前言

混凝土面板堆石坝是以堆石为主体并在上游面设置混凝土面板作为防渗结构的一种坝型，截至2013年年底全世界已建和在建的坝高30m以上的混凝土面板堆石坝已达到500多座。我国自1985年开始建造，至今已建和在建的坝高30m以上的混凝土面板堆石坝达到300多座，其中坝高100m以上的高混凝土面板堆石坝80多座，超过同期建设的心墙堆石坝与碾压混凝土坝之和。我国混凝土面板堆石坝的总数和100m以上高混凝土面板堆石坝的数量均已占全世界的一半以上，已竣工的水布垭面板堆石坝坝高233m，居世界第一；坝高156m的紫坪铺面板堆石坝抵御了汶川8级大地震。由于这种坝型的经济性良好，能适应不良的气候条件和地形地质条件，软岩、特硬岩和砂砾石都可用作面板堆石坝的筑坝材料，可以充分利用枢纽各建筑物的开挖料来填筑坝体，按挖填平衡原则设计施工，既节省投资，又利于环境保护。混凝土面板堆石坝是当前最有竞争力的坝型之一，在强地震区、缺乏防渗土料和运输不便的偏远山区的坝址，混凝土面板堆石坝往往成为首选坝型。

混凝土面板堆石坝虽已建造数百座，但一直都沿用经验设计的方法，正如面板堆石坝专家库克（J.B.Cooke）指出：自首批混凝土面板堆石坝以来设计混凝土面板堆石坝的基本做法是以先例——类似工程的样例为基础的经验设计。“经验”一词是“以实际经验作指导而非由理论指导”的意思。

从总的发展看，100m级面板坝依靠经验设计和小吨位薄层碾压施工是成功的，但对于200m级高面板坝而言，20世纪末以来与水布垭工程同期建设的其他高面板坝，相继出现面板脱空、面板开裂、挤压破坏和严重渗漏等问题，造成重大经济损失。墨西哥的阿瓜密尔帕坝（Aguamilpa，高187m）、巴西的巴拉·格兰特坝（Barra Grande，高185m）、坎普斯·诺沃斯坝（Campos No⁃vos，高202m）等工程出现了面板结构性裂缝、挤压破坏和严重渗漏，造成了重大损失。我国成功建设了多座200m级高混凝土面板堆石坝，但是面板脱空、裂缝、挤压破坏和渗漏等现象时有发生，表明高混凝土面板堆石坝的安全问题未得到根本解决，经验设计和施工已无法满足200m级高混凝土面板堆石坝建设要求。因此，为保障200m级高混凝土面板堆石坝的安全，需要建立新的筑坝理论和技术体系。

南京水利科学研究院、中国水利水电科学研究院和中国水利水电建设股份有限公司等单位以国家科技攻关、国家自然科学基金和行业重点科技项目为依托，联合攻关，在技术支撑水布垭、洪家渡、紫坪铺、吉林台一级、公伯峡等工程建设的基础上，近年来结合马来西亚巴贡（Bakun，国外最高面板坝）、我国九甸峡（高陡狭窄河谷深覆盖层上世界最高面板坝）、宜兴上库（陡峻地形上高面板坝）等工程面临的世界难题，提出了变形协调和动态稳定止水两个设计新理念，在筑坝材料工程特性研究、面板堆石坝性状预测、复杂地形地质条件下高混凝土面板堆石坝结构分析、面板接缝止水、面板混凝土抗裂及耐久性、安全监测、优质安全快速施工技术等方面取得了多项具有独立知识产权的科技成果。本书编写目的在于进一步促进混凝土面板堆石坝在国内外的发展，一是总结了作者及其团队在200m级高混凝土面板堆石坝安全建设关键技术的科技成果及其应用实践，保障200m级面板堆石坝又好又快建设；二是为保证300m级特高面板堆石坝安全建设以及复杂地形地质条件下面板堆石坝的安全建设，提供新的思路。本书以理念创新为先导，以技术创新为主线，集科学性、前瞻性和实用性于一体。

全书共八章，分别介绍了高混凝土面板堆石坝设计新理念、高混凝土面板堆石坝性状研究与预测、复杂地形地质条件下高混凝土面板堆石坝结构分析、面板接缝止水、面板混凝土抗裂及耐久性、安全监测、优质安全施工技术以及典型工程应用。全书由贾金生、郦能惠组织策划，拟定编写大纲，郦能惠负责编写第一、第二、第六章，徐泽平、郦能惠负责编写第三章，贾金生、郝巨涛负责编写第四章，马锋玲负责编写第五章，其中郝巨涛、贾金生、徐耀编写第四节，何小雄负责编写第七章，郦能惠、徐泽平、贾金生负责编写第八章。徐泽平参与编写第二章，李国英参与编写第二、第六章，米占宽参与编写第一、第二章，李登华参与编写第一章。全书由郦能惠、贾金生统稿，郦能惠校核全文。

中国水利水电科学研究院蒋国澄、杨德福、付元茂、鲁一晖、吕小彬等、南京水利科学研究院沈珠江、赵魁芝、李泽崇、孙大伟、王年香、傅华、张志武等在合作研究中做出诸多贡献，众多建设、设计单位在本项目研究中给予大力支持与帮助，在此致以诚挚谢意。

张楚汉院士、马洪琪院士、朱尔明总工等专家在项目立项至验收过程中给予精辟指导，两位院士并为本书题写序言，在此特致敬意。

潘家铮院士曾多次主持作者承担科技项目的鉴定验收，建议作者凝练研究成果出版专著，以推动国内外面板堆石坝的发展。大师虽逝，仍感叮嘱在耳，故特以此书缅怀并感谢潘家铮院士。

本书编写出版过程中得到中国水利水电出版社林京编审、王启编辑的校审以及两院徐耀、戴丽等诸多帮助，谨致衷心谢意。

限于作者水平有限，时间仓促，难免有错误和不当之处，恳请广大读者批评指正。

作者

2013年4月20日初稿

2014年5月30日终稿