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【摘要】由于受到了坝坡稳定和石堆材料渗透稳定，坝体堆石变形控制以及混凝土面板应力状态等各方面的因素，超高混凝土面板堆石坝建设过程中面临了相当严峻的技术问题。因此，本文考虑了坝体材料的改进，筑坝材料的选择、堆石压实标准控制，以及面板浇筑时机选择，面板厚度设计、面板钢筋排列等方面，采取相应的工程措施，达到尽可能的减少堆石变形和降低混凝土面板受到的相应作用力。
【关键词】超高混凝土面板堆石坝；堆石控制；面板作用力
前言
进入21世纪以来，随着科学技术的进步，在混凝土面板堆石坝的建设方面更加完善，人们对于水电方面的需求不断增长，因此，混凝土面板堆石坝的坝高也不断增加，国际上不断开工建设和建成一批坝高200m的超高混凝土面板堆石坝，如145m高的莱索托莫哈里坝，185m高的巴西巴拉格兰德坝，还有202m高的坎珀斯诺沃斯坝等等，这些坝的建筑从而满足人们的需要。近年来，我国也相继建成坝高179.5m的洪家渡坝、坝高185m的三板溪坝、坝高233m的水布垭坝等高混凝土面板坝工程，这些工程为超高混凝土面板堆石坝的技术提升奠定了基础。本文主要通过对超高混凝土面板堆石坝建设过程中的关键技术问题进行分析和探讨。
1、坝坡稳定问题
早期混凝土面板堆石坝的上下游坡比为1：1.4，巴西近年来修筑了几座上下游坡比为1：1.3的超高混凝土面板堆石坝。虽然其边坡较为陡峭，但是从坝体的运行情况来看，坝体较为稳定，并未出现特别问题。因此，对于超高面板坝而言，采取1：1.3的坡比是可以的，但是，这是在筑坝材料的强度可以满足相应的要求的情况下。从一般情况看，常规堆石体具有较高的强度，维持着边坡，但是随着坝高增加，其所受到的应力水平增加，堆石的强度也会受到其影响，产生相应变化。因此，通过研究堆石材料，探讨其在高应力水平下强度变化规律，可以更好的建筑超高混凝土面板坝。
2、渗透稳定性问题
用于修建超高混凝土面板堆石坝的堆石粗颗粒，由于是经历了碾压过后所形成的骨架，能较好地保持其渗透稳定性。因此，堆石的渗透稳定问题不是面板石坝的制约因素。但是由于坝高增加会导致上游水头增大，水头越高，压力越大，在高水头压力下，所以坝体的渗透稳定性对于整体稳定而言尤为重要，坝体的上游垫层区和过渡区的渗透稳定是建设过程中的关键问题。合理的级配分区材料，尤其是上游的垫层区和过渡区，可以设置合理的渗透系数，这样既可以起限漏作用，又可以堵住面板下面漏水。目前超高混凝土面板堆石坝建设中，垫层区的设计过程中通常采用半透水级配，垫层区的宽度一般为3-4米。但是，如果未来坝高继续增加，需要更加谨慎的研究高水头压力情况下，垫层区和过渡区的级配料比。通过准确的实验和计算分析研究，从而达到反滤保护作用。
3、堆石变形控制与面板应力
3.1变形控制及相关工程措施
从面板坝建设和运行经验来看，堆石体是主要的支撑结构，坝体变形控制是面板堆石坝的关键技术核心。对于300m超高混凝土面板堆石坝而言，关键的技术主要是涉及到坝体的分区设计，构筑材料工程特性及计算理论，但是最为核心的依然是堆石体的变形控制，施工期和蓄水期由于堆石体自重和水负载产生的变形和徐变，随着面板坝的坝高从200m向300m级跨越，不可避免的出现了较大增长。传统的混凝土面板堆石坝坝体形变一般会将其控制在坝高的1%之内，但是由于300m级超高混凝土面板堆石坝的坝体堆石变形和面板之间的应力的量值关系不明确，因此，很难将变形量控制在相应的指标之内。
