讨论关于面板堆石坝溃决机理及其研究对策

用堆石或砂砾石分层碾压填筑成坝体，用混凝土面板作防渗体的坝，简称“面板堆石坝”或“面板坝”。
从堆石坝发展历史看，面板堆石坝技术是在不断总结工程实践经验的基础上发展起来的，它是一门实验性技术。迄今为止，世界上目前还没有公认的设计理论，几乎所有的堆石坝设计，都是参照已建工程的经验，结合坝址区的地形、地质等实际条件而确定。在世界大多数国家中，土石坝的建设一直居于首位。据20世纪80年代国际大坝会议统计，截止1986年底，全世界共建大坝36235 座，其中土石坝29974座，占82.7%。由于土石坝的施工技术及施工质量难以保证，其事故发生率（溃坝和损坏）最高。根据水利部工程管理局截止1980年底的统计资料，我国大、中、小型水库溃坝3976起，平均溃坝率为3.4%；若按坝型分，溃坝总数中土石坝最多，为2925起，其中堆石坝17起。
混凝土面板堆石坝是19世纪末20世纪初发展起来的一种筑坝技术，我国从20世纪80年代开始先后修建柯柯亚、关门山、西北口、株树桥等面板堆石坝，到1998年底，我国已建成的面板堆石坝达39座，最大坝高达120m，在建的达31座，最大坝高达178m，在已建成和在建工程中，坝高超过100m的达11座，拟建的坝高超过100m的有20座，最大坝高达233m，如今，我国面板堆石坝的分布几乎覆盖了全国的各个地区。值得提到的是，天生桥面板堆石坝位居世界同类坝型高度第二，面板面积及堆石量属世界第一，它的兴建，使我国堆石坝的建设水平达到世界先进水平。
然而，由于目前面板堆石坝施工技术实验性技术，加之我国面板堆石坝的分布地区广，自然条件差异大，在其发展过程中也曾出现过一些问题，导致溃坝洪水发生，给受影响区域的人民财产与精神上造成极大灾难，可谓风险极大。最严重的是沟后水库混凝土面板堆石坝的溃决，该坝坝高70m，1990年建成蓄水，于1993年8月27日溃决，经统计，受灾的单位38个，其中遭受毁灭性灾害的13个，受灾人口2837人，其中死亡288人，失踪40人，冲毁房屋2932间，直接经济损失1.53亿元，相当于青海省海南自治州全年国民收入的百分之四十多。
本人人为，从工程质量角度，导致面板堆石坝发生溃决的可能原因主要有以下几个部分：
（1）面板出现贯通性裂缝，该裂缝成为原本封闭的防渗体系中一个渗流出口，水流通过该出口直接作用于板后堆石体，给堆石体带来渗透破坏或边坡失稳的隐患。
导致裂缝的原因主要有两个，一是结构性裂缝，该现象由不均匀变形所致；一是面板混凝土本身的干缩和环境温度下降造成的裂缝。
（2）堆石体渗流破坏，使得面板背部承重实体被淘空，使得面板成为悬臂梁。
（3）堆石体在达到一定饱和区域和饱和度时，可能发生边坡失稳，同样可淘空面板背部实体，使面板成为悬臂梁。
事实上，以上三种原因有时是连续发生的一个过程。当面板出现贯通性裂缝，水流通过该裂缝直接作用于板后堆石体，一旦堆石体不堪该处水压力的作用，进而形成管涌或导致堆石体饱和度增加（或饱和区域增大），直接威胁下游坡面稳定，严重时将发生滑坡或管涌，堆石体填料不断被淘空，使得面板成为一受水压力作用的悬臂梁，一旦受力达到面板的破坏强度，将发生溃坝。
以上仅是本人的一点想法，非常不全面，想以此抛砖引玉，供大家讨论之用，广泛开展关于面板堆石坝的溃决机理和研究对策的讨论，希望大家踊跃发言，言者不拒！