贵州双源工程建设有限公司 贵州省黔南州都匀 558000
摘要：文章以混凝土面板堆石坝面板变形特性为研究对象，首先对混凝土面板堆石坝优势特点进行了介绍分析，随后探讨了混凝土面板堆石坝中混凝土力学特性与载荷，最后着重对混凝土面板堆石坝面板变形特性进行了分析与讨论，以供参考。
关键词：混凝土面板堆石坝；面板变形；特性
在社会经济迅猛发展的大背景下，有效推动了我国水电事业的发展，同时伴随着筑坝技术的不断提高，越来越多的混凝土面板堆石坝被广泛应用于水电工程中，因此为了促使混凝土面板堆石坝发挥出更大的作用价值，有必要对其变形特性进行分析研究，从而更好的推动我国水电事业实现稳定可持续发展。
罗甸县林霞水库工程就是具备有这种特征的工程项目。林霞水库工程任务以城镇供水为主，兼顾农田灌溉和人畜饮水。坝址以上集水面积23.28km2，多年平均流量0.341m3/s。正常蓄水位468.00m，校核洪水位471.73m，兴利库容922万m3，总库容1243.39万m3。水库规模为中型，工程等别为Ⅲ等。首部枢纽工程大坝位于纳洋河下游，坝顶轴线长216.0m。最大坝高（从趾板至坝顶）为68.30m，坝顶宽度7.0m。溢洪道布置在大坝左岸，为开敞式无闸溢洪道，总长度370.8m。其中控制段采用WES堰型，堰顶高程468.00m。溢流堰上方设人行桥一座，全长23.0m，桥面宽7.0m。
工程位于罗甸县沫阳镇纳洋河下游河段，距离沫阳镇镇政府公路里程约 5km，距离罗甸县县城公路里程约 20km，工程所在地常年气温偏高，3-10月份平均气温为34度，为保证工程质量，工程避开高温季节施工，计划于2020年10月至2020年12月进行面板混凝土浇筑，通过混凝土面板堆石坝面板变形特性分析，对指导工程施工具有十分重要的意义。
一、混凝土面板堆石坝优势特点
早期的面板堆石坝以抛填堆石作为坝体支撑，采用木面板进行防渗，后续随着坝体的高度越来越高，木面板防渗已经难以满足实际要求，经过多年发展，逐步采用混凝土作为堆石坝面板，从而形成了当前主流的混凝土面板堆石坝。这种堆石坝有着以下几点优势特点：
一是有着非常强的适应性，混凝土面板堆石坝能够适应多种环境，不受河谷形态、地形地质状况的影响，同时还能够适应各种气候条件，实际选址更加灵活方便，不受地域影响。
二是在实际建造过程中，混凝土面板堆石坝能够就地取材，本身建造有着良好的经济性，这种堆石坝对填筑料的要求通常比较低，在实际建造施工过程中，可以直接采用坝肩开挖料和当地材料，从而能够有效节约水泥、钢筋等材料应用，更有助于施工建设成本的节约。
三是度汛方便，实际施工进度安排比较方便灵活。相较于传统坝体，混凝土面板堆石坝坝体有着更好的防渗透性，可以直接过水和挡水，使得导流度汛得到了有效的简化，同时在实际施工时，受季节影响比较小，因此更加便于施工进度的安排，有效缩短工期。
四是混凝土面板堆石坝在实际施工时有着较高的机械化程度，且施工过程中存在的干扰比较少，更有助于施工效率提升。混凝土面板堆石坝在具体施工过程中，主要工作内容是进行土方填筑和面板混凝土浇筑，因此在这一过程中，可以充分利用大型振动辗压机械、自卸汽车等机械设备，因此整体的施工机械化程度良好的，不需要进行大量的交叉施工，更有助于施工效率提升。
五是混凝土面板堆石坝结构安全可靠。在实际建筑过程中，通过采用最新的薄层辗压技术，能够有效提升堆石的密实，且坝体还有着良好的抗滑稳定性、抗震性，使得坝体整体更加安全可靠。
二、混凝土面板堆石坝中混凝土力学特性与载荷
