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水 利 学 报

２０２４年 ７月 ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ 第 ５５卷 第 ７期

文章编号：０５５９ － ９３５０（２０２４）０７ － ０８４８ － １５

复杂条件下高面板堆石坝的特殊结构体安全监测设计体系研究

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马春辉 １，２ ，陆 希 ，贾冬焱 １，２ ，周 恒 ，张 群 ，杨 杰 １，２
（１．西安理工大学 省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室，陕西 西安 ７１００４８；
２．西安理工大学 水利水电学院，陕西 西安 ７１００４８；
３．中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，陕西 西安 ７１００６５）

摘要：为了加强高面板堆石坝工程中挤压边墙、高趾墩和高趾墙等特殊结构体的安全监测，基于面板堆石坝安全
监测设计资料，总结了特殊结构体在安全监测设计方面存在的不足和缺陷。通过收集整理国内包含高趾墩、高趾
墙和挤压边墙等特殊结构体的高面板堆石坝数值分析成果，发掘特殊结构体的变形和应力应变规律，将特殊结构
体的变形、应力应变及温度、接缝和渗流明确为安全监测设计重点；结合已有面板堆石坝工程的安全监测设计资
料，构建了复杂条件下高面板堆石坝特殊结构体安全监测设计体系。该体系能够为在建和拟建的面板堆石坝特殊
结构体安全监测设计提供科学的指导，全面提升面板堆石坝的安全监测水平。
关键词：高趾墩；高趾墙；挤压边墙；监测设计体系
文献标识码：Ａ
中图分类号：ＴＶ６４１．４ ｄｏｉ：１０．１３２４３?ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｌｘｂ．２０２４００９８

１ 研究背景

面板堆石坝是以堆石体为支撑结构，上游表面混凝土面板作为防渗结构的大坝。随着分层填筑、
薄层振动碾压等施工技术的逐渐成熟，面板堆石坝因较高的安全性、良好的经济性和对地形条件的强
适应性等特点，成为了坝工界的首选坝型 ［１］ 。我国自 １９８０年代面板堆石坝首次应用以来，诸多设计
和施工单位开始对面板堆石坝的安全监测设计进行研究分析，形成了一套包含监测项目、仪器选型、
测点布设、埋设技术、测量技术和监测资料传输的完整监测设计体系，并形成了《混凝土面板堆石坝
施工规范》（ＤＬ?Ｔ５１２８—２０２１）、《混凝土面板堆石坝设计规范》（ＮＢ?Ｔ１０８７１—２０２１）、《混凝土面板堆
石坝设计规范》（ＳＬ２２８—２０１３）、《土石坝安全监测技术规范》（ＳＬ５５１—２０１２）和 《混凝土面板堆石坝
［２］
安全监测技术实践与进展》 等行业规范和专著。随着水布垭、猴子岩、江坪河等 ２００ｍ级混凝土面
板堆石坝的竣工和运行，我国面板堆石坝安全监测设计已经趋于完善，面板堆石坝的变形和渗流安全
监测设计已达国际领先水平。
与此同时，我国水利水电工程建设逐步趋向水能资源更为丰富的西部地区，大量面板堆石坝工程
面临着高坝、高寒、高烈度、深厚覆盖层和窄狭河谷的 “三高一深一窄” 的复杂工程问题，给面板堆
石坝的混凝土面板应力应变、防渗体防渗效果和堆石体变形控制带来了严峻的挑战 ［３］ 。由于这些复杂
工程问题的存在，导致 ２００ｍ级面板堆石坝在运行过程中出现了面板挤压破坏、面板开裂、坝体变形
和坝体渗漏量偏大等异常情况 ［４ － ５］ 。为进一步提升混凝土面板堆石坝工程对 “三高一深一窄” 等复杂
工程的适应性，高趾墩、高趾墙和挤压边墙等特殊结构体被提出并应用于实际工程，最终达到改善混

收稿日期：２０２４ － ０２ － ２４；网络首发日期：２０２４ － ０７ － ２３
网络首发地址：ｈｔｔｐｓ：??ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｋｃｍｓ?ｄｅｔａｉｌ?１１．１８８２．ＴＶ．２０２４０７２２．１５１８．００５．ｈｔｍｌ
基金项目：陕西省自然科学基础研究计划一般项目（青年）（２０２３ － ＪＣ － ＱＮ － ０５６２）；国家自然科学基金项目（５２２７９１４０）；陕西省科
技发展计划项目（２０２４ＣＸ － ＧＸＰＴ － ２３）
作者简介：马春辉（ １９９３ － ），博士，讲师，主要从事面板堆石坝数值仿真及安全评价研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｓｈａｎｘｉｍａｃｈｕｎｈｕｉ＠ｆｏｘｍａｉｌ．ｃｏｍ
通信作者：贾冬焱（１９９７ － ），博士生，主要从事面板堆石坝数值仿真及安全监测研究。Ｅ － ｍａｉｌ：１２３０４１００４８＠ｓｔｕ．ｘａｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
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