河床平趾板结构的设计介绍

九甸峡水利枢纽坝址区为狭窄河谷地形，两岸岸坡极不对称，坝基为深厚覆盖层，为了减少开挖工程量，降低施工难度，针对坝址区地质条件和面板堆石坝防渗要求，坝轴线上游挖除Ⅰ组覆盖层和Ⅱ组冲积层，以下部分作为大坝的坝基保留；坝轴线下游覆盖层上部6 m挖除，以下部分保留。河床平趾板直接建于覆盖层上。

对于河床深槽段的深覆盖层渗控，设计比选后采用了混凝土防渗墙垂直防渗的处理方案。对于这样的设计方案，防渗墙与上部坝体防渗体（面板）的连接是整个防渗体系的关键，也是大坝-地基防渗系统的最薄弱环节，必须给予足够的重视。同时，地基覆盖层、防渗墙与上部坝体的相互作用，以及各部分在自重和外荷作用下能否满足变形协调的要求，应力是否超限，也是影响大坝安全的重要因素。

平趾板上游河床覆盖层截渗方式是保证面板坝防渗系统封闭的关键，对工程投资、施工工期、工程可靠性等影响重大，针对本工程的特点，拟定了三个设计方案进行技术经济比较。

（1）单防渗墙柔性连接方案

将河床段平趾板基础直接置于河床深覆盖层上，建基高程为2073.50 m，趾板厚度为0.8 m，宽度为6 m。趾板上游坝基采用混凝土防渗墙截渗，厚度为1.2 m，采用机械造孔，混凝土强度为C25，配钢筋笼，趾板与防渗墙之间采用一块连接板连接，连接板长度为4.0 m，厚度为0.8 m。连接板与趾板和防渗墙之间设置止水。同时，为协调连接板、趾板之间的变形，在其底部设有0.3 m厚的砂浆垫层，并铺设有1.0 m厚垫层料。混凝土防渗墙与连接板和趾板的细部设计见图7.3-1。

图7.3-1　单防渗墙柔性连接方案

（2）双防渗墙柔性连接方案

为了提高防渗墙的可靠性，保证坝体基础的安全，坝基防渗设置双道防渗墙，双道防渗墙净距3.0 m，其厚度为0.8 m，两道防渗墙之间设有连接板，连接板长3.0 m。其余连接板及趾板布置同单道防渗墙。双防渗墙方案细部设计见图7.3-2。(www.xing528.com)

防渗墙与趾板相隔一定距离，各自分别施工，在沉降基本稳定后，再用连接板连接起来。连接板的施工在坝体填筑和防渗墙施工结束后进行，这样一方面可以避免施工期产生的不均匀沉陷，另一方面可以为坝体和防渗墙的同步施工提供场地。连接板、趾板段设置结构伸缩缝，以吸收可能的不均匀变形。

图7.3-2　双防渗墙柔性连接方案设计图

（3）双防渗墙刚性连接方案

防渗墙柔性连接方案平趾板直接置于河床覆盖层上，平趾板变形较大，与防渗墙顶部的变形协调通过连接板过渡，对止水材料的要求较高，同时局部分缝密集，止水破坏隐患加大。刚性连接方案考虑河床平趾板底部采用双道防渗墙组成的井字形基础，基础上浇筑3.0 m厚的混凝土承台，平趾板置于混凝土承台之上，以保证平趾板变形较小，布置平顺。双道防渗墙厚度为1.0 m，其细部设计见图7.3-3。

图7.3-3　双防渗墙刚性连接方案设计图

由于九甸峡河谷深槽段较窄，岸坡对防渗墙的约束作用明显，根据对各种工况下应力变形分析，刚性连接方案和柔性连接方案相差不大。对于刚性连接方案，趾板下直接接混凝土连接梁和双防渗墙，趾板底部变形较小，而面板受坝体和覆盖层变形的影响，变形相对较大，两者之间的变形差大于柔性墙方案。从整体应力变形分布上看，柔性墙和刚性墙方案均可满足坝体安全运行的要求，相对而言，柔性墙方案适应地基变形较好，整体方案较优。从周边缝变形情况看，刚性连接方案均比柔性连接方案要大，因此对止水材料的要求也高。双墙柔性连接方案是对单墙柔性连接方案做了进一步的加强，但从施工方面考虑，两道防渗墙的施工难度加大，通过计算分析和工程类比，设计最终采用了单防渗墙柔性连接方案。