为此，在设计和建设超高混凝土面板堆石坝的过程中，考虑坝料特性，计算理论值，通过优化仿真分析，坝料使用，坝料分区和填筑程序等方面，研究堆石体移动的量值特点、分布规律，面板的应力分布特点和面板应力的移动位置。通过这些相关的研究，针对300m超高混凝土面板堆石坝的应力变形特点，合理安排其堆石填筑，压实标准，面板分期浇筑和度蓄计划，最大限度地控制超高混凝土面板堆石坝的坝体变形。
另一方面，由堆石体所受到的应力水平导致的瞬间变形和蠕变变形，都和坝体的高度有着直接关系。因此控制堆石体变形依然是未来面板坝设计的核心，从选材，断面分区，填筑分期等等方面，控制其变形，方可确保坝体稳定。
3.2面板应力及相关工程措施
混凝土面板是坝体的主要挡水防渗部分，面板接缝良好可以很好的止水，也可成为面板坝最为主要的防渗屏障。探究混凝土面板的应力分布，保证接缝系统安全，一直是超高混凝土面板堆石坝建设中的核心。目前，适合200m坝高的接缝变形和可承受高压水头的面板坝材料，已经得到充分验证，并且广泛应用。如以铜、表面塑性及自愈性为主的高性能接缝止水材料。
通过探究面板坝的坝高变形特点和高水头作用负载，开发新型止水材料，探究更为高效可靠的止水结构是未来超高混凝土面板堆石坝的研究重点。同时，通过合理分缝也是改变面板的应力水平和减少面板裂缝的工程措施。
结语：
本文讨论了超高混凝土面板堆石坝的坝坡稳定性，渗透性，堆石变形和面板受力等影响和限制其建设的关键技术问题，分析其成因和机理。同时，通过深入讨论和研究，探讨了新材料的开发和对坝体设计和施工方法的改进，为未来更好的设计和建设超高混凝土面板堆石坝提供了一定帮助作用。
参考文献：
[1]徐泽平，邓刚.高面板堆石坝的技术进展及超高面板堆石坝关键技术问题探讨[J].水利学报，2008，（10）：1226-1234.
[2]杨泽艳，周建平.我国特高面板堆石坝的建设与技术展望[J].水力发电，2007，（1）：64-68.
【关键词】超高混凝土面板堆石坝；堆石控制；面板作用力
前言
进入21世纪以来，随着科学技术的进步，在混凝土面板堆石坝的建设方面更加完善，人们对于水电方面的需求不断增长，因此，混凝土面板堆石坝的坝高也不断增加，国际上不断开工建设和建成一批坝高200m的超高混凝土面板堆石坝，如145m高的莱索托莫哈里坝，185m高的巴西巴拉格兰德坝，还有202m高的坎珀斯诺沃斯坝等等，这些坝的建筑从而满足人们的需要。近年来，我国也相继建成坝高179.5m的洪家渡坝、坝高185m的三板溪坝、坝高233m的水布垭坝等高混凝土面板坝工程，这些工程为超高混凝土面板堆石坝的技术提升奠定了基础。本文主要通过对超高混凝土面板堆石坝建设过程中的关键技术问题进行分析和探讨。
1、坝坡稳定问题
早期混凝土面板堆石坝的上下游坡比为1：1.4，巴西近年来修筑了几座上下游坡比为1：1.3的超高混凝土面板堆石坝。虽然其边坡较为陡峭，但是从坝体的运行情况来看，坝体较为稳定，并未出现特别问题。因此，对于超高面板坝而言，采取1：1.3的坡比是可以的，但是，这是在筑坝材料的强度可以满足相应的要求的情况下。从一般情况看，常规堆石体具有较高的强度，维持着边坡，但是随着坝高增加，其所受到的应力水平增加，堆石的强度也会受到其影响，产生相应变化。因此，通过研究堆石材料，探讨其在高应力水平下强度变化规律，可以更好的建筑超高混凝土面板坝。
2、渗透稳定性问题