一般而言，在混凝土面板堆石坝中，混凝土的面板在应力变化方面，会受到多种因素的影响，除了自身结构影响外，比如结构形态、结构高度等，还会受到混凝土力学性能的影响，除此之外，不同合谷地质、气候特征或多或少也会对混凝土面板堆石坝面板应力带来一定的影响。在具体施工过程中，若施工技术落实不到位，比如混凝土养护较差，同样会对混凝土面板带来一定的影响。总体而言，混凝土面板结构受力包括以下三种情况：
一是受外载荷作用力带来的影响，在面板表面，长期受水载荷的冲击，或者因地震，导致基础地形发生了变化，都会对混凝土面板应力带来一定的变化影响。二是混凝土本身产生的变形，混凝土结构受外界温度与湿度变化影响，在内部同样会产生一定的应力，导致混凝土面板应力发生变化，三是受混凝土材料的影响，比如混凝土内部进水会发生碱骨料反应，受冻融影响，会导致混凝土从内部开始膨胀变形，最终导致混凝土面板应力发生变化，引起混凝土面板堆石坝面板开裂。
三、混凝土面板堆石坝面板变形特性分析
（一）面板沿顺坡向变形特性分析
长期的是混凝土面板堆石坝施工实践经验表明，在坝体面的中下部，会受到一定的堆石反向水压力，随着压力的持续作用，面板会向着坝体内侧进行一定的程度的偏移。待是混凝土面板堆石坝完成施工，水库正式进行蓄水后，面板同时还会受到水压力合作的影响，从而向下游发生形变问题吗，在面板的底部，一般会出现一定的位移，位移的方向通常在下游侧。与此同时，当是混凝土面板堆石坝的堆石体出现了变形问题，在堆石体之上进行混凝土面板施工时，在面板的下部同样会发生一定程度的位移，位移方向为上游方向。由于面板上部原本的位移方向是向下游，而在蓄水后，受水荷载影响，面板与坝体位移方向一致，都是朝着下游方向位移，最终会导致面板中部向上突出。再加上坝体面板会长期受水头压力的影响，面板中部会发生一定的变形，变形方向是下游方向,而对于两侧面板而言，由于受到坝肩的约束，局部部分会发生一定的反翘，同样会引发是混凝土面板堆石坝出现裂缝。
（二）混凝土面板结构性裂缝机理分析
一般情况下，在实际进行混凝土面板堆石坝施工过程中，或者在后续混凝土面板堆石坝竣工运行，面板在实际变形时，均呈现出不均匀的特点。如果沿着面板的方向，发生向下位移，那么此时对于堆石体面板约束而言，我们可以将其视为一种弹性约束;若在堆石与面板之间，发生了滑移变形，那么堆石对坝体面板约束则可以视为是一种摩擦约束。无论对于上述何种约束，都会使得在坝体面板之上产生拉应力,当这种应力超出了混凝土抗拉强度，坝体面板便会出现裂缝问题。此时在面板中部，所承受的应力为压应力，而在坝体面板的顶部与底部，则会承受拉应力，当坝体发生比较的变形时，拉应力会大大增加，并且作用范围也在不断扩大，从而容易导致成面板出现较大规模的拉裂裂缝,因此需要相关施工人员提高注意。
（三）面板沿坝轴变形特性分析
相关实践表明，如果面板堆石体坝有着非常高的高度，坝体的应力以及运行状态也会出现一些新的特性，随着坝高增加，避免会增大堆石体应力水平，面板长度也会随着变长。与此同时，对于堆石材料高度而言，在具体增高变形化方面有着明显的非线性特性,因此随着坝体升高，因此产生的应力变形也会对坝体和面板的变形带来较大影响。在加上受岸坡地形的影响，在河床两侧如果进行混凝土堆石坝设置，那么堆石体在实际进行位移时，会沿着河谷中心方向进行，更容易导致坝体出现裂缝。
总结：综上所述，如今随着水利工程建设规模越来越大，相应的对于混凝土面板堆石坝建设高度有了更高的要求，一般混凝土面板堆石坝高度越高，面板受到的应力变形影响越大，越容易出现裂缝问题，因此需要我们对混凝土面板堆石坝变形特性进行充分的了解，以便后续采取针对性措施加以妥善应对，促使混凝土面板堆石坝作用价值得到充分发挥。
参考文献：
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