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河口村水库工程位于黄河一级支流沁河峡谷段出口五龙口以上约9km处，河南省济源市克井镇内，工程开发任务以防洪、供水为主，兼顾灌溉、发电、改善生态。枢纽为大（2）型工程，由大坝、泄洪（导流）洞、溢洪道及引水电站组成。
从项目建议书、可研到初步设计，根据河口村水库坝址区的地形地质条件，天然建筑分布各储运情况，工程坝型选择曾做了黏土心墙坝、沥青混凝土心墙坝、重力坝及混凝土面板堆石坝，最后通过各种方案比较后选择了混凝土面板堆石坝。
河口村水库最早曾设计研究了黏土心墙堆石坝，后来由于原大社土料场地已修建小学、住宅等，其他土料场储量不够，已不具备修建黏土心墙坝的条件，故不再考虑黏土心墙堆石坝坝型。对于重力坝，首先由于坝址处覆盖层较深，做重力坝开挖量大，其次坝址位于弯道处，采用重力坝泄流直接顶冲对岸山坡，对山坡稳定不利，同时坝址下游于1994年已经修建河口电站，泄流冲刷电站，因此坝址也不再考虑重力坝型。坝址在可研阶段重点进行混凝土面板堆石坝与沥青混凝土心墙堆石坝坝型比选。其中混凝土面板堆石坝根据其趾板布置形式，又研究了河床趾板建在基岩上（开挖形式）和河床趾板建在覆盖层上（不开挖形式）两种形式。
根据河口村水库地质地形情况，坝址（线）混凝土面板堆石坝和沥青混凝土心墙坝均适合修建。根据施工条件，沥青混凝土心墙构造较复杂，施工质量、施工设备及施工工艺要求都较高。沥青混凝土心墙坝总投资比面板坝高4.2%，总工期67个月，比混凝土面板坝（不开挖方案）工期长7个月；另外，由于沥青心墙坝坝高124m，国内120m左右沥青心墙高坝工程实例和筑坝经验仅有1个（冶勒水电站），加上河口村坝基覆盖层夹层较多构造较复杂，坝体坝基变形较大，坝基防渗墙、帷幕灌浆位置位于坝体中部，不便于工程运用期的检修和维护。因此，沥青心墙坝由于在投资、工期上不具明显优势，且坝体变形和基础沉降较大，国内外工程实例少。综合上述比较，从投资节省、构造简单、施工方便、工期短，运行期维修方便角度出发，推荐采用混凝土面板坝堆石坝坝型。
由于河口村水库坝址基础为深覆盖层，又通过对面板基础趾板修建在基岩面上（开挖方案）和趾板修建在覆盖层上（不开挖方案）两种混凝土面板堆石坝结构进行了比较，两种方案技术上均是可行的，开挖方案比不开挖方案投资增加约18%，不开挖方案同时可以缩短工期约4个月，且施工方便。综合上述比较，运用工程类比、相关资料分析、结合坝坡稳定计算、大坝三维有限元应力应变计算分析等成果，类比梅溪、那兰、察汗乌苏、九甸峡等国内100m以上高面板坝建在深覆盖层上的工程实践经验及有关专题研究成果，初步认为不开挖方案是可行的。因此，最后推荐采用面板基础趾板建在覆盖层上的混凝土面板堆石坝作为河口村水库的代表坝型（见图1.2）。
河口村水库坝址区吓魂潭至河口村，全长2.5km地段，呈反S形，设计前期曾在水库附近自上而下选择了四条坝线，根据各坝线地形地质条件，结合不同坝型比较，一坝线、四坝线均存在古河道需要处理，且一坝线有F 11 断层分布于两岸坝肩，又存在Ⅰ级、Ⅱ级阶地处理工程量较大。在可研阶段舍掉一坝线，重点比较了二坝线、三坝线、四坝线，经过技术经济比较后推荐二坝线。通过对二坝线和四坝线混凝土面板堆石坝、三坝线碾压混凝土重力坝进行技术经济比较，三条坝线都不存在制约否定该坝型的技术因素，存在的地质问题都可以通过工程措施予以解决。只是三坝线碾压混凝土重力坝方案工程投资较二坝线混凝土面板堆石坝方案增加2200万元，四坝线比二坝线和三坝线地质条件都好，但投资要比二坝线方案增加19900万元，因此，在可研阶段初步选定了二坝线。进入初步设计阶段，在二坝线的基础上进一步进行了优化比较和论证，结合混凝土面板堆石坝特点，尽可能使坝轴线与主河道趋于正交，以缩短坝轴线长度，减小坝体填筑量；按照趾板布置合理、两岸开挖量少，经济合理、安全可靠的要求，从地形地质条件、工程总体布置、施工条件、工程投资等方面最终比较确定坝轴线为二坝线，其控制坐标为：坝左A： X =376952.098， Y =3896927.693；坝右B： X =377163.810， Y =3897439.900。坝轴线长530m。