用于修建超高混凝土面板堆石坝的堆石粗颗粒，由于是经历了碾压过后所形成的骨架，能较好地保持其渗透稳定性。因此，堆石的渗透稳定问题不是面板石坝的制约因素。但是由于坝高增加会导致上游水头增大，水头越高，压力越大，在高水头压力下，所以坝体的渗透稳定性对于整体稳定而言尤为重要，坝体的上游垫层区和过渡区的渗透稳定是建设过程中的关键问题。合理的级配分区材料，尤其是上游的垫层区和过渡区，可以设置合理的渗透系数，这样既可以起限漏作用，又可以堵住面板下面漏水。目前超高混凝土面板堆石坝建设中，垫层区的设计过程中通常采用半透水级配，垫层区的宽度一般为3-4米。但是，如果未来坝高继续增加，需要更加谨慎的研究高水头压力情况下，垫层区和过渡区的级配料比。通过准确的实验和计算分析研究，从而达到反滤保护作用。
3、堆石变形控制与面板应力
3.1变形控制及相关工程措施
从面板坝建设和运行经验来看，堆石体是主要的支撑结构，坝体变形控制是面板堆石坝的关键技术核心。对于300m超高混凝土面板堆石坝而言，关键的技术主要是涉及到坝体的分区设计，构筑材料工程特性及计算理论，但是最为核心的依然是堆石体的变形控制，施工期和蓄水期由于堆石体自重和水负载产生的变形和徐变，随着面板坝的坝高从200m向300m级跨越，不可避免的出现了较大增长。传统的混凝土面板堆石坝坝体形变一般会将其控制在坝高的1%之内，但是由于300m级超高混凝土面板堆石坝的坝体堆石变形和面板之间的应力的量值关系不明确，因此，很难将变形量控制在相应的指标之内。
为此，在设计和建设超高混凝土面板堆石坝的过程中，考虑坝料特性，计算理论值，通过优化仿真分析，坝料使用，坝料分区和填筑程序等方面，研究堆石体移动的量值特点、分布规律，面板的应力分布特点和面板应力的移动位置。通过这些相关的研究，针对300m超高混凝土面板堆石坝的应力变形特点，合理安排其堆石填筑，压实标准，面板分期浇筑和度蓄计划，最大限度地控制超高混凝土面板堆石坝的坝体变形。
另一方面，由堆石体所受到的应力水平导致的瞬间变形和蠕变变形，都和坝体的高度有着直接关系。因此控制堆石体变形依然是未来面板坝设计的核心，从选材，断面分区，填筑分期等等方面，控制其变形，方可确保坝体稳定。
3.2面板应力及相关工程措施
混凝土面板是坝体的主要挡水防渗部分，面板接缝良好可以很好的止水，也可成为面板坝最为主要的防渗屏障。探究混凝土面板的应力分布，保证接缝系统安全，一直是超高混凝土面板堆石坝建设中的核心。目前，适合200m坝高的接缝变形和可承受高压水头的面板坝材料，已经得到充分验证，并且广泛应用。如以铜、表面塑性及自愈性为主的高性能接缝止水材料。
通过探究面板坝的坝高变形特点和高水头作用负载，开发新型止水材料，探究更为高效可靠的止水结构是未来超高混凝土面板堆石坝的研究重点。同时，通过合理分缝也是改变面板的应力水平和减少面板裂缝的工程措施。
结语：
本文讨论了超高混凝土面板堆石坝的坝坡稳定性，渗透性，堆石变形和面板受力等影响和限制其建设的关键技术问题，分析其成因和机理。同时，通过深入讨论和研究，探讨了新材料的开发和对坝体设计和施工方法的改进，为未来更好的设计和建设超高混凝土面板堆石坝提供了一定帮助作用。
参考文献：
[1]徐泽平，邓刚.高面板堆石坝的技术进展及超高面板堆石坝关键技术问题探讨[J].水利学报，2008，（10）：1226-1234.
[2]杨泽艳，周建平.我国特高面板堆石坝的建设与技术展望[J].水力发电，2007，（1）：64-68.