摘要: 水布垭大坝为世界最高的面板堆石坝，面板混凝土对混凝土性能要求高。通过对国内外同类工程面板混凝土的分析及“九五”科技攻关取得的成果，设计单位大胆采用新材料，设计出具有高强度、高抗裂、低弹模、低收缩、耐久性强、工作性好的多功能的高性能混凝土。施工结果表明:各项指标能达到设计要求，浇筑的面板混凝土均未发现早期裂缝。

关 键 词: 面板堆石坝;高性能混凝土;配合比;水布垭水利枢纽

中图分类号: tv641.4+ 3 文献标识码: a

1 混凝土面板结构特点

水布垭面板堆石坝顶部高程405.0m，底部高程176.0m，最大坝高233.0m，是世界上最高的混凝土面板堆石坝。

大坝混凝土面板厚度由底部1.1m渐变至顶部0.3m，面板竖向共分58个条块。其中，两岸坝肩受拉区设15条张性缝，缝间距8m;其余受压区设压性缝，缝间距16m。面板混凝土分三期浇筑，在高程278.0m及340.0m处设有两条水平施工缝，钢筋穿过缝面。面板面积共13.84万m2 ，混凝土工程量8.66万m3 。

水布垭大坝混凝土面板具有如下特点:①面板长，最大斜长392.0m，最大浇筑块斜长162.0m;②要求高，面板混凝土须具有良好的工作性、抗裂性和耐久性;③应力复杂，三维有限元计算结果表明，面板大部份区域为受压区，受拉区分布在周边缝处和面板顶部较小区域，最大值压应力为11.82～22.74mpa，拉应力一般为2mpa（局部最大值为5～6mpa）。除采用合理的施工工艺和措施外，优质的混凝土配合比是满足混凝土面板上述特点的根本保证。

2 面板混凝土实例及“九五”攻关成果

为了研制出适合水布垭工程需要的面板混凝土，设计及科研人员进行了长期的探索，并在国内外已建工程及“九五”国家科技攻关的基础上，进行了针对性的室内及现场试验。

2.1 国内已建工程面板混凝土特点

国内已建典型的混凝土面板堆石坝的面板混凝土配合比见表1。由表1及其它工程可知，面板混凝土配合比设计有以下特点:

（1）不再采用矿渣硅酸盐水泥，而多采用42.5或32.5级普通硅酸盐水泥，有条件时，采用中热硅酸盐水泥。尤其是抚顺和贵州中热硅酸盐水泥具有微膨胀性。

（2）采用适宜的掺和料。现在已越来越重视活性材料的掺用，一般掺用粉煤灰。黑泉等工程曾研究过掺用硅粉，后因干缩性大而弃用;白溪、公伯峡及洪家渡等工程研究过掺聚丙烯纤维，并在白溪、洪家渡面板混凝土中得到应用。

（3）采用较小的水胶比，一般为0.35～0.55。珊溪面板混凝土水胶比小到0.338。

（4）坍落度较小。坍落度值一般为40～70mm。珊溪等近期实施工程的面板混凝土坍落度有尽量采用较小值的趋势，最小为30mm。

（5）掺用减水剂和引气剂。早期使用的减水剂为木钙，后来使用的为萘系高效减水剂;引气剂早期使用的为松香热聚物，后来为dh9 等，使含气量达到4%～6%。另外，珊溪采用了vf-Ⅱ防裂剂，洪家渡还外掺mgo。

（6）面板混凝土骨料一般采用二级配，最大粒径40mm，小石∶中石=55∶45，有的甚至为60∶40;砂率范围为27%～41%，一般在40%左右。

2.2 国外已建工程面板混凝土特点

国外已建工程面板混凝土水灰比一般为0.40～0.55，水泥用量一般为300～370kg/m3 ，坍落度一般小于80mm。

2.3 “九五”攻关成果

为了寻求高强、低弹模、低收缩、耐溶蚀的面板混凝土，中国水利水电科学研究院开展了“九五”科技攻关项目研究。采用多种原材料进行不同配合比试验，得出如下主要结论:

（1）推荐水布垭面板混凝土同时掺用ym型多功能复合外加剂和优质粉煤灰，以达到高减水增强、降低水泥用量以及改善和提高混凝土性能的目的。

（2）为了保证混凝土面板具有高抗裂性、低渗透性及优良的耐久性，建议水布垭面板混凝土采用以下各项设计指标:水灰比为0.4～0.45、含气量4%～5%、坍落度4～7cm、28d强度等级c30或c25、抗渗等级w16或w12、抗冻等级f200或f300。

3 面板高性能混凝土设计原则与研制对策

3.1 设计原则

混凝土面板是大坝防渗体的重要组成部分，在施工期主要产生温度应力和混凝土干缩应力，在运行期主要承受水荷载和坝体不均匀沉陷引起的弯矩作用。此外，面板混凝土还受周围介质如水、大气