河口村水库最大坝高122.5m，坝顶高程288.50m，防浪墙高1.2m，坝顶长度530.0m，坝顶宽9.0m，上游坝坡1∶1.5，下游坝坡1∶1.5，坝后高程220.00m以下为坝后堆渣，堆渣边坡1∶2.5，设10.0m宽的“之”字形上坝公路从下游围堰（高程184.00m）至高程220.00m平台。坝体自上游至下游分别为上游压盖、面板、垫层区、过渡层区、主堆石区、下游堆石区以及下游压坡组成。大坝防渗是在坝体上游面布设钢筋混凝土面板，面板基础为趾板，其中河床段趾板置于深覆盖层上，两岸趾板均坐落于基岩上，趾板与防渗面板（周边缝）设止水连接，形成坝基以上的防渗体；河床段趾板下坝基覆盖层采用混凝土防渗墙截渗，防渗墙下设帷幕灌浆，防渗墙与趾板通过连接板连接，使坝基与坝体形成完整的防渗体系。大坝面板上游死水位以下设壤土压盖（防渗补强区），靠近面板铺设粉煤灰和壤土，外面是石渣压盖；大坝下游为弃渣压戗区，主要堆积大坝等建筑物开挖弃料。
大坝平面布置见图1.1，混凝土面板堆石坝见图1.2。
图1.1 大坝平面布置图
图1.2 混凝土面板堆石坝横剖面图（单位：cm）
大坝分区从坝前压盖至下游坝坡划分为坝前压盖—挤压边墙—垫层料—过渡料—主堆料—次堆料—坝基反滤料—下游预制块护坡—坝后石渣压坡—坝基及坝后石渣压坡下排水带。
（1）坝前压盖设计。对于高面板坝，由于死水位以下的面板及接缝，很少有放空水库进行检修的机会，因而加设上游铺盖及其盖重区。该料区位于面板上游周边缝处，也属于辅助防渗设施。顶部高程215.00m，顶部宽度为6.0m，分内外两层布置。内层为粉煤灰和壤土料，其中粉煤灰作为面板开裂及周边缝止水损坏后的自愈填充材料，粉煤灰铺盖（1A2）水平宽度1.0m。在粉煤灰铺盖上游设壤土铺盖（1A1），顶部水平宽度4.0m，上游坡1∶1.75，采用轻、中粉质壤土，压实后的干密度γ d ≥1.65g/cm 3 ，渗透系数不小于10 -4 cm/s；外层为开挖石渣料，顶宽6m，上游坡1∶2.5，用于保护内层土料，防止库水冲蚀，石渣压实后的干密度γ d ≥2.12g/cm 3 。
（2）挤压边墙设计。混凝土面板堆石坝在进行大坝上游垫层料填筑时，为保证上游坡面碾压密实，一般向上游侧超填一定宽度，进行水平碾压，待垫层料铺填一定高度后，进行人工削坡整理、修整，斜坡碾压，然后喷8～10cm砂浆（或喷涂乳化沥青）进行固坡。这种施工方法的优点是技术成熟、施工容易掌握，但缺点存在垫层料斜坡面密实度难以保证、施工工序复杂、坡面易受雨水冲刷、垫层料超填后坡面整理及浪费量较大。
挤压边墙是面板坝垫层料坡面保护及固坡的一种新型施工技术，由于其混凝土强度低、弹模低，和垫层料有同等的半透性；同时由于挤压边墙为素混凝土结构，特别针对本工程施工期有临时挡水度汛要求，可以大大提高坝体挡水安全度汛的安全性；况且该挤压边墙属于早强混凝土，施工简单易行，施工方便，安全可靠，因此大坝在进行上游垫层料填筑时引进了挤压边墙新技术。主要在施工垫层料之前先采用定型挤压机挤压形成一道坡面垫层料拦渣墙，拦渣墙的高度跟随大坝上游面垫层料摊铺高度布置，可满足与垫层料同步上升的要求。在进行上游面垫层料施工时，通过挤压边墙的拦渣作用，防止垫层料坍塌，保护并形成垫层料上游坡面；因而具有能保证垫层料压实质量、提高坡面防护能力以及降低劳动强度、避免垫层料浪费等特点。
挤压边墙混凝土技术指标见表1.1。
表1.1 挤压边墙混凝土技术指标表
