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【摘 要】随着社会的发展和科技的进步，不断有新的施工技术被成功运用在水利工程建设中，面板堆石坝就是这样一种新型的堤坝结构，它是由防渗面板、防渗接地结构和堆石坝体三部分组成，由于其施工技术具有简单易行，工程量较小，导流方便，安全性能高等特点，在目前的水利工程建设中逐渐得到广泛应用。但是，面板堆石坝的结构在大流量溢洪的问题上还存在着一些缺陷，也是其施工技术需要完善的重点内容。现本文就通过介绍面板堆石坝的主要特点和溢流式面板堆石坝的发展现状，论述在面板堆石坝上建筑溢洪道的可行性，并提出相关建议。
【关键词】面板堆石坝；溢流技术；坝体溢洪道；设计准则
面板堆石坝是近年来兴起的一种新型堤坝结构，是以堆石坝体为主体支撑结构，在坝体上游修筑防渗面板，并使防渗面板与防渗接地结构相连接，共同达到阻水防渗的效果。在不断的应用于发展过程中，面板堆石坝的施工技术得到很大的提高与改进，其设计理论也逐渐成熟完善，是目前最具发展前景的堤坝施工技术。溢流面板堆石坝就是在其基础上发展而来的，由于溢流面板堆石坝能够充分利用施工中产生的废料，降低工程成本，加快施工进度，因此对面板堆石坝坝上溢流技术的应用逐渐成为行内研究的焦点。
1、面板堆石坝的特点
面板堆石坝的迅速发展，并非偶然，这是由其自身在技术上和经济上的优势所决定的。总体上说，它有如下一些特点：
（1）结构简单，基本上不使用防渗土料，因此避免了占用农田耕地。
（2）即使面板坝发生某些裂缝、漏水，但堆石不会产生管涌，而且面板下部设置有级配良好的弱透水性的垫层，因此不会发生大的渗漏。面板坝具有良好的抗冻性，且不存在防渗体与反滤料的渗漏冲蚀问题。
（3）坝体仅采用堆石或砂砾料填筑，施工简单，受气候条件影响较小，故可全年高速施工，具有明显的经济性。
2、溢流式面板堆石坝的发展状况
堆石坝在水坝中的比重日益增大，在高坝领域中堆石坝的数量也超过了混凝土重力坝和拱坝，这并非是因为剩余的优良坝址已很少，主要是因为堆石坝有施工快、造价低的优点，而溢流面板堆石坝更因其显著的特点而受到水利工程技术人员的重视。溢流式面板堆石坝适合于河谷地形隘窄、山高坡陡难以修建独立溢洪道的场地。根据国内外一些面板坝的工程实践，这种坝在技术上并不十分复杂，工程造价经济节省，对环境影响较小，具有较好的应用前景。根据现有资料分析，溢流式面板堆石坝对于中等坝高的工程，技术难度低，应用风险较小，而且有一定类似工程的技术手段、设计方法和实测资料，从而对工程的可靠性有了一定保证。
3、堆石坝坝体上建溢洪道的可行性
在堆石坝坝体上开展溢流技术，修筑溢洪道是溢流式面板堆石坝工程的主要技术方法。由于这是一种新型的施工技术，其施工技术还不够成熟完善，因而没有得到大面积的推广与应用。在经过工程技术人员的仔细研究和精确的计算下，得出了在堆石坝上建立溢洪道是可行的这一结论，并进行了相关试验和实际工程的施工应用，为其可行性提供了现实依据。
在堆石坝坝体上建溢洪道时，其单宽泄流量要满足技术规范的要求，只要单宽泄流量值达到技术人员精确计算后得出的数据值，在堆石坝坝体上建溢洪道就不妨礙到坝体的稳定。堆石坝坝顶溢流主要的不安全因素是溢流坝段的稳定及坝体的应力、变形，而不安全因素的大小主要是由下泄流量和下泄水头决定的。只要在设计中注重加强对下泄流量的控制，就能很好的实现溢流技术在堆石坝体上的应用。
4、溢流式面板堆石坝坝体溢洪道的设计准则
坝体溢洪道是建筑在以松散介质为材料，人工碾压填筑的堆石体上，同时又经受高速水流的作用。所以，在建立堆石坝坝顶溢洪道时应遵循以下基本准则：
4.1精心选择作为溢洪道基础持力层的堆石筑坝材料，不能用质量标准偏低的石料，填筑标准也不能降低，应按上游支撑面板的垫层来设计，控制级配、填筑干密度和孔隙率等物性指标，以尽可能提高堆石体的抗剪强度和变形模量，最大限度地使其变形量不超过溢洪道底板的允许值。
4.2坝身溢洪道有集中和分开布置两种形式，集中布置即是将溢洪道集中布置在坝体中部的某一位置；分开布置是将溢洪道分为两部分，分别布置在坝体的左右两侧。由于布置在坝体两侧，不均匀沉降较大，运行时可能导致溢洪道较大的变形，而且分段施工困难较多，一般多采用集中布置方案。
