混凝土趾板,这一名词在水利工程中扮演着举足轻重的角色。它作为混凝土面板堆石坝的重要组成部分,不仅关乎坝体的整体稳定性和安全性,还在防渗方面发挥着不可替代的作用。下面,我们将从多个方面深入解析混凝土趾板的概念、作用、设计、施工及其重要性。
1. 定义与位置
混凝土趾板,是布置在混凝土面板堆石坝面板周边、坐落于地基上的混凝土结构,又称垫座。它通过设有止水的周边缝与面板连为一体,形成坝基以上的防渗体,是连接面板与坝基防渗体的关键部分。
2. 主要作用
趾板的主要作用体现在两个方面:一是防渗,它与面板和基岩紧密连接,封闭地面以下的渗漏通道;二是作为基础灌浆的盖板和面板的基座,为坝体的整体稳定性提供支撑。
3. 结构形式
趾板的结构形式多样,但近年来国内外面板坝的趾板多采用板式结构。这种结构基础开挖较浅,混凝土工程量较少,且结构简单、施工方便,易于保证施工质量。

4. 设计考虑
在设计趾板时,需综合考虑防渗要求、稳定性要求及施工要求。趾板的宽度主要由防渗要求确定,同时需考虑基岩性质及趾板作用水头。趾板的厚度一般取等于或略大于面板厚度,但近年来有减薄的趋势,以提高趾板在运行期的稳定性。
5. 施工技术
趾板混凝土浇筑前,需进行基岩面清理、测量与放样、钻锚筋孔与安装锚筋、立侧模、安装止水片、钢筋安装、埋设预埋件等一系列准备工作。浇筑过程中,需严格控制混凝土配合比,确保浇筑质量。
6. 材料选择
趾板混凝土的材料选择至关重要。水泥标号不宜低于425号,且含碱量应控制在一定范围内。骨料需质地坚硬、清洁、级配良好。为降低水泥水化热和减少水泥用量,常掺加粉煤灰等掺合料。
7. 防渗措施
为提高趾板的防渗性能,常采取多种防渗措施。如设置止水铜片,采用止水成型机进行轧制,以确保止水效果。在趾板下游堆石体保持一定厚度,以延长渗径,减少渗漏量。
8. 稳定性分析
当采用高趾墙时,需对趾板进行稳定和应力分析。稳定分析常采用刚体极限平衡法,考虑垂直水荷载、水平水荷载、自重、扬压力、堆石压力和摩阻力等多种荷载组合。
9. 养护与维护
趾板混凝土浇筑完成后,需进行及时的养护,以确保混凝土强度达到设计要求。在坝体运行过程中,需定期对趾板进行检查和维护,及时发现并处理潜在问题。
10. 工程实例
在国内外众多面板堆石坝工程中,趾板均得到了广泛应用。如哥伦比亚的萨尔瓦兴纳坝等,这些工程实例为趾板的设计、施工及运行维护提供了宝贵的经验和参考。
混凝土趾板作为面板堆石坝的重要组成部分,其设计、施工及运行维护均需严格把关。通过科学合理的设计、精心的施工以及有效的养护维护措施,可以确保趾板在坝体中的防渗和稳定作用得到有效发挥,为水利工程的安全运行提供有力保障。