挤压式边墙断面为梯形，墙高为垫层料的设计铺填厚度40cm，边墙上游侧坡度与混凝土面板堆石坝的上游坝坡相同，为1∶1.5，顶部宽度为10cm，边墙下游侧坡度采用8∶1。由于挤压边墙也为混凝土结构，为消除挤压边墙对面板的基础约束，在沿面板垂直缝方向将挤压边墙凿断，其凿断缝底宽度不小于6cm，缝口宽度不小于10cm，凿断后采用小区料填缝并人工分层锤实，其次在挤压边墙表面喷涂“三油两砂”，即在乳化沥青喷涂后撒砂，待其与沥青固化胶结后形成具有一定厚度的胶砂混合体“油-砂结构”，起到隔离挤压边墙和混凝土面板的作用。
（3）垫层料（2A）设计。垫层料（2A）位于面板挤压边墙下部，主要作用是为面板提供均匀、平整、可靠的支撑面，避免面板产生应力集中，当面板开裂和止水局部破坏时，对上游堵缝材料起反滤作用，限制渗漏，为面板坝提供第二道渗漏防线。
坝址区附近缺少天然砂砾料，因此垫层料采用石料场中新鲜、坚硬的厚层灰岩人工轧制掺配而成，饱和抗压强度不小于60MPa。料源来自坝址下游约3km河口村村后山石料场，为奥陶系马家沟组（O 2 m 2 ）灰色厚层状白云岩、白云质灰岩和灰岩。垫层料的最大粒径采用80mm，由于小于5mm颗粒的含量对垫层的压实特性、渗透特性、抗剪强度、施工性能以及自愈反滤作用均有很大的影响，根据谢腊德曲线，类比其他已建灰岩坝料工程，综合考虑，垫层料小于5mm颗粒的含量定为35%～50%；为保证它的半透水性，垫层料小于0.075mm细粒含量小于8%。渗透系数K控制在10 -3 ～10 -4 cm/s，填筑干密度γ d ≥2.29g/kg，孔隙率n≤16%。垫层料设计水平宽3m，填筑层厚40cm，采用22t以上振动碾碾压。
在面板周边缝下游侧设置薄层碾压的特殊垫层料（2B），主要为面板周边缝底部止水提供比垫层料更密实、均匀、平整的支撑面。当止水局部破坏出现渗漏时，加强垫层料对渗漏的控制。因此，特殊垫层料的最大粒径应比垫层料更小，小于5mm颗粒的含量更多。根据国内外工程经验，特殊垫层料采用剔除大于40mm以上垫层料颗粒后剩余的部分。其最大粒径40mm，小于5mm颗粒的含量为35%～60%，小于0.075mm颗粒的含量为5%～10%，填筑层厚20cm，采用大功率平板震动碾压实，设计干密度2.20t/m 3 。
（4）过渡料（3A）设计。过渡料（3A）位于垫层与主堆石料之间，形成对垫层粒径的过渡和反滤作用，防止垫层中细颗粒的流失，变形特点和强度介于垫层料和主堆料之间，要求饱和抗压强度不小于60MPa，级配良好，并满足各种料之间的反滤要求。料源来自河口村石料场，爆破开采微风化岩石，最大粒径D max =300mm，小于5mm的颗粒含量为12.1%～25%，小于0.075mm的颗粒含量不大于5%，级配连续。填筑干密度γ d ≥2.21g/cm 3 ，孔隙率n≤19%，渗透系数K控制在10 -2 cm/s，填筑厚度为40cm。在制备料过程中需进行专门的爆破设计和现场试验，满足连续级配要求，同时满足对垫层料反滤要求，必要时可掺配一定比例的人工砂等细料。过渡层顶部水平厚度为3.0m，上游侧坡度1∶1.5，下游侧坡度1∶1.45。过渡料填筑厚度为40cm，采用22t以上振动碾碾压。
在大坝主堆石体、次堆石体与大坝两岸岸坡相接处以及堆石体与其他建筑物相接处均采用过渡料填筑，以确保结合紧密，填筑水平宽度1.5m。坝基主河槽基础面反滤料和主堆料之间也设有过渡料，坝轴线上游过渡料厚2.0m，坝轴线下游厚1.0m，以确保反滤料和主堆料反滤过渡。
（5）主堆料（3B）设计。主堆料（3B）是大坝的主要承载结构，是水荷载的主要传递区，对坝体稳定和面板变形具有重要意义，应满足抗剪强度高、压缩性低和透水性强的要求，要求压缩模量高，抗剪强度大，饱和抗压强度不小于60MPa。料源来自河口村石料场，爆破开采微弱风化料，控制最大粒径800mm，小于5mm的颗粒含量为10.0%～20.0%，小于0.075mm的颗粒含量不大于5%，级配连续。干密度γ d ≥2.2g/cm 3 ，孔隙率n≤20%，渗透系数K控制在10 -1 cm/s，压实后层厚80cm，采用22t以上振动碾碾压。
