接第 110页 )
2 面板抬动原因分析
金竹水电站施工导流采用一次性断流，隧洞导流的方式 ，即
非汛期围堰挡水，导流隧洞过流；梅雨期及台汛期坝体挡水，导
流洞泄水。本工程水库规模属小(1)型，工程等别为Ⅳ等，主要
建筑物拦河大坝级别为 4级，导流建筑物级别为 5级。导流建
筑物采用土石围堰结构 ，相应的设计洪水标准采用 3 a一遇。
根据导流方式与施工总进度
计划
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情况，本工程导流时段选择在
非汛期，其设计洪水洪峰流量为 p=103 ／s，汛期坝体挡水度
汛设计洪水标准采用20 a一遇，其设计洪水洪峰流量为 p=
376 ／s。
2006年6月 5日大坝遭遇约 30 a一遇施工期超标洪水，基
坑被淹 ，坝前水位达到约430 m。此时大坝面板已浇筑完成⑥⑦
⑧ 3块面板，其余面板尚未浇筑，坝体采用 5(31'／1厚砂浆护面防
渗。6月20日基坑积水全部排干后发现 6 8号坝块面板抬升
破坏。
一 般认为面板抬升的主要原因是下游反渗水所致，但金竹
水电站坝基覆盖层厚仅为 0．5—3．4 m，趾板即坐落在覆盖层以
下的弱风化晶屑凝灰岩上。坝址处河床高程约为417 m，趾板建
基面高程为414．0 m，河床与趾板基坑高程相差仅 3 m，反渗水
的水头差较小。笔者认为较小的水头差不足以抬动面板。面板
是在遭遇施工期超标准洪水后库内有水的情况下发生抬升破坏
的。当时面板仅浇筑了3块，并未形成完全封闭的防渗系统 ，其
上下游水头差也不应太大，面板抬升的主要原因不是下游反渗
水所致。
结合面板处理修复方案设计，对面板下部破坏部分凿除后
的上部剩余部分面板进行稳定计算，计算结果表明，剩余面板是
不稳定的。 f 板抬升的主要原因是面板失稳后错动所致。
道防水翼环，用 6 i／lln厚钢板制作 ，高 0．05 m，阻断渗水，克服水
沿管身渗漏。
5 体会与经验
驾车水库 2000年 5月 1日下闸蓄水，直至 10月 8日蓄至正
常水深 17．7 m时，下游均未出现潮湿现象，且廊道壁、观察孔混
凝土无“汗珠”现象，远小于 1．0 s的设计渗透量，取得了较满
意的防渗效果。2000年 10月 8日经会泽县水利水电工程质量
监督检测站评定为优良工程。
(编辑：徐诗银)
2002，(1)．
[6] 龚召熊．水工混凝土的温控与防裂．北京：中国水利水电出版社，
1999
[7] 袁光裕 水利工程施工 北京：中国水利水电出版社，2002．
[8] 水利水电科学研究院结构材料所．大体积混凝土．北京：中国水利
水电出版社 ．199o．
[9] 朱伯芳．大体积混凝土温度应力与温度控制 中国水利水电出版
社 ．1993．
『10] 混凝土大坝技术
规范
编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载
DL／T 5178—2003．
(编辑：徐诗银)
分析金竹水电站的面板抬升破坏过程为 ：施工期面板处于极限
平衡状态，遭遇施工期超标准洪水后，面板浸泡在水中，面板与
垫层问的摩擦系数降低 ，导致面板失稳滑动。同时由于垫层面
不平整，面板抬升后局部架空，造成面板裂缝或断裂破坏。
3 结 语
金竹水电站面板修复工程中遇到了一个新的问题，即面板
的自身稳定问题。根据计算，当上游坝坡为 1：1．3时，面板自身
是不稳定的，需要下部趾板的支撑。这不符合独立的建筑物 自
身应保持稳定的原则 ，同时岸坡段趾板也无法提供足够的支撑 ，
且规范规定趾板稳定分析采用刚体极限平衡法 ，在进行趾板稳
定计算中不计趾板锚筋作用及面板与趾板之间的传力 ，即趾板
支撑面板是不允许的。这个问题应引起设计和研究人员足够的
重视。
笔者认为面板必须 自身保持稳定 ，这一点在《混凝土面板堆
石坝设计规范》(SL228—98)无相应规定，规范仅对坝体稳定及
渗透稳定有所要求，特别是要求坝体临时断面挡水度汛时，应满
足抗滑稳定和渗透稳定要求。《混凝土面板堆石坝设计规范》建
议坝体上下游坡度为 1：1．3—1：1．4，反算保持面板稳定则垫层
与混凝土间的摩擦系数必须达到 0．8以上，这就要求面板垫层
设计时要充分考虑垫层与混凝土问的摩擦系数问题。而一般干
燥情况下混凝土与砂砾石问的摩擦系数在 0．6左右，坝坡为
1：1．3 1：1．4时的面板抗滑稳定安全系数小于 1。这一结论说
明现面板坝设计中坝体的上游坡度偏陡，若工程实际中垫层摩
擦系数达不到要求，则应放缓坝坡或采取其他必要的工程措施
以增加垫层与混凝土面板问的摩擦系数，保证面板的抗滑稳定
性 。
(编辑：徐诗银)
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