4.3对溢洪道的平面布置和纵横向体型应力求缓变、平顺和规整，并做好接缝止水，以防止折冲水流的发生，并减小动水荷载对设置在堆石体上的泄槽的不利影响，防止结构失稳情况的出现。
4.4合理设计堆石体的排水能力，以消除泄槽底板下的浮托力，提高泄槽斜坡稳定性。强化溢洪道与堆石体锚固联结结构，以增加其间的连接强度，加大系统的整体性。
5、坝体溢洪道设计的几项建议
虽然在堆石坝坝上进行溢洪道的施工已经被不少水利工程的实际应用而验证了其可行性，但在坝体溢洪道的具体施工设计中，仍然有很多方面的考虑不够周全，还存在很多问题需要进一步加强设计而进行解决。笔者通过对现有的溢流式面板堆石坝的施工情况进行深入研究分析，结合自身工作经验，提出了以下几点坝体溢洪道施工设计的建议，以供同行参考。
5.1坝身溢洪道的经济性是不容置疑的，但因其直接建筑在堆石体上，如果失事，后果将比岸边式溢洪道要大的多，因此，应认真考虑工程的具体条件和可能承受的风险，经过充分的技术经济比较，然后做出慎重的选择。
5.2应注意坝身溢洪道位置选择问题。有条件的，要尽量布置在左岸或右岸坝段，以降低溢洪道在坝体部分的落差，并尽可能使出口远离坝脚。应避免在下游堆石体超过60m断面上布置溢洪道，因为要保持溢洪道最大流速不超过30m/s，则需采用挑流消能，且鼻坎下要修建10m以上高度的混凝土挡墙，从而需要解决带来的消能、防冲、防淘刷等相关问题。
5.3在高速水流情况下，除对泄槽的横缝结构给予重视外，尚应研究完善纵缝止水结构，做好缝下排水系统，避免由于渗漏和高速水流对底板的不利影响，为避免产生纵缝而产生渗漏，在施工中，应加强对防渗面板施工材料的质量管理，并严格要求施工人员按照技术要求的规范程序进行防渗面板施工，防止纵缝渗漏现象的发生。
5.4应重视溢洪道所处位置的坝体填筑设计。为减少溢洪道的变形，应全部采用主堆石区的填筑标准，在泄槽底板下，应设置透水料并进行碾压，使之对底板混凝土提供平坦和坚实的支撑，并起到排除渗水的作用。
6、结语
通过研究与分析以及实际工程的验证，可以得出在面板堆石坝上进行溢流技术的施工应用是可行的。因其施工简便，成本低廉，节约环保，性能优良，溢流式面板堆石坝是一种极具发展前景的堤坝施工技术，在未来的水利工程建设发展中具有很高的研究价值。
【关键词】面板堆石坝；溢流技术；坝体溢洪道；设计准则
面板堆石坝是近年来兴起的一种新型堤坝结构，是以堆石坝体为主体支撑结构，在坝体上游修筑防渗面板，并使防渗面板与防渗接地结构相连接，共同达到阻水防渗的效果。在不断的应用于发展过程中，面板堆石坝的施工技术得到很大的提高与改进，其设计理论也逐渐成熟完善，是目前最具发展前景的堤坝施工技术。溢流面板堆石坝就是在其基础上发展而来的，由于溢流面板堆石坝能够充分利用施工中产生的废料，降低工程成本，加快施工进度，因此对面板堆石坝坝上溢流技术的应用逐渐成为行内研究的焦点。
1、面板堆石坝的特点
面板堆石坝的迅速发展，并非偶然，这是由其自身在技术上和经济上的优势所决定的。总体上说，它有如下一些特点：
（1）结构简单，基本上不使用防渗土料，因此避免了占用农田耕地。
（2）即使面板坝发生某些裂缝、漏水，但堆石不会产生管涌，而且面板下部设置有级配良好的弱透水性的垫层，因此不会发生大的渗漏。面板坝具有良好的抗冻性，且不存在防渗体与反滤料的渗漏冲蚀问题。
（3）坝体仅采用堆石或砂砾料填筑，施工简单，受气候条件影响较小，故可全年高速施工，具有明显的经济性。
2、溢流式面板堆石坝的发展状况
堆石坝在水坝中的比重日益增大，在高坝领域中堆石坝的数量也超过了混凝土重力坝和拱坝，这并非是因为剩余的优良坝址已很少，主要是因为堆石坝有施工快、造价低的优点，而溢流面板堆石坝更因其显著的特点而受到水利工程技术人员的重视。溢流式面板堆石坝适合于河谷地形隘窄、山高坡陡难以修建独立溢洪道的场地。根据国内外一些面板坝的工程实践，这种坝在技术上并不十分复杂，工程造价经济节省，对环境影响较小，具有较好的应用前景。根据现有资料分析，溢流式面板堆石坝对于中等坝高的工程，技术难度低，应用风险较小，而且有一定类似工程的技术手段、设计方法和实测资料，从而对工程的可靠性有了一定保证。