主堆石体除主要填筑在大坝坝轴线上游，在大坝坝轴线下游次堆石以下，下游河床最高水位高程184.00m以下整个坝基范围，为满足坝基排水要求，也采用主堆料填筑，以作为坝基排水带；在坝轴线下游次堆石外部（坝下坡）也设有主堆料包边，以确保大坝下游坡边坡在地震工况下满足边坡稳定要求。
河口村混凝土面板堆石坝主堆石料、过渡料、垫层料级配曲线见图1.3，坝体填筑料设计指标及碾压参数见表1.2。以上各区的设计填筑标准，还需现场爆破及碾压试验复核和修正。
图1.3 主堆石料、过渡料、垫层料级配曲线图
（6）次堆料（3C）设计。次堆石料（3C）位于坝轴线下游主堆石区后侧，受水荷载影响较小，其压缩变形对上游面板变形的影响也相对较小，仅起到稳定下游坝体的作用，因此对该区的坝料和铺填碾压要求低于主堆石区。为节省投资，原则上尽可能多的利用枢纽工程各建筑物如坝基、溢洪道、泄洪洞及引水发电洞等开挖弃料（岩性灰岩、砂岩、页岩、花岗片麻岩及花岗岩等），不足部分取自石料场的微风化、弱风化料等。饱和抗压强度不小于40MPa，控制最大粒径80cm （原设计为100cm，施工期修改），小于0.075mm的颗粒含量不大于8%，次堆石干密度 γ d ≥2.12g/cm 3 ，孔隙率 n ≤21%。填筑层厚80cm（原设计为120cm，施工期修改），采用22t以上震动碾压实。
（7）坝基反滤料设计。主坝基础过渡料与河床覆盖层接触段、排水带和覆盖层接触段之间均设一层反滤料，料源来自石料场，但需人工轧制掺配而成。饱和抗压强度不小于60MPa。最大粒径60mm，粒径小于5mm含量35%～55%，粒径小于0.074mm含量不大于8%，相对密度0.75，渗透系数不小于10 -3 cm/s，碾压后层厚40cm。
（8）下游预制块护坡（3D）设计。下游坝面护坡（3D）主要保护下游主堆石边坡，同时满足坝坡稳定及抗震要求；其次结合运行期美化要求，采用混凝土异形块+混凝土格梁护坡。格梁宽1.2m，厚0.4m，采用C25混凝土，内配构造筋，格梁间距约20m；格梁之间设C25混凝土异形块，异形块尺寸为50cm×50cm，厚12cm，异形块基础下设50cm厚垫层料。
（9）坝后石渣压坡（4A区）设计。河口村水库建筑物开挖时存在大量弃渣，由于场址狭窄，根据环保要求，结合大坝下游坝坡稳定及防止坝基覆盖层及夹砂层在8度地震下液化，将大坝、溢洪道、电站等建筑物开挖弃渣，及坝下河道滩地1号临时堆渣场需回采料布置在坝后坡脚高程220.00m以下，形成坝后石渣压坡盖重。石渣压坡从坝脚一直延伸到坝下游围堰结束，全长约360m，其中220.0m平台面积约4.8万m 2 ，高约50.0m，可堆积约230万m 3 。坝后石渣压坡从下游围堰高程184.00至高程220.00m平台之间设之子路，之子路之间边坡为1∶2.5，坡面植草，除保护边坡外，也起到环保绿化作用。
（10）坝基及坝后石渣压坡下排水带设计。为确保坝基渗水能够顺利排出坝外，在坝体与主河槽结合部设坝基排水带。排水带在大坝坝轴线上游，利用主堆石体作为坝基排水带，在坝轴线下游次堆石高程184.00m以下整个坝基范围以及坝后石渣压坡下均采用主堆料作为坝基排水带。坝后压坡区排水带一直延伸到下游围堰，从高程184.00m渐变至177.00m，并从下游围堰穿出，以确保基础渗水排出进入下游河道。排水带末端设干砌石护坡保护。坝基范围内排水带料指标要求同主堆料，坝后压坡下排水带控制干密度 γ d =2.12～2.17g/cm 3 ，孔隙率 n =22%～23%，渗透系数 K 控制在1cm/s。
排水带与河床接触部位设反滤料，其中坝基范围反滤料厚1.0m，坝后压坡区为0.3m，坝基范围反滤料和排水带之间设过渡料，坝轴线上游过渡料厚2.0m，坝轴线下游厚1.0m，坝后压坡区基础反滤料和排水带料直接连接。坝后排水带顶部与石渣压坡之间设厚50cm过渡料，以保护坝后排水带。
表1.2 坝体填筑料设计指标及碾压参数表
