水利工程面板混凝土抗渗等级

面板的主要作用是防渗，怎样合理选定面板混凝土抗渗等级，我国自开始建造混凝土面板堆石坝以来，始终没有科学、确切的解答。1993年能源部水利部共同发布的DL5016—93《混凝土面板堆石坝设计导则》和1994年水利部发布的SL49—94《混凝土面板堆石坝施工规范》，均未涉及此问题；1998年水利部发布的SL228—98《混凝土面板堆石坝设计规范》中第8.3.1条提出“面板混凝土应具有优良的……抗渗性和耐久性”、“面板混凝土的抗渗等级应不低于W8”。不低于“W8？那么“W9或W10”行不行呢？无人解释，只能从该规范条文说明得到这样的答复：“根据我国已建的混凝土面板堆石坝的经验，二级配混凝土的抗渗等级大多在W20～W40，……”。面板混凝土抗渗等级设计值低了，大坝防渗性能不够。定高了，也不是好事，它会带来其他问题，例如胶凝材料用量高、温控要求高、工艺要求高、混凝土单价要提高等。

在蓄水安全鉴定的工程中，百米以上的混凝土面板堆石坝有6座，其面板混凝土抗渗等级如表4.13.1-1所示。

表4.13.1-1　几座百米以上坝高的混凝土面板厚度与抗渗等级

以上各工程面板混凝土抗渗等级究竟是怎样定的说不确切。笔者早在1989年对西南某省正在进行可行性研究报告的某大型水利枢纽咨询时，就曾试图建立一个选定面板混凝土抗渗等级的参考计算式，现提出供探讨。

（1）参考计算式。

1）使用当前我国规定的水工混凝土抗渗标号的试验方法——逐级加压法，则混凝土抗渗等级（W），与其试件试验时最大水力梯度（i0）的相关数值，见表4.13.1-2。

表4.13.1-2　混凝土与试件试验时最大水力梯度相关对照表

2）面板最底部承受的最大水力梯度（i1），应满足下式要求：

式中　i0——与抗渗等级相应的试件试验时的最大水力梯度；

　　　i1——面板容许承受的最大水力梯度（作用水头对面板厚度之比）；

　　　k——混凝土抗渗性安全系数，建议取等于或大于5。(www.xing528.com)

式中　H——作用水头，m；

　　　B——面板最大厚度，m。

将②式代入①得：

（2）题例：某水库混凝土面板堆石坝坝高159m，正常蓄水位977m，电站运行时可能发生的最低尾水位851m，经计算面板厚度75cm。试求面板混凝土抗渗等级。

解：

已知：H=977m-851m=126m，B=0.75m，k=5。

将H、B、k代入③式得：

查表4.13.1-2，得知W11＜W设＜W12

因此，设计的面板混凝土抗渗等级宜选定为W12。