3、堆石坝坝体上建溢洪道的可行性
在堆石坝坝体上开展溢流技术，修筑溢洪道是溢流式面板堆石坝工程的主要技术方法。由于这是一种新型的施工技术，其施工技术还不够成熟完善，因而没有得到大面积的推广与应用。在经过工程技术人员的仔细研究和精确的计算下，得出了在堆石坝上建立溢洪道是可行的这一结论，并进行了相关试验和实际工程的施工应用，为其可行性提供了现实依据。
在堆石坝坝体上建溢洪道时，其单宽泄流量要满足技术规范的要求，只要单宽泄流量值达到技术人员精确计算后得出的数据值，在堆石坝坝体上建溢洪道就不妨礙到坝体的稳定。堆石坝坝顶溢流主要的不安全因素是溢流坝段的稳定及坝体的应力、变形，而不安全因素的大小主要是由下泄流量和下泄水头决定的。只要在设计中注重加强对下泄流量的控制，就能很好的实现溢流技术在堆石坝体上的应用。
4、溢流式面板堆石坝坝体溢洪道的设计准则
坝体溢洪道是建筑在以松散介质为材料，人工碾压填筑的堆石体上，同时又经受高速水流的作用。所以，在建立堆石坝坝顶溢洪道时应遵循以下基本准则：
4.1精心选择作为溢洪道基础持力层的堆石筑坝材料，不能用质量标准偏低的石料，填筑标准也不能降低，应按上游支撑面板的垫层来设计，控制级配、填筑干密度和孔隙率等物性指标，以尽可能提高堆石体的抗剪强度和变形模量，最大限度地使其变形量不超过溢洪道底板的允许值。
4.2坝身溢洪道有集中和分开布置两种形式，集中布置即是将溢洪道集中布置在坝体中部的某一位置；分开布置是将溢洪道分为两部分，分别布置在坝体的左右两侧。由于布置在坝体两侧，不均匀沉降较大，运行时可能导致溢洪道较大的变形，而且分段施工困难较多，一般多采用集中布置方案。
4.3对溢洪道的平面布置和纵横向体型应力求缓变、平顺和规整，并做好接缝止水，以防止折冲水流的发生，并减小动水荷载对设置在堆石体上的泄槽的不利影响，防止结构失稳情况的出现。
4.4合理设计堆石体的排水能力，以消除泄槽底板下的浮托力，提高泄槽斜坡稳定性。强化溢洪道与堆石体锚固联结结构，以增加其间的连接强度，加大系统的整体性。
5、坝体溢洪道设计的几项建议
虽然在堆石坝坝上进行溢洪道的施工已经被不少水利工程的实际应用而验证了其可行性，但在坝体溢洪道的具体施工设计中，仍然有很多方面的考虑不够周全，还存在很多问题需要进一步加强设计而进行解决。笔者通过对现有的溢流式面板堆石坝的施工情况进行深入研究分析，结合自身工作经验，提出了以下几点坝体溢洪道施工设计的建议，以供同行参考。
5.1坝身溢洪道的经济性是不容置疑的，但因其直接建筑在堆石体上，如果失事，后果将比岸边式溢洪道要大的多，因此，应认真考虑工程的具体条件和可能承受的风险，经过充分的技术经济比较，然后做出慎重的选择。
5.2应注意坝身溢洪道位置选择问题。有条件的，要尽量布置在左岸或右岸坝段，以降低溢洪道在坝体部分的落差，并尽可能使出口远离坝脚。应避免在下游堆石体超过60m断面上布置溢洪道，因为要保持溢洪道最大流速不超过30m/s，则需采用挑流消能，且鼻坎下要修建10m以上高度的混凝土挡墙，从而需要解决带来的消能、防冲、防淘刷等相关问题。
5.3在高速水流情况下，除对泄槽的横缝结构给予重视外，尚应研究完善纵缝止水结构，做好缝下排水系统，避免由于渗漏和高速水流对底板的不利影响，为避免产生纵缝而产生渗漏，在施工中，应加强对防渗面板施工材料的质量管理，并严格要求施工人员按照技术要求的规范程序进行防渗面板施工，防止纵缝渗漏现象的发生。
5.4应重视溢洪道所处位置的坝体填筑设计。为减少溢洪道的变形，应全部采用主堆石区的填筑标准，在泄槽底板下，应设置透水料并进行碾压，使之对底板混凝土提供平坦和坚实的支撑，并起到排除渗水的作用。
6、结语
通过研究与分析以及实际工程的验证，可以得出在面板堆石坝上进行溢流技术的施工应用是可行的。因其施工简便，成本低廉，节约环保，性能优良，溢流式面板堆石坝是一种极具发展前景的堤坝施工技术，在未来的水利工程建设发展中具有很高的研究价值。