（1）面板结构尺寸。混凝土面板是坝体的主要防渗结构，其主要作用是防渗。面板厚度随水深渐变，面板结构厚度按不大于200的允许水力梯度控制，面板顶端厚度为0.3m，底部最大厚度为0.72m，最大水力梯度170（＜200），满足抗渗要求。
（2）面板混凝土设计。根据已建工程经验，拟定面板混凝土采用C30高性能混凝土，抗渗等级W12，抗冻等级F250，面板总面积69316m 2 。
（3）面板配筋。面板配筋的主要目的是为了限制裂缝的开展，将裂缝宽度限制在0.2mm以下，减少渗漏。大多数已建工程面板均采用单层双向配筋，近几年建设的面板坝也有采用双层配筋，特别是高坝采用双层配筋有增多的趋势。配筋率一般为0.3%～0.5%，目前有越来越小的趋势。根据本工程三维计算面板的应力分布规律，类比已建工程经验，如已建洪家渡面板坝、老渡口面板坝、潘口电站面板坝、斜卡面板坝、盘石头水库等面板坝双层配筋形式，考虑到本面板坝为122.5m的高坝，且坝基坐落在深覆盖层上，基础变形大，由于面板不同部位受力的复杂性，在施工期和蓄水期往往难以准确判断不同部位面板鼓向上游或者下游，在相对单层配筋率不变或增加较少的前提下面板布置采用双层双向钢筋。每层配筋率顺坡向为0.4%～0.5%，坝轴向为0.35%～0.4%。为抵抗基础不均匀沉陷产生的弯曲，避免局部应力集中使混凝土压坏。面板垂直缝和周边缝附近布置抗挤压钢筋。
（1）趾板布置。趾板是支撑面板的基础，与面板通过设有止水的周边缝连接，形成坝基以上的防渗体。趾板基础原则上建在轻微卸荷带内，局部可坐落于经过基础处理的强卸荷带内；其次趾板线布置尽可能平顺，为避免开挖工程量过大，可适当设置转折点；趾板线尽可能避开断裂发育、岩溶洞穴和风化强烈等不利地质条件地基，使趾板基础的开挖和处理工作量较少。趾板的位置由“ X ”基准线控制，“ X ”基准线初期结合地形、地质、结构受力、经济及施工条件择优比较确定，施工期根据开挖揭露的地质情况，进行二次调整定线。
（2）趾板形式与结构尺寸。趾板形式有斜趾板和平趾板两种，根据本工程的地形地质条件，均采用平趾板形式，即趾板横截面上底面线为水平线，面板与趾板顶面线之间的夹角随趾板轴线与坝轴线之间的交角变化而变化。平趾板体形的优点是趾板的立模、混凝土浇筑、钻孔和灌浆均比较方便，缺点是开挖工程量较大。
1）岸坡段趾板。右岸趾板、防渗板整体工程地质条件较好，断层等构造不发育，岩体较完整，强风化层较薄；岩层倾向坡内，为逆向坡，边坡稳定条件较好；仅在∈ 1 m 3 地层，岩性较软，具有易风化、遇水泥化等特点，其中还有岩溶现象发育，工程地质特性较差。左岸岸趾板、防渗板位于一岸边陡坡地形上，基岩大部分直接裸露，其处于龟头山褶皱断裂发育区内，出露的地层主要是太古界登封群Ard及中元古界汝阳群Pt 2 r 。基岩岩性坚硬，受构造影响，岩体较破碎，出露有F 11 断层，边坡稳定条件整体较好。
因此，在趾板部位，考虑大部分地段挖除强卸荷带岩体，将趾板建在弱卸荷带中部岩体上，极少部分建在强卸荷带下部岩体上，并对建基岩体进行固结灌浆、置换混凝土处理，提高建基岩体的抗冲蚀能力。经过处理后的基岩，其设计允许水力比降采用15。根据设计允许水力比降，确定趾板宽度为6～10m，相应最大水力比降为8.08～10.9。
由于趾板存在接触面抗冲蚀稳定要求，如全部由趾板来承担，造成趾板尺寸及趾板边坡开挖量都比较大。在满足允许水力比降的前提下，为减少开挖工程量，参照国内外其他工程的经验，结合水布垭面板堆石坝的实际情况，趾板结构体型推荐采用标准板+防渗板。标准平趾板段宽度满足固结灌浆和帷幕灌浆施工的要求，在平趾板的下游，则设置一定长度的防渗板，趾板和防渗板的总长度满足趾板基础接触渗流控制标准，平趾板与防渗板之间设铜片止水。
趾板分为7类，按不同高程设计，趾板尺寸（见表1.3）。
表1.3 河口村水库岸边趾板特征表
2）河床段的趾板。河床段趾板坐落在覆盖层上，通过连接板与防渗墙连接成一个防渗整体，其趾板的宽度除受渗透坡降控制，因是面板支撑的基础，还要满足面板受力的需要，按此确定面板宽度为6.5m，厚度0.9m。
（3）趾板混凝土及钢筋。趾板作为面板的支撑体，也是面板与防渗帷幕之间的连接结构，要求混凝土具有一定的强度、良好的抗渗性和耐久性，因此选用趾板混凝土设计强度等级C25，抗渗等级W12，抗冻等级F250。
趾板配筋，在岸坡岩石基础上的趾板混凝土表面配单层双向钢筋，每向配筋率0.37%～0.5%，趾板靠周边缝侧内设抗挤压钢筋；右岸趾板在0+076～0+082、0+088～0+096、0+102～0+111三段基础为泥灰岩，岩石较软，变形较大，趾板采用双层配筋。置于河床覆盖层基础上的趾板，混凝土配双层双向钢筋。防渗板配置单层双向钢筋，配筋率为0.28%，布置于防渗板的中部。
（4）趾板锚筋。为防止两岸边坡上的趾板产生滑动，趾板基础设置锚筋，锚入基岩5.0m，间距为1.5m×1.5m。
（1）分缝设计。根据已建工程的观测表明，90%的面板应变量是由堆石体的沉降变形引起的。为了适应坝体变形，避免面板开裂，保证大坝的防渗安全性，面板必须分缝。本工程分别设有面板与面板间、面板与趾板间、趾板与连接板间、连接板与防渗墙间、趾板（连接板）与趾板（连接板）间、面板与防浪墙间接缝，根据其受力及变形特点可分为受拉缝、受压缝、周边缝。
1）面板分缝。面板分缝主要为顺坝坡方向的条带缝，根据坝址区河谷狭窄，岸坡陡峻，参照已建工程经验和坝体三维有限元计算结果，面板两岸部分处在受拉区，因此两岸边面板布置张性垂直缝；河床中央部分，面板受压为主，布置压性垂直缝。面板分缝宽度参照国内外已建工程经验，结合施工面板分缝间距一般为12.0m；左岸坝肩在趾板X5～X7之间，为面板转角变化一带，为避免应力集中带来的不利因素，该段缝间距为6.0m。左岸趾板X7～X10之间，为大坝转弯段，为便于转弯两端面板布置和连接，在趾板X8附近设有一面板连接板，面板连接板宽12.0m。为满足大坝施工、度汛及沉降期要求，面板分两期施工，在高程233.00m设水平施工缝一道，面板内钢筋过缝，缝面凿毛处理。
面板和趾板之间，面板与坝顶防浪墙之间、左岸面板与溢洪道翼墙连接处均设伸缩缝。
2）趾板与防渗板分缝。岸坡段：岸坡段趾板均在基岩上，为方便施工，趾板纵向方向一般不设结构缝，仅在地形变化处或转弯处为适应趾板基础的不均匀沉降设永久缝。由于趾板较长，为防止产生裂缝，趾板在纵向每间隔14～16m设2m宽后浇带，后浇带为补偿收缩混凝土。岸坡段趾板部分设有防渗板，防渗板与趾板之间设缝隔开，防渗板与防渗板之间不再设缝。
河床段：河床段趾板基础坐落在深覆盖层上，需要设缝以适应基础变形，伸缩缝缝宽和河床段面板分缝原则上对应，同时考虑和两岸趾板连接，一般每隔12.0m设一道缝，部分为11.0m和13.45m，但缝的位置和面板分缝错开，缝宽25mm，缝内填塞沥青杉板。
3）连接板分缝。连接板主要设置在主河床段，分缝和河床段趾板一样，一般每隔12.0m设一道缝，但缝的位置和趾板分缝错开，缝宽25mm，缝内填塞沥青杉板。
连接板与趾板之间设周边缝，缝宽25mm，连接板与防渗墙之间也设周边缝连接，缝宽12mm，缝内均填塞沥青杉板。
（2）止水设计。参照国内外工程实例，比较国内近年修建的那兰、九甸峡、水布垭、洪家渡、芹山、吉林台等面板坝的系列止水型式，根据本工程基础为深覆盖层，初步确定采用变形能力较大的新型止水型式（见表1.4）。
表1.4 河口村面板坝分缝止水型式表
续表
（1）坝基处理。大坝基础为深覆盖层，一般厚度30m，最大厚度为41.87m，岩性为含漂石及泥的砂卵石层，夹4层连续性不强的黏性土及十几处砂层透镜体，存在着坝基不均匀沉降，影响坝体稳定及上游混凝土面板的安全。根据大坝三维有限元分析计算结果，无论是施工期还是运行期面板垂直缝和周边缝的变位由于趾板坐落在覆盖层上，相比其他工程均较大。尤其是大坝趾板—连接板错动量为50.5mm，趾板—防渗墙相对沉降量104mm，已超过止水最大承受能力，反映大坝上游坝基变形较大，需对大坝上游基础进行处理。
按照上述情况，设计比较了开挖、强夯、固结灌浆、振冲碎石桩、高压旋喷桩等可能的地基处理方案进行比较，最后选用高压旋喷桩方案，其方案施工相对灵活，不受围堰及截流等影响，在坝基清理前后均可进行施工，同时受地下水影响较小，工期相对较短，费用相对较低。该方案在防渗墙至下游53m范围核心区域布置高压旋喷桩，桩基布置前将表层第一层壤土夹层挖掉，挖至165.00m高程，桩基布置5排，间排距2m、趾板下游按满足变形过渡要求桩间距逐渐加大，依次向下游（趾板“X”线下50m）间排距按2.0m、3.0m、4.0m、5.0m、6.0m进行渐变；桩深以穿过基础第二～第四层软土夹层布置为20.0m，桩径1.2m，共布置约597根桩。
除大坝上游核心区采用高压旋喷桩处理外，其他部位，坝轴线上游至防渗墙之间基础由原河床高程173.00～175.00m挖至高程165.00m，旨在将上部变形较大的第一层黏性土夹层全部挖掉，坝轴线下游次堆石区覆盖层基础基岩清除表层1.0m松散体（开挖至高程170.00m）。基础开挖后采用不小于25t振动碾静碾2遍，动碾10遍，控制基础相对密度不小于0.70，干密度不小于2.2g/m 3 方可填坝。同时基础开挖至设计高程后如遇砂质透镜体、黏性土夹层及含土量偏高的砂卵石基础应予以全部挖出，并采用过渡料进行换填。
（2）趾板基础开挖及处理。河床部位：趾板基础为覆盖层，挖至高程165.00m。岸坡部位：无强风化处，表面岩体开挖3～5m；有强风化处，开挖至强风化下限以下1m，使趾板建在弱风化岩体上。不满足时挖除并采用C15素混凝土回填。
趾板基础高边坡按1∶0.5～1∶0.75开挖，每隔20m设2m宽马道，并经边坡稳定计算，满足稳定要求，开挖后边坡岩石较差时采用挂网喷锚支护，锚杆长4.0m和6.0m，直径25mm，间排距2.0m，钢筋网为ϕ6@150×150，喷C20混凝土厚度10cm。边坡岩石相对较好时采用随机锚杆+素喷混凝土保护。喷混凝土边坡设排水孔，排水孔直径75mm，间排距3.0m。
（3）坝基液化处理。坝基范围内砂层透镜体约14个，主要分布在坝轴线附近及下游，其中有3个透镜体分布在下游坝脚附近，砂层透镜体分布高程为142.90～173.90m。位于坝基覆盖层上部砂层透镜体，局部埋藏较浅、较松散的砂层透镜体，不排除产生地震液化的可能性。结合坝基开挖，能挖掉的尽量挖掉，位于大坝下游附近采用压盖处理。
（1）混凝土防渗墙设计。由于大坝主河床段趾板未坐落在基岩上，为解决基础渗漏，根据目前国内外已建、在建和待建工程河床覆盖层防渗处理均采用防渗墙截渗方案。混凝土防渗墙轴线平行于坝轴线布置，墙顶长114m，防渗墙顶高程166.90m，防渗墙墙厚1.2m，墙底嵌入基岩1.0m，最大墙高27.8m。混凝土防渗墙采用机械造孔成墙，混凝土强度等级为C25、抗渗标号W12。
防渗墙与趾板之间连接一般通过连接板连接，其连接有柔性连接和刚性连接两种方式，刚性连接是趾板两端直接支撑在防渗墙上，一般这种情况是要做两道防渗墙（或一道防渗墙和一道灌筑桩支撑基础），刚性连接一般趾板变形较小，但平趾板周边缝变形较大，对止水材料要求较高，其次投资较高。柔性连接是在防渗墙和趾板之间加一道连接板（或多个连接板），连接板和防渗墙与趾板之间进行对接，接缝处设止水，这种连接方式适应基础变形能力较好。该工程趾板与防渗墙连接采用柔性连接，采用单连接板（见图1.4），连接板长度4.0m，厚度0.9m，连接板与趾板和防渗墙之间设置止水。同时，为协调连接板、趾板之间的变形，在其底部铺设有厚0.1m砂浆垫层及厚1.0m垫层料。
根据三维有限元计算分析，防渗墙存在拉应力需配置钢筋，墙体上下游侧均配钢筋网。
（2）混凝土高趾墙设计。防渗墙与两岸基岩连接设混凝土高趾墙，高趾墙高5.6m，其中左岸长4.0m，右岸长9.0m，为满足稳定及变形要求，高趾墙为重力墙式，顶宽1.2m，基础宽4.18m。为C25 W12F150混凝土。高趾墙表面设防裂钢筋，高趾墙坐落在基岩上，和基岩下设锚筋连接，锚筋直径28mm，伸入基岩6.0m。高趾墙与防渗墙之间采用键槽式连接，高趾墙与下游连接板之间设缝连接，缝内设止水和填缝板。
大坝右岸趾板X2（桩号约0+110左右）处有一冲沟，冲沟下半部为坡积块碎石夹土，一般厚度为5～8m，以上为后期人工堆积的碎石、块石等大量弃渣，厚度5～14m。冲沟堆渣体积约6万m 3 ，表面松散、欠固结、空隙大，稳定性差，外边坡1∶2.2左右。根据稳定复核计算成果，施工期冲沟堆渣处于稳定状态，水库蓄水期、水位骤降及地震工况下冲沟边坡不满足稳定要求，由于该冲沟位于趾板上方，危急趾板及部分面板安全。最初曾考虑将冲沟全部挖除，但由于该冲沟上部为施工期去库区移民和大坝上游填筑、一期面板、连接板、高趾墙施工道路，一旦挖除将会导致断路，严重影响库区移民和大坝现场施工；同时根据业主要求，该处作为水库运行期工作码头。因此，结合水库运行要求，经研究，采用局部削坡减载，坡脚布置抗滑墙，坡面布置网格梁加预应力长锚杆进行加固处理。
图1.4 防渗墙—连接板—趾板连接图（单位：m）
加固方案具体为坡面中下部布置混凝土框格梁，框格梁网格尺寸3m×3m，框格梁尺寸0.4m×0.4m，框格梁结点布置预应力锚杆，直径40mm，长度15～20m，穿过堆渣体深入基岩深度不小于5m，预应力张拉吨位为300kN。上部边坡采用浆砌石护坡，坡脚设置衡重式抗滑挡土墙。
（1）坝基固结灌浆。两岸基岩趾板及防渗板基础全面进行固结灌浆，趾板固结灌浆垂直基岩面孔深10m，孔距2m，排距一般为1.5m，并根据趾板形式和帷幕灌浆孔布置调整。防渗板孔深5.0m，间排距2.5m。固结灌浆分两序施工，施工次序为下游排→上游排→中间排，孔施工循序为一序孔→二序孔，固结灌浆均在趾板及防渗板浇筑完成后进行。
（2）坝基帷幕灌浆。坝基趾板及防渗墙虽然都坐落在基岩上，但由于基岩存在裂隙、断层及可能的透水层，为确保大坝稳定和安全，满足水库功能要求，需对大坝趾板、防渗墙等基础基岩进行帷幕灌浆，使大坝基础形成连续防渗帷幕。
大坝基础帷幕从左岸溢洪道至右岸坝肩，全长约803m，其中向右岸坝肩延长210m。大坝防渗帷幕深度即帷幕底线设在基岩相对不透水层（3Lu吕荣值：压力为1MPa时，每米试验段的压入流量为1L/min的透水率）以下5m。帷幕线布置从右岸坝肩灌浆洞→右岸趾板→河床段防渗墙→左岸趾板→左岸溢洪道，并与左岸山体帷幕连成整体，形成一道完整防渗帷幕线。
防渗墙下帷幕按单排布置，孔距1.5m，帷幕深度（从防渗墙基础算起）23.0～46.3m。
右岸帷幕分右岸趾板段与右岸坝肩延长段。平面布置从防渗墙端部开始沿趾板线布置至右岸坝肩（D0+385.00），然后沿右岸坝肩灌浆洞（大坝桩号D0+404.00）中心（坝轴线）向右岸坝肩方向延长210.00m，即对应大坝桩号D0+595.00处结束。右岸趾板段帷幕布置主副帷幕两排，主帷幕轴线在趾板“X”线上游1.0m，副帷幕轴线位于主帷幕上游2m处，副帷幕孔深度一般为主帷幕孔的2/3，主副帷幕孔距均采用2.0，梅花形布置。右坝肩延长段分两层布置，上层在1号灌浆洞内布置，洞底高程281.00～285.00m，采用单排帷幕，孔距2.0m，帷幕轴线处向略上游倾斜5°，以便于和下层灌浆洞衔接，帷幕底部高程238.00m。下层在2号灌浆洞内布置，洞底高程243.00m。2号灌浆隧洞采用双排帷幕，主副帷幕深度一致，向下灌浆至高程195.00m，排距1.0m，孔距2.0m，成梅花形布置。上层帷幕和下层帷幕在2号灌浆洞向上游侧采用双排水平衔接灌浆连接，水平帷幕深8.0m，排距1.0m，孔距2.0m。
左岸帷幕深度一般为21.2～46.0m，采用主副帷幕两排，主帷幕轴线在趾板“X”线上游1.0m，副帷幕轴线位于主帷幕上游2m处，主副帷幕孔距均采用2.0m，梅花形布置。